ипромінювання, так як вони реагують на випромінювання в широкій спектральній області. Як відомо, в резистивних болометра джонсоновской шум завжди є проблемою; діелектричні ж болометри нерезістівни. Завдяки різкої зміни діелектричної проникності з температурою сегнетоелектрики, мабуть, вельми придатні для використання в якості болометрів.
.3 Нелінійні властивості
Розглянуті вище практичні застосування сегнетоелектриків засновані на наявності у цих матеріалів високих значень п'єзоелектричних коефіцієнтів і діелектричної проникності. Інші застосування пов'язані з нелінійністю цих характеристик. Наприклад, завдяки зміні діелектричної проникності сегнетоелектриків в постійному електричному полі можна електричним способом управляти ємністю сегнетоелектричних конденсаторів («Варіконди»). Сегнетоелектричних конденсатори використовуються для настройки супергетеродинів і для частотної модуляції. Найбільш яскраво діелектрична нелінійність проявляється на низьких частотах і поблизу температури переходу. Сегнетоелектрики можуть заміняти дорогі варакторних діоди, втрати ж у них часто виявляються менше, ніж у варакторних діодах. Джонсон вказав, що титанати барію - стронцію можна використовувати для генерації гармонік з третьої гармонікою в міліметровому діапазоні. Ді-Доменіко і ін. Виготовили СВЧ-генератор гармонік на (3 - 9) 109 Гц.
Чехословацькі дослідники повідомили про застосування три-гліцннсульфата в якості «температурно-автостабілізірованного нелінійного діелектричного елемента» (ТАНДЕЛа). У такому пристрої амплітуда прикладеного до сегнетоелектриків змінної електричної напруги збільшена настільки, що його температура підвищується майже до Т0. Величина нагріву залежить від діелектричних втрат. Поблизу Т0 втрати починають падати, внаслідок чого зразок стабілізує свою температуру. Температура кристала стабілізується поблизу Т0, де нелінійність висока; це дозволяє зменшити величину сигналу майже вдвічі порівняно з критичною без втрати стабільності. Цей пристрій може замінити варактори як елементи ланцюгів модуляторів, умножителей частоти і діелектричних підсилювачів аж до частоти 1000 МГц. Його можна використовувати і безпосередньо як термостат.
Малюнок 18 - Ілюстрація принципу роботи діелектричного підсилювача
Описуваний нижче діелектричний підсилювач являє собою міцний, дешевий, що не потребує підігріві підсилювач потужності низької частоти. Підсилювач такого типу можна застосовувати для дистанційного керування, в сервосистемах, для стабілізації напруги, для посилення звукових частот, а також в якості підсилювача постійного струму. Розрахунки показали, що в порожнистих резонаторах, заповнених сегнетоелектриків, можна підсилювати частоти НВЧ-діапазону, наприклад порядку 10 ГГц.
Принцип роботи діелектричного підсилювача потужності ілюструється на малюнку 18 напруга зсуву V змінює ємність сегнетоелектричного конденсатора, керуючи, таким чином, величиною сигналу високої частоти. При зміні V сигнал високої частоти відповідно модулюється, як схематично показано в правій частині фігури. Робочі елементи діелектричних підсилювачів можна виготовляти як з кераміки, так і з монокристалів, причому зазвичай використовуються цирконат - титанат свинцю або титанат барію - стронцію. Іноді вибирають такий матеріал, щоб температура переходу була дещо нижчою робочої температури, з метою уникнути труднощів, викликаних великим п'єзоефектом, і втрат на гістерезис. Іноді ж, навпаки, вибирають температуру переходу трохи вище робочої температури, так як це забезпечує кращу температурну стабільність підсилювача. Межа чутливості нижче Т0 визначається шумом, зумовленим рухом доменних стінок.
Описаний пристрій є підсилювачем потужності, так як його коефіцієнт посилення по напрузі менше одиниці. Однак коефіцієнт посилення по напрузі можна збільшити, якщо ввести в навантаження налаштовану ланцюг. У цьому випадку - при зміні керуючої напруги настройка вихідний ланцюга буде змінюватися. Вихідний сигнал множиться на q, причому множник q по мірі зміни V стає більше одиниці. Робота такої схеми зазвичай характеризується залежністю 1/q від V, званої характеристикою расстройки. Для посилення напруги зміщує напруга вибирають таким, щоб робоча точка перебувала на крутій частині цієї характеристики. При використанні кристала титанату барію посилення по потужності становить 12 дБ в смузі частот 7 кГц. Значно більше посилення можна отримати в мостових схемах.
Нелінійність діелектричної проникності сегнетоелектриків на оптичних частотах призводить до великої електрооптичних ефекті, що робить ці кристали перспективними для управління пучком когерентного випромінювання лазерів. Як приклад можна послатися на запропоноване недавно одне з таких пристроїв, що працює за принципом інтерферометра Фабрі - Перо. Через прозорий монокристаллический брусок з напівпрозорими срібними електродами на передній і задній гранях пропускаєтьс...
