Вакуумні фотоелектронні прилади
Вакуумні фотоелектронні прилади
Фотоелектричними приладами називаються електронні прилади, керування струмом яких відбувається за рахунок зміни інтенсивності або спектрального складу падаючого на них світлового потоку.
Вони розділяються на: електровакуумні;
іонно-вакуумні (з газорозрядним посиленням фотоструму); напівпровідникові.
Фотоелектронні прилади знайшли широке застосовуються у військовій техніці, наукових дослідженнях, медицині, у телебаченні, фотолітографії, для контролю й автоматизації різноманітних виробничих процесів, техніці звукового кіно і т.д.
Вакуумні фотоелектронні прилади
В загальному випадку фотоелектронні прилади складаються
з:
-оптичної системи, що може комплектуватися сцинтиляторами;
-фотокатоду;
-електронно-оптичної системи, що може виконувати функції переносу, прискорення, фокусування, сканування та стиснення електронного зображення;
-систем примноження фотоелектронного струму електронного зображення;
- пристрої візуалізації електронного зображення або кодування його в електричний сигнал.
В залежності від приладів деякі системи можуть бути відсутніми.
Сцинтилятори - речовини, що мають здатність випромінювати світло
при |
поглинанні |
іонізуючого |
випромінювання. |
Сцинтиляторні |
|
детектори |
ядерних |
випромінювань та |
випромінювань |
рентгенівського |
|
діапазону |
— |
застосування |
сцинтиляторів. |
|
|
Перше застосування сцинтилятору відбулося у 1903 році. Уіл’ям Крукс спостерігав спалахи від пластини ZnS, при попаданні на неї α- випромінювання.
Сьогодні, сцинтиляційні датчики широко використовуються для: фундаментальних досліджень, в ядерній фізиці, розвідці копалин, спектрометрії, огляду багажу й контейнерів, забезпечення ядерної безпеки і контролю,
медичній діагностиці та терапії.
У сцинтиляційному детекторі світло, що випромінюється при сцинтиляції, збирається на фотоприймачі (фотокатоді) фотоелектронного помножувача — ФЕП, фотодіодах.
У якості сцинтиляторів (фосфорів) використовуються:
-органічні кристали;
-рідкі органічні сцинтилятори;
-тверді пластмасові сцинтилятори;
-газові сцинтилятори.
Основними характеристиками сцинтиляторів є:
-світловий вихід;
-спектральний чутливість (склад) до випромінювання;
-тривалість сцинтиляцій.
Фотокатод
Фотокатод - один із основних елементів електронних оптичних приладів.
Призначення фотокатоду в електронно-оптичних приладах – емітувати електрони у вакуум під дією оптичного випромінювання перетворюючи оптичне зображення в електронне.
Фотокатод
Електронна спорідненість -- здатність деяких нейтральних атомів, молекул чи вільних радикалів приєднувати додаткові електрони перетворюючись у негативні іони. Кількісно оцінюється позитивною різницею енергії ЕА (electron affinity) нейтрального атома (молекули, радикалу) в основному стані та енергії основного стану негативного іона після приєднання електрона.
Основні параметри фотокатодів: |
Фотокатод |
- світлова (інтегральна) чутливість (віддача) |
SA ( ) - відношення |
величини сили струму електронів у режимі насичення, що емітуються фотокатодом Iе (А), при падінні на нього світлового потоку ФА (лм) від
стандартного джерела світла типу «А» (лампи розжарення з
кольоровою температурою вольфрамової нитки 2860 К),
SA= Ie / ФА (мкА/лм);
- спектральна чутливість (віддача) S ( ) - відношення величини сили струму електронів, що емітуються фотокатодом у режимі насичення Iе
(А) до величини потужності монохроматичного потоку Ф (Вт), який
має довжину хвилі випромінювання ,
S = Ie /Ф (А/Вт) – закон О.Г. Столетова;
-квантовий вихід фотокатоду Y (квантова чутливість) - відношення кількості електронів, що емітуються фотокатодом, Ne при його опроміненні монохроматичним потоком з енергією квантів Еф до кількості квантів у цьому потоці Nф,
Y= Ne/Nф (електрон/квант).
-червона межа чутливості фотокатоду - довжина хвилі у довгохвильовій області спектру при якій припиняється зовнішній фотоефект.
Фотокатод
