Эффективность фотоумножителя

К другому классу детекторов относится счетчик фотонов, каким является, например, фотоумножитель. Когда фотон падает на катод фотоумножителя, он выбивает из него один электрон. Этот электрон ускоряется разностью потенциалов около 100 в и при столкновении с первым электродом (он называется динодом) создает несколько (обычно 3—4) вторичных электронов. Выбитые из первого динода электроны снова ускоряются и попадают на второй динод, где каждый из них выбивает 3—4 или большее число электронов, и т. д. В результате один фотон, попавший на фотокатод умножителя, вызывает появление после десятого динода около (3,5)1 электронов. Эти электроны собираются на аноде фотоумножителя. Проходя через сопротивление, соединенное с анодом, они образуют импульс напряжения. Такие импульсы могут быть записаны и сосчитаны. Каждый импульс соответствует поглощению одного фотона, который имеет энергию ку (у — частота колебаний, к — постоянная Планка). Эффективность фотоумножителя для фотонов частоты V можно определить с помощью эталонного источника излучения. Средняя скорость счета Я за интервал времени о определяется как отношение числа N сосчитанных за это время событий к величине о. [c.196]

Однако представление коэффициента корреляции формулой (77.2), в которой под N+ a, Ь) понимаются реально измеренные в эксперименте совпадения, вообще говоря, не эквивалентно теоретическому определению (76.17) через вероятности, потому что фотоумножители имеют не очень большую эффективность и в реальном эксперименте детектируется лишь небольшая часть фотонов. Необходимо убедиться, что величина [c.425]

Фотоэлектрические приборы, используемые для регистрации электромагнитной энергии в видимой области спектра, основаны на различных видах фотоэлектрического воздействия света на светочувствительные материалы. Падающая световая энергия приводит в этих приборах либо к возникновению фототока, либо к изменению электрического сопротивления. Измерив эти электрические величины, можно судить о количественном значении падающего светового потока. Фотоэлектрическими приборами, которые используются в световом моделировании теплообмена излучением, являются фотоэлементы, фотоумножители и фотосопротивления. При этом чаще всего применяются полупроводниковые фотоэлементы как наиболее простые, удобные и достаточно эффективные. [c.307]

Числовой пример. Главный интерес к параметрическому повышению частоты связан с практической возможностью регистрировать инфракрасное излучение (область спектра, где детекторы либо неэффективны, либо требуют большого времени измерения, либо их необходимо охлаждать до криогенных температур) с помощью преобразования частоты в видимую или близкую к видимой области спектра. Это позволяет регистрировать излучение с помощью эффективных и быстродействующих детекторов, таких, как фотоумножители или фотодиоды [23—26]. [c.585]

Качество сцинтилляторов определяется эффективностью преобразования энергии ядерного излучения в световую, прозрачностью самого вещества для. возникающего света люминесценции, малостью времени высвечивания и соответствием спектра испускаемого света чувствительности катодов выпускаемых фотоумножителей. [c.163]

Практический интерес процессов генерации суммарных и разностных частот обусловлен тем, что, смешивая излучение двух лазеров в нелинейной среде, можно получить когерентное излучение в области спектра, отличной от исходной, т. е. расширить спектральный диапазон доступных источников когерентного излучения. Другое важное применение процесса сложения частот связано с возможностью создания чувствительных и малоинерционных детекторов инфракрасного излучения. Если в видимой области ( , 500 нм) фотоумножители позволяют регистрировать потоки порядка ста фотонов в 1 с, то в области 10 мкм для надежной регистрации существующими приемниками необходимы потоки порядка 10 фотонов в 1 с. Поэтому возможность преобразования инфракрасного излучения в видимое даже с относительно невысокой эффективностью представляется чрезвычайно привлекательной. [c.494]

Обладая большим коэффициентом усиления и высокой разрешающей способностью, фотоумножитель при решении многих технических задач может считаться прибором безынерционным . Сочетание высокой эффективности счета гамма-квантов и высокой разрешающей способности сцинтилляционного счетчика создает предпосылки для повышения производительности процесса гамма-дефектоскопии и уменьшения требуемой активности источника, что особенно важно при использовании указанного метода контроля в производственных условиях. [c.49]

