Ячейка Голея

Ячейка Голея.
Схематическое изображение ячейки Голея.
Схема устройства ячейки Голея[1]

Яче́йка Голе́я, ОАП (оптоакустический преобразователь) − приёмник электромагнитного излучения.

Используется для обнаружения инфракрасного излучения в ближней и дальней частях спектра и терагерцевого излучения. Используется, в основном, в инфракрасной спектроскопии.

Устройство и принцип действия

[править | править код]

Датчик состоит из небольшой металлической полости обычно в виде полого цилиндра, закрытый окном прозрачным для регистрируемого излучения. В полости размещён поглотитель излучения, со стороны, противоположной окну, имеется гибкая упругая диафрагма из металлизированной полимерной плёнки.

С атмосферой для выравнивания давления полость сообщается через капиллярное отверстие, либо изменения атмосферного давления выравнивается с давлением в полости с помощью дополнительной гибкой мембраны. Полость обычно заполняется ксеноном — газом с низкой теплопроводностью[2].

Излучение поглощается поглотителем излучения, что вызывает нагрев газа в полости, при этом повышается давление газа в полости и это вызывает изгиб зеркально отражающей диафрагмы, освещённой источником света. Изгиб диафрагмы изменяет поток отражённого от неё света на фотоприёмник. Электрический сигнал фотоприёмника является выходным сигналом датчика[3].

Преимущества и недостатки

[править | править код]

Основным преимуществом является то, что используемый диапазон длин волн достаточно широк. Отклик, в основном, линеен во всём рабочем спектральном диапазоне. Детектор также имеет достаточно малую инерционность — порядка 10 мс. Другим преимуществом является то, что датчик в отличие от других приёмников инфракрасного излучения не требует глубокого охлаждения.

Недостатки:

  • Сложность применения;
  • Медленный отклик;
  • Чувствительность к мех. вибрациям;
  • Тонкая, хрупкая мембрана, легко выходит из строя;
  • Ограниченный динамический диапазон;
  • Высокая стоимость, 12 — 15 тыс. $

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Klocke, David; Schmitz, Anke; Soltner, Helmut; Bousack, Herbert; Schmitz, Helmut. Infrared receptors in pyrophilous ("fire loving") insects as model for new un-cooled infrared sensors (англ.) // Beilstein Journal of Nanotechnology[англ.] : journal. — 2011. — 30 March (vol. 2). — P. 186—197. — doi:10.3762/bjnano.2.22.
  2. ↑ Приёмники излучения терагерцового диапазона (обзор). Дата обращения: 25 сентября 2020. Архивировано 13 июля 2019 года.
  3. ↑ Marcel J. E. Golay, 1947 Rev. Sci. Instrum. 18, 347