Файл: Соммер А. Фото-эмиссионные материалы.pdf

число диподов. Обычно коэффициент усиления достигает величины порядка 10°—107 .

Фотоумножитель имеет два основных преимущества перед ваку­ умным фотоэлементом. Во-первых, при регистрации очень слабых световых сигналов процесс умножения вносит значительно меньший шум, чем в случае обычного радиотехнического усиления сигнала фотоэлемента (см., например, [Л. 233]). Во-вторых, умножение с по­ мощью вторичной эмиссии не зависит от частоты сигнала вплоть до очень высоких частот. Превосходство фотоумножителя над комбина­ цией фотоэлемент —• усилитель еще более увеличилось после разра­ ботки техники счета [Л. 234], при использовании которой сигнал на выходе фотоумножителя регистрируется не в форме электрического тока, а путем счета числа отдельных актов фотоэмиссии с фотока­ тода.

Для более детального знакомства с конструкцией фотоумножи­ телей и их работой следует обратиться к многочисленным публика­ циям по этому вопросу. (Некоторые из лучших работ (Л. 232, 233, 235] были опубликованы более 10 лет тому назад. Что касается более поздней информации, по-видимому, наиболее полезны мате­ риалы, опубликованные изготовителями фотоумножителей.) В этой главе мы рассмотрим только вопросы, относящиеся к использованию фотокатодов в фотоумножителях. Однако предварительно имеет смысл проиллюстрировать сложность современных фотоумножителей, просто перечислив некоторые проблемы, имеющие отношение к их конструкции.

Материалы динодов. В качестве материала динодов чаще всего используют соединение CssSb, которое является также одним из наи­ более важных фотоэмисспонных материалов, и окисленные сплавы Mg-Ag и Ве-Cu. Каждый из этих материалов имеет определенные преимущества в отношении коэффициента вторичной эмиссии, стабиль­ ности работы и т. д. В недавних экспериментах с фосфидом галлия, покрытым пленкой Cs(GaP(Cs)), Симон и Уильяме {Л. 236] получи­ ли коэффициент вторичной эмиссии, на порядок превышающий значе­ ния коэффициентов у приведенных выше материалов. Использование этого или аналогичного соединения в качестве материала для дино­

зуются значительно реже или находятся в стадии разработки. Среди

динодом из GaP(Cs), обладающие значительно более высокими по­

Длины к диаметру. Внутренние стенкії этого Канала покрыты ЁЫсОкоомиы.м материалом, обладающим высоким коэффициентом вторич­ ной эмиссии. Когда на два конца канала подается напряжение, элек­ троны, входящие в канал, испытывают на пути по каналу много соударении со стенками, причем каждое столкновение вызывает раз­ множение электронов путем вторичной эмиссии.

Выбор Д7ШОДПОИ системы и числа дииодов определяется многими соображениями, например треболашіямн к величине общего усиления и темпового тока, я также скорости фотоотклпка. Если учесть, что,

1-11 -Диноды

13 -Анод

Рис. 68. Фокусирующая динодная система (линейная конструк­ ция).

кроме перечисленных различий в материале и конструкции динодоз, могут также различаться' материалы катодов и их геометрические размеры, станет ясно, почему производится много сотен различных типов фотоумножителей, представляющих собой различные комбина­ ции этих параметров.

Фотокатоды в фотоумножителях. Выбор фотокатодов для фото­ умножителей обычно определяется тремя условиями. Во-первых, фо­ токатоды должны обладать высоким квантовым выходом в требуемой области спектра. Во-вторых, термоэлектронная эмиссия при комнат­ ной температуре должна быть по возможности низкой, для того что­ бы уменьшить или исключить темповой ток и, следовательно, улуч­ шить отношение сигнала к шуму. В-третьих, выбор фотокатода иног-

мой области спектра. Для этой цели наиболее предпочтителен (Cs)Na2KSb (S-20) фотокатод. Ві-Ag-O-Cs (S-10) фотокатод имеет более низкий квантовый выход при всех длинах воли и, кроме того,

тод. В качестве солнечно-слепых фотокатодов обычно используются