Последнее обстоятельство делает эффективным применение этих систем при дефектоскопическом контроле качества сварки довольно толстостенных изделий стали до 500 мм, алюминия до 1000 мм, магния и пластмасс до 2000 мм. В качестве детекторов излучения в радиометрическом методе применяют в основном сцинтилляционные датчики (сцинтилляционный кристалл с фотоумножителем), хотя возможно применение и других детекторов. [c.132]

Скорость счета фотоумножителя. Предположим, что мы имеем фотоумножитель со следующими параметрами площадь фотокатода= I см , эффективность фотокатода (усредненная по видимому спектру)=5%. Предположим далее, что у нас есть свеча, которая испускает видимый свет мощностью в 1 св. Как далеко должна находиться свеча от фотоумножителя, чтобы его скорость счета была равна 10 отсчетам в секунду (Очевидно, скорость счета определяется частотой попадания фотонов на фотокатод. Мы хотим, чтобы она была такой низкой, чтобы можно было сосчитать отдельные попадания.) Каким должно быть отверстие в непрозрачном экране, установленном между фотоумножителем и свечой, находящейся на расстоянии 1 лг, чтобы скорость счета была такой же [Едини-ц ы. Фотон с энергией 1 эв имеет длину волны порядка 12 345 А (последние две цифры не совсем верны, однако все число дает очень удобное мнемоническое правило). Если энергия фотона равна 2 эв,%о Я=6170 А. Считайте, что все фотоны соответствуют зеленому свету, т. е. 5500 А. Запомните также, что 1 зв=1,6- 10 " эрг. [c.206]

Теперь посмотрим, как получить величины Ех, Е , ф1 и фа, измеряя только интенсивность. (Слово интенсивность мы употребляем как синоним выражения поток энергии .) Эта величина имеет перед многими другими то преимущество, что ее легче всего измерить. Допустим, что у нас есть поляроиды, пластинки в 1/4 и фотоумножитель для измерения потока фотонов (число фотонов, падающих на единицу площади в одну секунду). Средний поток фотонов пропорционален среднему значению классического потока энергии, который в свою очередь пропорционален среднему за период значению квадрата электрического поля. Предположим, что известна площадь фотокатода и эффективность регистрации фотоумножителя. При этих условиях мы можем определить среднее квадратичное значение электрического поля в пучке света, падающего на фотокатод. [c.388]

Среди всех процессов преобразования частоты наиболее подробно изученным является удвоение линии 1,06 мкм, получаемой от ионов неодима в различных матрицах. В частности, в настоящее время предметом интенсивного исследования является процесс удвоения частоты излучения непрерывного лазера на Nd YAG [62], поскольку этот лазер характеризуется одновременно высокой эффективностью и большой мощностью, а также потому, что зеленый свет, получаемый в результате удвоения, попадает в удобный для регистрации с помощью фотоумножителей спектральный интервал. [c.129]

Во-первых, в настоящее время имеются весьма чувствительные малошумящие детекторы видимого излучения наподобие человеческого глаза или фотоумножителя, в то время как большинство инфракрасных детекторов в сравнении с ними являются малоэффективными ). Например, вполне реально регистрировать потоки в несколько квантов в секунду в зеленой области видимого спектра (5000 А), в то время как в области 10 мкм для надежной регистрации требуются потоки около 10 квантов/с [147]. Таким образом, если бы оказалось возможным преобразовывать инфракрасное излучение в видимое, даже с относительно невысокой эффективностью, то мы могли бы надеяться получить в свое распоряжение более чувствительный инфракрасный детектор, чем все, применяемые до сих пор. [c.155]

У хорошего фотоумножителя величина весьма мала или даже равна нулю. Следовательно, эквивалентная мощность шума всего детектора (т, е. число Nir за одну секунду при условии, что SjN = 1) в первую очередь определяется квантовыми эффективностями фотокатода и процесса преобразования частоты. Поэтому можно утверждать, что детектор на основе преобразования частоты вверх характеризуется относительно низкой квантовой эффективностью (фиг. 6.10) и малым уровнем шума, что резко отличает его от обычного инфракрасного детектора на основе внутреннего фотоэффекта, который характеризуется высокой квантовой эффективностью (0,5) и высоким уровнем шума. Это позволяет предположить, что детектор на основе преобразования частоты вверх, вероятнее всего, найдет применение при регистрации очень слабых потоков инфракрасного излучения [92], в частности в спектроскопии и в астрономии, а не при приеме сигналов на высоком уровне мощности, как, например, в линиях связи. [c.176]

