EinBolometer, auchbolometrischer Detektor (griechischbole, „Wurf“, „Strahl“), ist einStrahlungsdetektor, der auf derAbsorption von Strahlung durch Materie und der Messung der damit verbundenen Erwärmung beruht.
Solche Detektoren sind folglich zur Detektion vonelektromagnetischen Wellen mit sehr verschiedenenWellenlängen geeignet.
Erfinder war der amerikanische AstronomSamuel Pierpont Langley im Jahr 1878.
Abzugrenzen davon sindpyroelektrische Sensoren, bei denen es bei Temperaturänderung zu einer Verschiebung innererelektrischer Ladungen kommt.
Zur Absorption im optischen Bereich dienen geschwärzte Oberflächen. Für die Messung von Leistungsimpulsen wird der Temperaturanstieg ausgewertet. Zur kontinuierlichen Messung derStrahlungsleistung muss dieWärme 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 derWärmestrom. Dieser ergibt sich aus der Temperaturdifferenz über die Wärmebrücke geteilt durch ihrenWärmewiderstand.
AlsTemperatursensoren dienenThermistoren oderThermoelemente. Bei denbildgebendenMikrobolometer-Arrays werdenHeißleiter-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 elektrischin Reihe, thermisch aber parallel geschaltet. Es entsteht eine sogenannteThermosäule, die selbst die Wärmebrücke bildet.
Punktförmige Detektoren bestehen aus nur einem einzelnen Thermoelement aus sehr dünnen Drähten oderDünnschichtstrukturen oder einer kleinen Pille eines Thermistormaterials am Ende der Zuleitungsdrähte. Die zu messende Strahlung wird darauf fokussiert. Ein umgebendesVakuum vermindert äußere Störungen durch Luftströmungen oderKonvektion. 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.
Bolometer und Bolometerarrays werden zur Detektierung vonInfrarotstrahlung, insbesondere des Mittleren Infrarotes (MIR) eingesetzt. Für solche Wellenlängen sind ungekühltePhotoelektrische Detektoren prinzipiell nicht verfügbar. Im Mittleren Infrarot liegt das Strahlungsmaximum bei Stoffen mit Temperaturen, die natürlicherweise auf der Erde herrschen, daher werden mit BolometerarraysThermokameras gebaut, die ungekühlt arbeiten und kalibriert werden können.
Thermosäulen werden unter anderem inLeistungsmessgeräten und Energiemessgeräten fürLaserstrahlung, insbesondere vonKohlendioxidlasern, eingesetzt.
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