сигналу соответствует значительный, но ограниченный, нагрев приемника за счет электрических потерь. К сожалению, уравнение (1.2) может соблюдаться лишь в очень узком диапазоне температур, поэтому такие усилительные схемы пока не нашли практического применения.

5. ЭВАПОРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

Одна из первых попыток получения изображений в инфракрасном освещении эвапорографическим методом была успешно осуществлена м. Черни [259]. Для опытов Черни характерна глубокая продуманность и простота аппаратуры (рис. 9). Рабочая камера образуется в стеклянной трубе 2 диаметром 50 мм и длиной 150 мм. Верхний край трубы на горелке разделывается под корковую пробку 1, нижний - заполировьшается и на нем крепится целлулоидная мембрана 5 толщиной 0,5 мкм, покрытая снизу скипидарной сажей по методу Рубенса-Гофмана.

В Kaiwepe а нагревательной спирали 5 подвешена миниатюрная стеклянная пробирка 4, заполненная камфарным маслом, нафталином или каким-либо тяжелым углеводородом.

Для подготовки камеры включают нагревательную спираль 5. Заполняющий пробирку углеводород плавится, постепенно- испаряется и оседает тонким слоем на стенках камеры и целлулоидной мембране 5. Нагрев пробирки прекращают, когда оседающий белый матовый слой равномерно подавит собственную интерференционную картину пленки.

При экспонировании изображения на черненую сторону пленки с обратной стороны пленки сублимирует камфара со скоростью, пропорциональной энергетической освещенности участка. Таким образом были получены первые долговременные видимые изображения предметов в инфракрасном освещении.

В своих работах м. Черни ссылается на Д. Гершеля, получившего в 1840 г. видимое изображение картины в инфракрасном освещении путем экспонирования ее на фильтровальную бумагу, пропитанную этиловым спиртом, который испаряется быстрее с более освещенных мест.

Рис. 9. Инфракрасная камера М. Черни:

/ - пробка; 2 - стеклянная труба; 3 - нагревательная спираль; 4 - испарительный сосуд; 5 - приемная мембрана.

Техника изготовления черненных сажей целлулоидных пленок по методу Рубенса-Гофмана, согласно описанию М. Черни [258], состоит в следующем. Пленку получают, выливая цапонлак на воду, от температуры которой зависит толщина пленки. С воды пленку снимают с помощью стеклянной плитки так, чтобы между плиткой и пленкой осталась прослойка воды без пузырей, а края свисали. Затем пленку коптят в скипидарном пламени. Водная прослойка между пленкой и стеклом способствует охлаждению, необходимому для оседания сажи. Равномерность толщины сажевого покрытия контролируется визуально, а абсолютная толщина определяется по эталонным образцам. Дубликаты образцов растворяются в ацетоне, а отделенная сажа взвешивается.

м. Черни определил спектральную проницаемость покрытых сажей целлулоидных пленок [258]. Например, для случая покрытия с плотностью 34,2 мг/дм имеет место следующий спектр пропускания:

Длина волны, мкм 0,9 4,4 52 92

Проницаемость, % 0,0 1,8 50,7 67,7

При увеличении плотности сажевого покрытия увеличивается и длина волны, начиная с которой пропускание существенно увеличивается. Черни, указывает на возможность получения узкополосного инфракрасного изображения с помощью светофильтра, состоящего из двух пленок с различной плотностью сажевого покрытия. Коротковолновую часть снимает первая пленка, а длинноволновую, после узкой поглощенной полосы, пропускает вторая.

В дальнейшем по принципу устройства м. Черни был построен ряд приборов ночного видения в инфракрасном освещении [160, 163] и приборов для спектрального анализа длинноволнового излучения [102, 211, 224]. Чувствительным элементом в них также является тончайшая черненая целлулоидная мембрана, помещенная в камеру с давлением около 1 н/м^. Давление в камере определяется режимом масляного испарителя. Толщина масляной пленки на целлулоидной мембране зависит от давления масляных паров в камере эвапорографа и энергетической освещенности участка мембраны. Для визуального наблюдения картин, экспонированных в инфракрасном освещении, масляную пленку освещают холодным видимым светом. Разрешающая способность доходит до 14 линий на 1 мм при разности температур, равной 10 град. По цветам интерференционных полей можно с большой точностью судить об энергетической освещенности участка, а значит, и плотности падающей энергии. Некоторые предварительно возбужденные люминофоры под действием инфракрасного излучения начинают светиться в видимой части спектра. Это свойство было положено в основу метаскопа [145, 160] и может быть применено для сравнительных оценок потоков длинноволновой энергии.

6. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ И ОПТИЧЕСКИЙ МЕТОДЫ

В основу приборов пневматического метода положены газовые термометры, которые обладают наивысшей чувствительностью и точностью измерений [186, 274].

В отличие от метрологических газовых термометров объемы приемных камер пневматических индикаторов лучистой энергии

Рис. 10. Схема элемента Голея:

/ - источник света; 2, 7 - решетки; 3, 6 - мембрагёы; 4 - канал; 5 - окно; .8 - фотоэлемент.

обычно не Превышают 1 CJИ^ а интегральная теплоемкость равна 10- дж/град. Такие малые значения соответствуют теплоемкости тончайших (0,02-0,05 мкм) пленочных ограждений рабочих объемов и позволяют при больших значениях потоков добиваться снижения постоянной времени до миллисекунд. Чувствительность по температуре может быть доведена до 10- град. При проектировании прибора на длительные экспозиции порядка 100 сек это дает возможность регистрировать предельно малые потоки порядка 10-° вт.

Газы поглощают лучистую энергию лишь в узких полосах спектра. Для расширения спектра поглощения приемную камеру заполняют ворсистым поглотителем (тончайшим пухом расти-, тельного или животного происхождения) и последующей термообработкой добиваются его обугливания. Такой угольный пух при умеренной теплоемкости обладает значительной поглоща-тельной способностью и его присутствие больше повышает чувствительность, чем инерционность прибора.

В широко известном элементе Голея дифференциальные термометрические функции выполняют две газовые полости, объемом около 3 мм каждая, соединенные между собой каналом настолько большого сечения, чтобы его гидравлическое сопротивление не оказывало заметного влияния, а объем по сравнению с рабочими камерами был мал (рис. 10) [102, 210].

Приемная камера закрыта черненой мембраной б. Измеряемое излучение проходит через галитовое (каменная соль) окно 5, по-