Спосіб керування параметрами інфрачервоного джерела випромінювання та пристрій для його реалізації

Винахід відноситься до інфрачервоної техніки та оптоелектроніки і може бути використаний в фотометрії та експериментальній фізиці. Відомий “Спосіб керування параметрами джерела інфрачервоного випромінювання” по Авторському свідоцтву СРСР №1336870 кл. Η01L31/04, 1985. Керування параметрами ІЧ випромінювання здійснюється шляхом використання в якості ІЧ-джерела випромінювання напівпрозорого напівпровідникового кристалу. В об'ємі кристалу змінюють концентрацію вільних носіїв струму, що приводить до зміни механізму розсіювання, а значить і до зміни спектру поглинання. Це, в свою чергу, дозволяє керувати спектральною потужністю випромінювання та формою спектру, які залежать від коефіцієнту поглинання k. Відоме джерело ІЧ-випромінювання, що реалізоване на основі “Способу керування параметрами джерела інфрачервоного випромінювання” по Авторському свідоцтву СРСР №1336870 кл. Η01L31/04, 1985. Джерело являє собою напівпровідниковий напівпрозорий кристал. Керування спектральною характеристикою джерела здійснюється шляхом зміни концентрації вільних носіїв струму, що приводить до зміни механізму розсіювання, а значить і до зміни коефіцієнту поглинання випромінювання вільними носіями. Це, в свою чергу, дозволяє керувати спектральною потужністю випромінювання та формою спектру, які залежать від коефіцієнту поглинання k. До недоліків способу та ІЧ-джерела, що його реалізує, слід віднести необхідність значної зміни концентрації, що потребує значних енергетичних затрат, а також неможливість без допоміжних пристроїв одержати вузьку спектральну смугу випромінювання. В якості прототипу вибраний “Спосіб керування параметрами джерела інфрачервоного випромінювання” по Авторському свідоцтву СССР №1715150 Α1 кл. Η01L33/00, 1990. Винахід вирішує задачу створення ІЧ-джерел неперервної, або імпульсної дії з вузькосмуговою спектральною характеристикою, що піддається керуванню при зменшеному в порівнянні з аналогом енергоспоживанні. Керування параметрами ІЧ випромінювання в способі прототипі здійснюється шляхом використання напівпрозорої плоскопаралельної напівпровідникової пластини товщиною d 0) . Напівпрозорий плоскопаралельний об'єкт (типу резонатора ФабріПеро), характеризується спектрами теплового випромінювання, які суттєво відрізняються від спектрів ідентичних неплоскопаралельних об'єктів. Слід звернути увагу на те, що при розгляді теплового випромінювання можна проводити лише аналіз поведінки поглинаючої здатності тіла A (w, T ) . Це справедливо тому, що згідно закону Кірхгофа відношення поглинальної й випромінювальної здатностей тіл є універсальна функція частоти й температури й не залежить від природи тіла. Розглянемо систему, в якій активним елементом є плоскопаралельний шар (0=z=l), що розміщений між вакуумом (zl). Позначимо ці середовища (вакуум, плоскопаралельний шар та підкладинку) індексами 1, 2, 3, відповідно (фіг.1). В загальному випадку для плоскої хвилі, яка поширюється в і-ому середовищі та падає на сусіднє j-e середовище, амплітуди відбити х хвиль задаються виразами: n 2 k iz - n i2k jz (s ) = k iz - k jz rij(p ) = j r 2 2 (5) n j k iz + n i k jz k iz + k jz тут буквами s, p позначені амплітуди відбиття для s та p поляризованих хвиль. Крім того, індексами kjz, kiz тут позначено: ij w2 k jz = c 2 w2 n 2 - k 2 k iz = t j 2 nj - показник заломлення, c kt n 2 - k2 t i - тангенсійна складова хвильових векторів: (k t = 0) , rijp випадку нормального падіння (6) s = - rij rs = k2z 2i l k2z s s 2i 1 + r12 r23 e rp = l p p r12 + r23 e l k2 z p p 2i 1 + r12 r23 e q1 . В цьому випадку k t = (w / c )sinq 1 . l k 2z 2i ) . Слід відмітити, що у . Нехай плоска хвиля падає на поверхню шару з боку вакууму під кутом Амплітуда відбивання від шару визначаються виразами: s s r12 + r23 e ( k j = k t , k jz (7) Амплітуди пропускання: s s 1+ r12 1 + r23 ik l ts = e 2z l ( )( s s 1 + r12 r23 e æ n1 tp = ç çn è 3 ( ) k2 z 2i p )( p ) ö 1 + r12 1 + r23 ik 2z l ÷ e l ÷ ø p p 2ik 2 z 1 + r12 r23 e (8) Поглинальна здатність шару визначається як: k 2 2 An = 1 - r n - 3z t n (9) k1z де n = s, p . Припускаючи, що Imn