Снижение восприимчивости к акустическим и вибрационным шумам оптико-акустических преобразователей (2022)

Оптико-акустические приемники (ОАП) излучения имеют эквивалентную мощность шума (NEP) 1,410-10 Вт/Гц1/2 в спектральном диапазоне 0,3–10000 мкм и не требуют вакуумирования и термостабилизации. Диапазон исследуемых с помощью ОАП сигналов охватывает как постоянные потоки ИК- и ТГц-излучения мощностью до 10-11 Ватт, изменения температуры на 10-6–10-7 K, так и фемтосекундные тераваттные лазерные импульсы. Основным недостатком ОАП является сверхчувствительность к вибрациям. Показано, что гибкая мембрана, выполняющая роль датчика давления, одновременно является акселерометром в котором сила, действующая на мембрану определяется её инерционной массой. Так как однослойный графен (SLG) является самым легким конструкционным материалом с поверхностной плотностью 0,7710-7 г/см2, использование гибкой мембраны из SLG обеспечивает снижение восприимчивости ОАП к акустическим и вибрационным шумам более чем на три порядка без применения каких либо устройств виброзащиты.

Optical-acoustic receivers (OAP) of radiation have an equivalent noise power (NEP) of 1.410-10 W/Hz1/2 in the spectral range of 0.3–10000 µm. and do not require evacuation and thermal stabilization. The range of signals studied using the FDA covers both constant fluxes of IR and THz radiation with a power of up to 10–11 watts, temperature changes by 10–6–10–7 K, and femtosecond terawatt laser pulses. The main disadvantage of PDA is its hypersensitivity to vibrations. It is shown that a flexible membrane acting as a pressure sensor is also an accel-erometer in which the force acting on the membrane is determined by its inertial mass.

Since single-layer graphene is the lightest structural material with a surface density of 0.7710-7 g/cm2, the use of a flexible membrane made of single-layer graphene reduces the susceptibility of the PDA to acoustic and vibration noise by more than three orders of magnitude without the use of any vibration protection devices.

Тип: Статья
Автор (ы): Котляр Петр Ефимович
Ключевые фразы: ускорение, акселерометр

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Физика
УДК
538.9. Физика конденсированного состояния (жидкое и твердое состояния) (микроскопическое описание)
621.396. Аппаратура и методы радиосвязи
681.7. Оптические приборы и аппаратура
Префикс DOI
10.51368/1996-0948-2022-6-51-55
eLIBRARY ID
50054138
Текстовый фрагмент статьи