Фотоумножители

Фотоумножители

Фотоумножитель или, как его еще называют, фотоэлектронный умножитель или ФЭУ – это электронное устройство, превращающее световой сигнал или пучок света в соответствующий усиленный электросигнал. Электроны, высвобождаемые при помощи фотоэлектронной эмиссии на освещенном катоде, бомбардируют труппу других электродов и увеличиваются тем самым в числе. На конечной стадии получается усиленный сигнал.

Наиболее распространены ФЭУ, в которых усиление потока электронов воплощается несколькими особыми электродами изогнутой формы — «динодами», вторично-эмиссионный показатель которых больше единицы. Для фокусировки и ускорения электронов анод и диноды подключаются сети, напряжением от шестисот до трех тысяч вольт. Также возможна фокусировка с помощью магнитов и «смешанная» - магнитно-электрическая.

У ФЭУ из входной (катодной) камеры (образуется поверхностями фотокатода, фокусирующих электродов, первого динода), умножительной динодной системы, анода и дополнительных электродов. Все элементы размещаются в вакуумном корпусе (баллоне).

Существуют фотоэлектронные умножители с полупроводниковыми умножающими элементами (гибридные), принцип действия которых основан на явлении ионизации атомов полупроводника при его бомбардировке электронами. ФЭУ обычно подразделяют на виды по динодной конструкции:

• ФЭУ на дискретных динодах с электростатической фокусировкой электронных пучков (используют диноды в форме коробки, ковша или тора),
  
• фотоумножители на дискретных динодах сквозного типа (динодами являются сетки, жалюзи, плёнки),
  
• пластинчатые, щелевые и трубчатые «распределенно-динодные» фотоумножители.
  

Фотоумножитель гораздо чувствительнее, чем самая чувствительная фотопластинка, и вдобавок его отсчеты хорошо воспроизводимы. Поскольку падающий свет непосредственно превращается в электрический ток, такие устройства можно с большим успехом использовать в телеметрических системах, в частности на ракетах, спутниках и т. п. Предел чувствительности фотоумножителей обусловлен так называемой термоионной эмиссией. Даже в полной темноте фотоэлектрическая поверхность испускает некоторое количество электронов, определяемое ее фактической температурой. Их количество невелико по сравнению с фотоэлектронами, но они существуют всегда —даже при комнатной температуре, составляющей около 300°С от абсолютного нуля. Эти электроны также умножаются и усиливаются, воздавая «темновой ток», иногда именуемый «шумом».