Монохроматический поток излучения, падающий на фотокатод фотоумножителя и вызывающий анодный фототок, равный эффективному значению, тока шума анодного фототока от фонового потока, приведенному к полосе частот 1 Гц [c.26]

Результаты расчета квантовых эффективностей при Vai для некоторых типов фотоумножителей приведен в [25, 26]. [c.164]

Наиболее общепринятым детектором в настоящее время считается фотоумножитель. Промышленные образцы в состоянии пропускать частоты до 300 МГц, но могут появиться приборы н с более широкими полосами пропускания [8]. Фотолампа бегущей волны имеет полосу пропускания от 2 до 4 ГГц, Полупроводниковые фотодетекторы имеют более высокие квантовые эффективности, но, очевидно, они будут ограничены значительно низкими полосами пропускания. [c.195]

Если подставить в это уравнение численные значения входящих сюда величин (длина кристалла 1 см, длина волны инфракрасного излучения 3,5 мкм, показатель преломления 2,0), то мы получим, что для разрешения, т. е. числа дискретных мод, равного 10 (сетка 300X300 штрихов), величина площади А должна быть порядка 2 см . Для получения значения NEP = = 10 " Вт на длине волны 3,5 мкм на площади 2 м обычно требуется мощность накачки порядка нескольких ватт, если произвольно положить квантовую эффективность фотоумножителя равной 10%. Таким образом, для того чтобы эта система смогла обеспечить детектируемый уровень сигнала на фоне шумов, необходима минимальная мощность 10 " Вт на длине волны 3,5 мкм от каждой точки изображения. Для получения сколько-нибудь контрастного изображения потребуется, безусловно, большая мощность или инфракрасного излучения, или излучения накачки. Между прочим, можно видеть, что детектор ведет себя как малошумящая система с малой квантовой эффективностью, состоящая из 300X300 дискретных элементов, причем каждый из этих элементов все время находится в действии. [c.185]

Сцинтилляционные детекторы с фотоумножителями (ФЭУ) имеют высокую эффективность поглощения (т)у > 0,9) и большую чувствительность в связи с усилением фототока в Ю - -10 раз непосредственно ФЭУ. В качестве сцинтилляторов применяют sJ(Tl), sJ(Na), BijGe, О , aF. Среди них германат висмута обладает наилучшей стабильностью к воздействию внешних условий и эффективностью ослабления, но имеет конверсионную эффективность -10 % от Nal, что требует применения высокочувствительных ФЭУ. [c.468]

Повышение точности измерения и увеличение быстродействия приборов, использующих радиоактивное излучение, связано, как известно, со значительным увеличением активности источников излучения [1]. Улучшение может быть достигнуто повышением эффективности регистрации радиоактивного излучения. С этой точки зрения целесообразно использовать сциитилляционные счетчики. Однако стремление применить такие счетчики в точных приборах встречает значительные трудности, связанные главным образом с сильной зависимостью коэффициента усиления фотоэлектронного умножителя от напряжения питания, а таюке с утомлением фотоумножителя и нестабильностью коэффициента усиления радиотехнических устройств. Поэтому представляет интерес разработка методов, позволяющих снизить ошибки измерения контролируемой величины, возникающие из-за случайных изменений параметров фотоэлектронного умножителя. [c.127]

Контроль и калибровка К. с. д. необходимы для поддержания стабильных условий работы и абс. привязки результатов координатных и амплитудных измерений (автоматич. контроль тока в магнитах, темп-ры, состава и давления газа в газоразрядных детекторах, напряжения иитания детекторов и др.). Для калибровки спектрометрич. каналов используются эталонные радионуклиды, светодиоды и лазеры (калибровка фотоумножителей), прецизионные генераторы импульсов. В ряде К. с. д. предусмотрен периодич. контроль стабильности триггера и эффективности фильтрации данных путём генерации искусств. событий. Примеры крупномасштабных К. с. д. ИСТРА и ГЕЛИОС показаны на рис. 1 и 2. [c.425]

