62752 (695160), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Поріг чутливості фотоелемента визначається темновим струмом, що виникає в ланцюгу при відсутності опромінення фотокатода. Для різних фотоелементів темновой струм складає
А. Постійна часу фотоелементів залежить в основному від часу прольоту електронів від катода до анода (
с) і часу перехідного процесу в ланцюгу фотоелемента.
Таблиця 1- Параметри деяких фотоелементів
| Фотоелемент | Тип фотокатода | Позначення спектральної характеристики | Діапазон спектральної чутливості, мкм | Положення максимуму спектральної чутливості, мкм | Робоче напруження, В | Інтегральна чутливість, мкА/лм | Темновий струм, А | Площа фотокатода, см? |
| Ф-1 Ф-5 Ф-6 Ф-8 | Sb-Cs Ag-O-Cs Bi-Ag-Cs Sb-Cs | C3 C1 C7 C2 | 0,215-0,60 0,60-1,10 0,32-0,75 0,40-0,60 | 0,38-0,05 0,80-0,10 0,50-0,10 0,45-0,05 | 100 30 30 150 | 100 15 70 105 | | 3 5,4 15 5 |
| Ф-9 Ф-22 | Sb-K-Na-Cs Sb-K-Na-Cs | C11 | 0,30-0,85 | 0,43-0,05 | 100 | 185 80 | | 9 5,3 |
| ЦГ-4 | Ag-O-Cs | C1 | 0,60-1,10 | 0,80-0,10 | 240 | 200 | | 11 |
Параметри деяких фотоелементів наведені в табл. 1. Фотоелементи типу Ф-8 використовують для реєстрації сфокусованих потоків випромінювання, фотоелементи типу Ф-6, Ф-9 застосовують при фізичних дослідженнях для прийому несфокусованних потоків випромінювання, фотоелементи типу Ф-1, Ф-6, Ф-9 служать для вимірювань невеликих потоків випромінювання. Імпульсні фотоелементи типу Ф-22 використовуються для реєстрації наносекундних імпульсів лазерів.
Велику в порівнянні з фотоелементами інтегральну чутливість мають фотоелектронний помножувач (ФЭУ), в яких струм фотокатода посилюється внаслідок повторної емісії електронів на проміжних електродах (дінодах), розташованих між катодом і анодом. Коефіцієнт посилення досягає ФЕУ.
Спектральні характеристики фотокатодів ФЕУ такі ж, як і у фотоелементів. Порогова чутливість ФЕУ вище, ніж порогова чутливість фотоелементів. Останнім часом широко використовуються жалюзійні (дінодна система у вигляді жалюзі) і канальні (дінод у вигляді трубки) ФЕУ. Жалюзійні ФЕУ, що мають широкий діапазон лінійності світлової характеристики, застосовуються для вимірювання порогових потоків (типу 112, 114), в телебаченні і фототелеграфії (типу 15А), в спектрофотометрії (типу 49, 94), фотометрії (типу 91, 114), Уф- і ІЧ-спектрометрії (типу 57, 112), для реєстрації випромінювання лазерів (типу 83, 114).
Таблиця 2- Параметри деяких типів ФЕУ
| Тип | Позначення спектральної характеристики | Діапазон спектральної чутливості, мкм | Число каскадів посилення | Анодна чутливість, А/лм (при напрузі В) | Поріг чутливості, лм/Гц½ | Темновий струм ФЭУ, А | Діаметр фотокатода, мм | Габаритні розміри, мм | |
| Діаметр | Довжина | ||||||||
| ФЭУ-15А ФЭУ-49 ФЭУ-57 ФЭУ-83 ФЭУ-91 | С5 С8 - С1 С6 | 0,3-0,75 0,3-0,85 0,23-0,35 0,4-1,2 0,34-0,65 | 12 | 40 (1700) 100 (1800) 2000 (1700) 10 (1500) 30 (1700) | - - - | | 20 150 40 24 25 | 36 171 52 35 40 | 100 202 110 119 180 |
| ФЭУ-94 ФЭУ-112 ФЭУ-114 | С8 - - | 0,36-0,85 0,23-1,1 0,25-0,85 | 11 14 14 | 10 (1300) 10 (1500) 30 (1400) | - | | 100 5 10 | 130 22,5 22,5 | 180 90 90 |
До приймачів, дія яких основана на використанні зовнішнього фотоеффекту, відноситься дисектор, що забезпечує електронне сканування великих областей простору предметів при малому миттєвому кутовому полі приладу.
