Представлен оптоволоконный температурный сенсор (пирометр) средневолнового ИК-диапазона, предназначенный для контроля динамики изменения температуры образцов сегнетоэлектрических материалов и полупроводниковых структур малых объемов. Устройство обеспечивает детектирование теплового излучения участка поверхности объекта диаметром до 1 мм с разрешением не хуже 50 мK и быстродействием до 1 мс в диапазоне температур 20–200 С в том числе непосредственно в области лазерного термоволнового воздействия. Эффективность устройства продемонстрирована на примерах его использования для исследования термоэлектрических эффектов в сегнетоэлектрических и полупроводниковых структурах.
Совокупность полученных характеристик обеспечивается использованием последних достижений отечественной элементной базы фотоники – неохлаждаемого спектрально селективного ИК-фотодиода, чувствительного в узкой спектральной области 4,2 0,25 мкм (разработка ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН) и оптоволоконной схемы доставки теплового излучения на основе ИК-оптоволокна с высоким коэффициентом пропускания в области 3–12 мкм (разработка НЦВО РАН им. Е. М. Дианова).
An MWIR fiber optic temperature sensor (pyrometer) is presented, designed to monitor the dynamics of temperature changes in samples of ferroelectric materials and small-volume semiconductor structures. The device provides detection of thermal radiation from a section of the surface of an object with a diameter of up to 1 mm with a resolution of no worse than 50 mK and a speed of up to 1 ms in the temperature range of 20–200 С, including directly in the area of laser thermal wave action. The effectiveness of the device is demonstrated by examples of its use to study thermoelectric effects in ferroelectric and semiconductor structures. The set of obtained characteristics is ensured by the use of the latest achievements of the domestic photonics element base – an uncooled spectrally selective IR photodiode, sensitive in the narrow spectral region of 4.2 0.25 m (developed at the A. F. Ioffe Physicotechnical Institute of the Russian Academy of Sciences) and a fiber-optic circuit for delivering thermal radiation based on IR optical fiber with a high transmittance in the region of 3–12 m (developed by the E. M. Dianov Scientific Center for Military Studies of the Russian Academy of Sciences).
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- Префикс DOI
- 10.51368/1996-0948-2024-6-74-80