Были созданы высокоэффективные счётчики заряж. частиц, основанные на разл. принципах газоразрядные, сцин-тилляционные, черенковские и др, Фотоумножители позволяют регистрировать единичные фотоны. Наиб, полную и точную информацию о событиях микромира получают с помощью камеры Вильсона, пузырьковой и искровой камер, в к-рых можно непосредственно наблюдать следы (треки) пролетевших заряж. частиц. При исследовании частиц высоких энергий особенно эффективны два последних типа камер (наряду с регистрацией частиц в толстослойных фотоэмульсиях), т. к. из-за большой плотности среды в этих детекторах пробеги частиц невелики и удаётся проследить цепочку превращений частиц. Получаемая от регистрирующих устройств информация обрабатывается с помощью ЭВМ. В искровых камерах регистрация и анализ треков частиц осуществляются автоматически с использованием вычислит, машин непосредственно в экспе-рим. установке. [c.319]

Часто по условиям эксперимента одним н тем же сцинтилляционным счетчиком приходится вести измерения интенсивности излучений различного вида. Для этого конструкция сцинтилляционного счетчика должна допускать удобную и быструю замену одного кристалла другим, более эффективным для данного вида излучения. Конструкция такого универсального сцинтилляционного счетчика показана на рис. 6-8 [Л. 26]. Фотоумножитель помещается внутри светозащитного кожуха, который является также экраном от электромагнитных полей и за- щитой от механических повреждений элементов счетчика. Цилиндрический кожух замыкается ввинчивающимися крышкой и донышком. Последнее служит для установки кристалла и имеет окошко для прохождения ионизирующего излучения, которое для защиты от света затягивается тонкой светонепроницаемой фольгой (поверхностная плотность около 5 Mzj M ). Крышка снабжена штепсельным разъемом [c.139]

При низкой частоте электромагнитных полей необходимое экранирование в ряде случаев достигается лишь при сравнительно большой толщине стенки экрана. Многослойные экраны, вьгаолненные из различных материалов, позволяют заметно уменьшить суммарную толщину экранной защиты из-за сильного обратного действия экранов друг на друга. При двухслойном экране, один из которых железный, итоговое экранное затухание оказывается на величину In 2 больше суммы экранных затуханий каждого из э,кранов. Коэффициент обратного действия определяется главным образом свойствами первого слоя, и поэтому этот слой выполняется из железа (материал с высокой магнитной проницаемостью), а второй— из материала высокой проводимости (меди, алюминия и т. п.) В трехслойных экранах в целях достижения минимальной потери в хорошо проводящих слоях железный слой располагается между ними. Эффективность защиты фотоумножителя при различной степени экранирования иллюстрируется рис. 6н17. [c.158]

Дадим описание одной нз схем, применяемых для измерения эффективности дифракционной решетки (рис. 5.9) [117]. Как видно пз рисунка, к монохроматору Сейа — Намиока сделана приставка, состояшая из прямоугольной коробки, в которой помещается решетка G, фотоумножитель и рычажная система, позволяющая вращать ФЭУ вокруг оси F. [c.257]

В 13-каскадном фотоумножителе Кубецкого, где в качестве фотокатода применяется слой А —О—Св, а в качестве эмиттера на каскадах — слой Си—8—Сз, эффективный в отношении вторичноэлектронной эмиссии, при общем напряжении 750 в получается усиление порядка 10% что дает интегральную чувствительность 1—3 а/лм. Темновой ток умножителей можно значительно понизить путем охлаждения фотокатода и эммиттеров первых каскадов. [c.306]

В более эффективной системе для собирания рассеянного света используется конический рефлектор (фиг. 3) [9]. В этом методе на анализатор попадает весь свет, который рассеивается под углом 0 вдоль всего пути падающего пучка в жидкости в пределах полного азимутального угла 2я. Угол 0 и полуапертура конусаф связаны соотношением 0 = я — 2ф. Пределы 60 углов рассеяния, принимаемых анализатором, можно регулировать, изменяя размеры апертуры перед фотоумножителем. Благодаря этому устройству, которое позво- [c.161]