Рисунок 4- Електронно-оптичний перетворювач
Рисунок 5- Характеристики відносної спектральної чутливості
Електронно-оптичним перетворювачем (ЕОП) називається діючий на основі зовнішнього фотоефекту пристрій (рис. 4), яке оптичне зображення, що створюється об'єктивом на фотокатоді 2, перетворює у видиме зображення, що спостерігається на випромінюючому екрані (аноді) 5. ЕОП представляє персоною скляний балон 3, всередовищані якого розташована електростатична або магнітна система 4, що фокусує електрони, емітовані фотокатодом. Оскільки число електронів пропорціональне локальний освітленості, що випускаються фотокатоду, то на екрані, покритому випромінюючим шаром, утвориться видиме зображення предмета. Спектральні характеристики фотокатодів ЕОП ті ж, що у фотоелементів і ФЕУ. Покриттями екранів служать дрібнозернисті люмінофор жовто-зеленого свічення для спостережень і фіолетово-синього свічення для фотографування. Час післясвітіння екранів різних типів складає
с. Лінійне збільшення ЕОП, що визначається відношенням розміру зображення на екрані до розміру зображення на фотокатоді, становить 0,5-2 для різних типів ЕОП. Дозволяюча здатність ЕОП в центрі і на краю поля зображення відповідно дорівнює
і
. Велику групу фотоелектричних приймачів складають фоторезистори, робота яких основана на використанні внутрішнього фотоефекта, що призводить до зміни опори приймача під дією потоку випромінювання. Фоторезистор являє собою фоточутливий шар напівпровідникового матеріалу, що вміщується на підкладку. Фоторезистор має два електроди для включення в електричний ланцюг послідовно з навантажувальним резистором, падіння напруження на якому є робочим сигналом. Існує три групи фоторезисторів: плівкові, наприклад сірчисто-свинцеві (PbS), селенисто-свинцеві (PbSe), телуристо-свинцеві (РЬТе); монокристалічесні на основі антимоніда індія (InSb) і телуридів ртуті і кадмію (HgCdTe); леговані домішками (германій (Ge), легований ртуттю (Hg), золотом (Аї)).
Фоторезистори, чутливі до випромінювання з довжинами хвиль до 3 мкм, використовують без охолоджування, а фоторезистори, діючі в діапазонах 3‑14 мкм, вимагають охолоджування. Фоторезистор звичайно вміщується в корпус із захисним вікном, а при охолоджуванні в судину Дьюара з хладагентом: твердою вуглекислотою (195 К) або рідким азотом (77 К). Для більшості фоторезисторів при охолоджуванні чутливого шара максимум спектральної характеристики зміщується в довгохвильову область спектра, виключення складають фоторезистори на основі антимоніда індія, у яких при охолоджуванні спектральна характеристика зміщується в область коротких хвиль. Інтегральна чутливість різних фоторезисторів становить 500‑6000 мкА/лм, постійна часу коливається від
до
с, а темновий струм, що визначає поріг чутливості приймача, досягає декількох десятків мікроампер.
Рисунок 6- Фотодіодний і фотогальванічний режими фотодіодів
Останнім часом широке застосування в приладах ІЧ-техніки знаходять багатоелементні приймачі на основі InSb і InAs одномірні у вигляді лінійки з 10 або 20 елементів і двомірні, що складаються з 100 однакових елементів. Виявна здатність одномірного приймача на основі InSb з лінійкою з 10 елементів у формі квадратів зі стороною 0,25 мм складає.















