Techniklexikon

Mikrowellendetektor

Atom- und Molekülphysik, Gerät zur Detektion elektromagnetischer Strahlung im Mikrowellenbereich, d.h. im Frequenzbereich von ca. 100 MHz bis einige 100 GHz. In Experimenten der Mikrowellenspektroskopie werden am häufigsten Halbleiterzähler eingesetzt.

Diese bestehen aus einem Halbleiterkristall, meist Si, der in Kontakt mit einem dünnen Metalldraht gebracht wird. Da diese Anordnung eine Art Diode darstellt, ist der Kontaktwiderstand in einer Richtung grösser als derjenige in der entgegengesetzten Sperrichtung. Bei Anlegen einer Wechselspannung, z.B. durch die Einstrahlung von Mikrowellenstrahlung, funktioniert diese Anordnung als Gleichrichter. Die Mikrowellenstrahlung wird also als Strom durch den Draht detektiert. Da der Draht sehr dünn ist, ist die Kontaktfläche zwischen Halbleiter und Draht sehr klein. Dadurch ist die Kapazität der Anordnung sehr klein, was die Detektion sehr hochfrequenter Wellen ermöglicht.

Ausserdem werden Bolometer und akustische Detektoren eingesetzt. Ein Bolometer besteht aus einem kurzen, dünnen Metalldraht, der durch die Einstrahlung von Mikrowellenstrahlung aufgeheizt wird, was zu einer Änderung des Drahtwiderstands führt. Diese Widerstandsänderung kann als Änderung des Spannungsabfalls am Draht nachgewiesen werden, wenn dieser von einem kleinen Strom durchflossen wird. In akustischen Detektoren wird die elektromagnetische Strahlungsenergie absorbiert und in Schallwellen umgewandelt (photoakustischer Effekt).