Число фотонов, испускаемых на 1 см пути частицы в области спектральной чувствительности современных фотоумножителей, dN jdx = 500 siu- О, что соответствует dNe/dx = 25—50 sin- фотоэлектронам, образующимся иа фотокатоде умножителя при условии полного светосбора. Для того чтобы Ч. с. мог регистрировать заряженные частицы со 100%-ной эффективностью, необходимо, чтобы на фотокатоде умножителя образовалось 3—10 фотоэлектронов. Для осуществления этого требования размеры радиатора Ч. с. [c.409]

Особенно большие преимущества ионизационный метод имеет при регистрации фотонов сцинтилляционными счетчиками,- состоящими из специальных кристаллов и фотоумножителей, усиливающих импульсы. Значительное новышение чувствительности установки при применении сцин-тилляционных счетчиков иллюстрируется рис. 7, где приведены интенсивности линий (2П) и (444) а-железа при съемке на Мо/(а-излучении и регистрации сцинтилляционным счетчиком (кривые а) и счетчиком Гейгера — Мюллера (кривые Ь) [256]. Эффективность счетчиков первого типа, особенно для слабых линий, как видно из рисунка, чрезвычайно велика. Фотография УРС-50И приведена на рис. 8, блок-схема установки приведена на рис. 9. [c.48]

Для достижения высокой светочувствительности сопротивления нагрузок фотоумножителей и имеют величину 50 хгол. Для эффективного использования столь высокоомной нагрузки входные каскады выполнены по схеме катодных повторителей с плавающей сеткой, что обеспечивает малую входную проводимость. [c.555]

Отношение анодного фототока к падающему на фотокатод монохроматическому потоку Ток в цепи анода фотоумножителя, вызванный падающим на фотокатод излучением Световой энергетический поток, падающий на фотокатод фотоумножителя и вызывающий анодный фототок, равный эффективному значению тока шума темнового тока, приведенному к полосе частот I Гц [c.26]

Спектры испускания записывают, выбирая подходящую длину волиы возбуждения и сканируя испускание по длинам волн. В добавок к указанным выше факторам спектр испускания искажается еще и вследствие того, что эффективность монохроматора испускания и чувствительность фотоумножителя зависят от длины волиы. [c.33]

ЗАВИСИМОСТЬ ЧУВСТВИТЕПЬНОСТИ ФОТОКАТОДОВ ОТ ДЛИНЫ ВОЛН-Ы Квантовые эффективности фотокатодов сильно зависят от длины волны (рис. 2.10). Чувствительность в УФ-области ограничивается в основном материалами, используемыми для окон. Фотоумножитель 9635 рВ с кварцевым окном часто применяется для измерений флуоресценции благодаря его высокой квантовой эффективности, большому коэффициенту усиления и малому темповому току. Такие темновые токи имеют порядок 10-° А и, таким образом, в 1000 раз меньше типичных анодных токов (порядка микроампер). Для работы в ультрафиолетовой области выбирают ФЭУ с кварцевыми окнами. [c.47]

Для того чтобы получить измеримые величины фазового сдвига и t(v пени демодуляции, частоты модуляции должны составлять МГц. Можно проводить фазовые и модуляционные измерения на таких высокочастотных сигналах, однако подобное усложнение не всегда необходимо Сноис-ор и Вебер [ 17] разработали эффективную методику, с помощью которой ni>i o-кочастотные сигналы преобразуются в сигналы о частотой 10 Гц. Получаемые низкочастотные взаимнокоррелироваиные сигналы содержат ту же информацию о фазе и степени модуляции, что и исходный высокочастотный сигнал Такое преобразование проводится непосредственно в фотоумножителе. Разность фаз и степень модуляции низкочастотных сигналов легко измеряются с помо1цыо простых счетчиков временных интервалов и ци4> ровых вольтметров., [c.90]

Построенные на основании формулы (9.37) с использованием значений 7хтах, приведенных в [25, 26], зависимости квантовых эффективностей от длины волны для -фотоумножителей показаны на рис. 9.6. [c.165]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...