Главная – Журналы – Автометрия 2023 номер 4

Классические оптико-акустические приёмники (ОАП) успешно используются для решения целого ряда научных и прикладных задач, таких как измерения слабых потоков оптического излучения ИК- и ТГц-диапазонов, количественного и качественного анализа газовых смесей, исследования спектров поглощения газов и паров. Рассмотрены назначение, конструкция и эволюция основных конструктивных элементов классических ОАП. Анализируется перспективность применения однослойного графена как наиболее перспективного материала для создания мембран. Значительное увеличение чувствительности связано с исключительно высокой эластичностью графена в сочетании с его высокой механической прочностью. Показано, что использование гибкой мембраны из однослойного графена обеспечивает снижение восприимчивости ОАП к акустическим и вибрационным шумам более чем на три порядка без применения каких-либо устройств виброзащиты. Благодаря сохранению графеновой мембраной высокой эластичности при гелиевых температурах рабочий диапазон ОАП может быть расширен от 320 К до гелиевых температур, чем обеспечивается достижение теоретически предельной пороговой чувствительности за счёт снижения шумов и открывается возможность широкого применения ОАП для решения научных задач астрофизики и космологии. Рассмотрены ёмкостный, оптический, туннельный и кантилеверный детекторы микродеформаций гибкой мембраны. Показано, что достижение предельных метрологических характеристик ОАП возможно за счёт совмещения уникальных возможностей двух разработок: мембраны из однослойного графена и туннельного детектора микродеформаций.