Фотоприемники на основе внешнего фотоэффекта

Исследования стабильности чувствительности для вакуумных ФП обычно сводятся к исследованию процессов "старения" и "утомления" и их влияния на чувствительность. Вопросы, связанные с кратковременной стабильностью (в течение времени, необходимого для проведения измерения энергетических параметров, обычно от нескольких минут до 1-2 ч), практически не рассматриваются. Поэтому при подготовке к измерениям энергетических параметров излучения с помощью ФЭ необходимо приводить исследования стабильности чувствительности ФЭ индивидуально.

При построении СИ энергетических параметров лазерного излучения следует учитывать зависимости чувствительности от угла падения и расходимости излучения и зонной неравномерности чувствительности.

3а.висимость чувствительности от угла падения и расходимости излучения объясняется, во-первых, зависимостью коэффициента отражения входного окна приборов, во-вторых, неодинаковой глубиной проникновения излучения в фотокатод. Зонная неравномерность чувствительности определяется неоднородностями материала фотокатода. Количественных данных о зонной неравномерности чувствительности и ее зависимости от угла падения и расходимости потока излучения для ФП практически нет, поэтому возникает необходимость индивидуального их исследования.

ФЭУ обладают высокой чувствительностью благодаря наличию умножительной (динодной) системы. Если коэффициент вторичной эмиссии i-го динода уi, коэффициент сбора электронов гi, а m Ї число каскадов усиления, то .коэффициент усиления ФЭУ

, (4)

а абсолютная спектральная чувствительность ФЭУ

, (5)

где Sлk Ї абсолютная спектральная чувствительность фотокатода ФЭУ, определяемая аналогично чувствительности ФЭ по формуле (2).

Чувствительность ФЭУ может достигать ~105 А/Вт в максимуме спектральной характеристики. В обычных ФЭУ линейность сохраняется до десятков миллиампер, у современных сильноточных Ї до единиц ампер.

При измерениях оптических сигналов большой мощности можно увеличить диапазон линейности ФЭУ в область больших потоков, частично используя динодную систему и снимая сигнал с промежуточных динодов.

Нижний предел динамического диапазона ограничен шумами и темновыми токами ФЭУ. Темновой ток ФЭУ (так же как и ФЭ) принципиально не может быть исключен, его минимальное значение определяется термоэлектронной эмиссией фотокатода, усиленной динодной системой. При среднем коэффициенте усиления 106 и площади фотокатода 1 см2 темновой ток ФЭУ составляет 10-11Ї10-5 А. Подбором конструкции ФЭУ и напряжения питания темновой ток можно свести к минимуму. Темновой ток и фототок ФЭУ подвержены флуктуациям вокруг среднего значения. Флуктуации анодного тока ФЭУ определяют минимальное значение потока излучения, которое может быть измерено при помощи ФЭУ.

На уровень шума анодного тока ФЭУ влияет много факторов, в зависимости от конструкции прибора и условий его применения. Поэтому при использовании ФЭУ в СИ малых потоков излучения необходимо исследовать его шумовые характеристики в рабочих условиях. Инерционность ФЭУ определяют его четыре основных узла: катодная камера (tk), входной каскад электронного умножителя (tвх), многокаскадный усилитель тока (tу) и выходной каскад (tвых). Время нарастания сигнала ФЭУ может быть выражено следующим образом:

(6)

Временное разрешение катодной камеры определяются, главным образом, как и ФЭ, разбросом времен пролета электронов от катода к первому диноду. Временные свойства сходной камерой многокаскадного усилится, в основном, определяются разбросом времён пролета электронов в динодной системе. Исследованию факторов, определяющих временные характеристики ФЭУ, посвящены работы. Быстродействие современных ФЭУ 30Ї1 нс.

Познавательно о обучении:

Связь экономической науки и образования
Характер связи между экономической науки и экономического образования во многом определяются институциональным разрывом исследовательских и преподавательских областей, который сформировался в советский период. На протяжении многих лет лишь отдельные сотрудники исследовательских институтов постоянно ...

Культурологическая концепция
Культурологический подход к проектированию личностно-ориентированного образования разрабатывается в научной школе, руководимой Е.В. Бондаревской, и состоит в следующем. Его теоретические предпосылки созданы русской классической педагогикой, которая, будучи органической частью духовной культуры обще ...

Педагогические условия стимулирования самостоятельности младших школьников
На основе теоретического изучения исследований по проблеме формирования самостоятельности школьников была разработана система педагогических условий стимулирования самостоятельной деятельности школьников, состоящая из следующих элементов: 1) диагностирование уровней самостоятельной деятельности уча ...