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[[Datei:Bolometer conceptual schematic.svg|mini|Konzeptzeichnung eines Bolometers]]
Ein '''Bolometer''', auch '''bolometrischer Detektor''' ({{elS}} ''bole'', „Wurf“, „Strahl“), ist ein [[Strahlungsdetektor]], der auf der [[Absorption (Physik)|Absorption]] von Strahlung durch Materie und der Messung der damit verbundenen Erwärmung beruht.

Solche Detektoren sind folglich zur Detektion von [[Elektromagnetische Wellen|elektromagnetischen Wellen]] mit sehr verschiedenen [[Wellenlänge]]n geeignet.

Erfinder war der amerikanische Astronom [[Samuel Pierpont Langley]] im Jahr 1878.

Abzugrenzen davon sind [[Pyroelektrischer Sensor|pyroelektrische Sensoren]], bei denen es bei Temperatur''änderung'' zu einer Verschiebung innerer [[elektrische Ladung|elektrischer Ladungen]] kommt.

== Funktionsprinzip ==
Zur Absorption im optischen Bereich dienen geschwärzte Oberflächen. Für die Messung von Leistungsimpulsen wird der Temperaturanstieg ausgewertet. Zur kontinuierlichen Messung der [[Strahlungsleistung]] muss die [[Wärme]] abgeführt werden. Dazu dienen definierte Wärmebrücken, die für die Messung großer Leistungen aus massivem Metall bestehen und am anderen Ende wassergekühlt sind. Die Messgröße ist der [[Wärmestrom]]. Dieser ergibt sich aus der Temperaturdifferenz über die Wärmebrücke geteilt durch ihren [[Wärmewiderstand]].

Als [[Temperatursensor]]en dienen [[Thermistor]]en oder [[Thermoelement]]e. Bei den [[Bildsensor|bildgebenden]] [[Mikrobolometer]]-Arrays werden [[Heißleiter]]-Elemente eingesetzt; sie besitzen bei entsprechender Materialwahl im interessierenden Temperaturbereich eine steilere Kennlinie.

Werden Thermoelemente eingesetzt, kann direkt die Temperaturdifferenz zwischen Empfangsfläche und Wärmesenke gemessen werden. Dazu werden mehrere Thermoelemente elektrisch [[Reihenschaltung|in Reihe]], thermisch aber parallel geschaltet. Es entsteht eine sogenannte [[Thermosäule]], die selbst die Wärmebrücke bildet.

Punktförmige Detektoren bestehen aus nur einem einzelnen Thermoelement aus sehr dünnen Drähten oder [[Dünnschichttechnik|Dünnschichtstrukturen]] oder einer kleinen Pille eines Thermistormaterials am Ende der Zuleitungsdrähte. Die zu messende Strahlung wird darauf fokussiert. Ein umgebendes [[Vakuum]] vermindert äußere Störungen durch Luftströmungen oder [[Konvektion]]. Da die Temperatur der Umgebung des Detektors ein Strahlungsfeld erzeugt, muss deren Schutzgehäuse oft thermostatiert werden, zumindest muss jedoch dessen Temperatur gemessen werden. Um ohne diesen Strahlungshintergrund messen zu können, werden Bolometer bzw. auch deren Gehäuse tiefgekühlt.

== Anwendungen ==
Bolometer und Bolometerarrays werden zur Detektierung von [[Infrarotstrahlung]], insbesondere des Mittleren Infrarotes (MIR) eingesetzt. Für solche Wellenlängen sind ungekühlte [[Fotodiode|Photoelektrische Detektoren]] prinzipiell nicht verfügbar. Im Mittleren Infrarot liegt das Strahlungsmaximum bei Stoffen mit Temperaturen, die natürlicherweise auf der Erde herrschen, daher werden mit Bolometerarrays [[Thermokamera]]s gebaut, die ungekühlt arbeiten und kalibriert werden können.

[[Thermosäule]]n werden unter anderem in [[Leistungsmesser#Kalorimetrische Messung|Leistungsmessgeräten]] und Energiemessgeräten für [[Laserstrahlung]], insbesondere von [[Kohlendioxidlaser]]n, eingesetzt. {{Hauptartikel|Thermosäule}}.

== Siehe auch ==
* [[Pyrometer]]
* [[Strahlungsdetektor]]
* [[Bolometrische Helligkeit]]
* [[Mikrobolometer]]

== Weblinks ==
{{Commonscat|Bolometers|audio=0|video=0}}
* [https://www.spektrum.de/lexikon/optik/bolometer/449 ''Bolometer.''] Eintrag im ''Spektrum Lexikon der Optik.''
* [http://www.zeno.org/Lueger-1904/A/Bolometer Kurzbeschreibung] in historischem Lexikon

{{Normdaten|TYP=s|GND=4146260-9}}

[[Kategorie:Optisches Messgerät]]

Bolometer - Versionsgeschichte

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