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:

Направления работы по патриотическому воспитанию в современной школе
Первым и основным процессуальным пониманием патриотического воспитания детей в школе является его восприятие как воспитательного процесса на уровне всех составляющих компонентов целевого, субьект-объектного, содержательного, результативного. Патриотическое воспитание детей в современной школе напра ...

Педагогическая и андрагогическая модели обучения
Когда мы говорим о модели обучения, мы имеем в виду систематизированный комплекс основных закономерностей деятельностей обучающегося и обучающего. При этом, конечно же, необходимо учитывать и другие компоненты процесса обучения: содержание, источники, средства, формы и методы. Но основное – это име ...

Соотношение творческой и интеллектуальной одаренности
Существуют как минимум три основных подхода к проблеме творческой способности. Первая точка зрения заключается в том, что как таковых творческих способностей нет. Интеллектуальная одарённость выступает в качестве необходимого, но недостаточного условия творческой активности личности. Главную роль в ...