Bolometer - Definition
Bolometer - Definition
Das Bolometer ist ein empfindliches Messgerät zur Erfassung und Messung von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere im Infrarot- und Radiowellenbereich. Seine Funktionsweise beruht auf der Messung der Temperaturerhöhung, die durch die Absorption der Strahlungsenergie durch ein geeignetes Detektionsmaterial verursacht wird. Die Temperaturänderung verändert die physikalischen Eigenschaften des Messelements, meist den Widerstand, was eine genaue Bestimmung der Leistung des eingehenden Signals ermöglicht.
Ein grundlegendes Bolometer besteht aus einem Absorptionsmaterial und einem temperaturempfindlichen Element, in der Regel einem dünnen Leiter oder Halbleiter. Wenn Strahlung absorbiert wird, erwärmt sich das Material, und die daraus resultierende Änderung der elektrischen Leitfähigkeit wird von einer elektronischen Schaltung aufgezeichnet. Die hohe Empfindlichkeit dieses Gerätetyps ermöglicht die Erfassung selbst sehr schwacher Signale, weshalb Bolometer in der Astronomie, Spektroskopie, Materialforschung und Wärmebildtechnik eingesetzt werden.
In der Praxis werden je nach Strahlungsbereich und Anwendungsanforderungen verschiedene Arten von Bolometern eingesetzt. Es gibt kryogenisch gekühlte Bolometer, die in Weltraumobservatorien eingesetzt werden, und Raumtemperaturversionen, die z. B. in Wärmebildkameras verwendet werden. Fortgeschrittene Versionen verwenden mikroelektromechanische Systeme (MEMS), die eine Miniaturisierung der Detektoren und den Aufbau von Bolometer-Arrays ermöglichen.
Aufgrund ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise sind Bolometer keine wellenlängenselektiven Detektoren, d. h. sie messen die gesamte Strahlungsenergie innerhalb eines bestimmten Spektralbereichs. Die Genauigkeit der Messung hängt unter anderem von der Wirksamkeit der thermischen Isolierung des Messelements und der Temperaturstabilität der Umgebung ab.
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