Thin-film termoacoustic detector for a registration of microwave pulses of nanosecond duration

Abstract

A process of the thermoacoustic generation inside thin metallic films deposited on the glass substrate was studied. The measurements performed at 8-mm wavelength have showed that an absorption coefficient reaches its maximum in the 2...3-nm aluminum films. The process of sound excitation was studied in a sandwich-type system consisting of glass – aluminum film – water. It was shown that an efficacy of a themoacoustic excitation for the metallic films of several tens of angstroms is solely defined by the thermophysical parameters of liquid adjoining to the film surface.

Досліджено процес термоакустичної генерації в тонких металевих плівках, нанесених на кварцову підкладку. Виміру, проведені на довжині хвилі 8 мм, показали, що коефіцієнт поглинання має максимум при товщині алюмінієвої плівки 22...25 ангстрем. Поглинання в максимумі склало 34 і 49% при падінні хвилі відповідно з боку плівки і кварцової підкладки. Явища, що спостерігаються у тонких металевих плівках, теоретично пояснені з позицій аномального скин-ефекту. Проведено аналіз генерації звуку в шаруватій системі кварц - алюмінієва плівка – вода. Показано, що при товщинах металевої плівки в кілька десятків ангстрем ефективність термоакустичної генерації визначається теплофізичними параметрами рідини, що граничить із плівкою.

Исследован процесс термоакустической генерации в тонких металлических пленках, нанесенных на кварцевую подложку. Измерения, проведенные на длине волны 8 мм, показали, что коэффициент поглощения имеет максимум при толщине алюминиевой пленки 22...25 ангстрем. Поглощение в максимуме составило 34 и 49% при падении волны соответственно со стороны пленки и кварцевой подложки. Наблюдаемые явления в тонких металлических пленках теоретически объяснены с позиций аномального скин-эффекта. Проведен анализ генерации звука в слоистой системе кварц - алюминиевая пленка – вода. Показано, что при толщинах металлической пленки в несколько десятков ангстрем эффективность термоакустической генерации определяется теплофизическими параметрами граничащей с пленкой жидкости.