Файл: Зубов В.А. Методы измерения характеристик лазерного излучения.pdf

32

34

большой крутизне фронта фототока [36]. Необходимость таких характеристик будет выяснена в дальнейшем.

Газонаполненные фотоэлементы [7], работающие на основе внешнего фотоэффекта, обладают большей чувст­ вительностью, чем вакуумные. Повышение чувствитель­ ности достигается созданием в фотоэлементе несамо­ стоятельного газового разряда, который осуществляется за счет свободных электронов, эмиттируемых с катода. Спектральные характеристики газонаполненных фото­ элементов определяются только характеристиками ка­ тода и потому не отличаются от тех, которые имеются у вакуумных фотоэлементов. Световые характеристики газонаполненных фотоэлементов при работе на нагрузоч­ ное сопротивление нелинейны. Постоянная времени для них X~ ІО-4—ІО-5 сек значительно больше, чем для вакуумных, так как для развития и гашения разряда требуется время. Для газонаполненных фотоэлементов характерно отсутствие участка насыщения на вольтамперной характеристике, что приводит к нестабильности в работе.

Особую группу вакуумных фотоэлектронных приемни­ ков с внешним фотоэффектом составляют фотоэлектрон­ ные умножители (ФЭУ) [7]. В приемниках этого типа происходит усиление фототока за счет вторичной эмис­ сии электронов при попадании их на дополнительные электроды — эмиттеры. Коэффициент усиления каскада 2 -ф- 10 в зависимости от материала эмиттеров и напряже­ ния питания. Фотоумножители по сравнению с вакуум­ ными фотоэлементами регистрируют значительно более слабые сигналы, детектирующая способность фотоумно­ жителей достигает ~1014 сж-гц'^-jem.

Фотоумножители, предназначенные для измерения ха­ рактеристик ОКГ, характеризуются хорошим временным разрешением и позволяют получать большие выходные токи. Некоторые сведения по таким фотоумножителям приведены в табл. 6 [38].

Фотосопротпвленпя. Действие этих приемников осно­ вано на явлении возникновения фотопроводимости. Под действием, света в некоторых полупроводниках и диэлек­ триках возникают свободные заряды, способные пере­ мещаться внутри образца, изменяя его электропровод­ ность. Сопротивление образца при освещении, как

3* 35

4) Приведенные цифры для детектирующей способности соответствуют области спектра, в которой чувствительность максимальна.

36

правило, уменьшается [39]. Приемники этого типа имеют следующие характеристики.

Спектральные характеристики фотосопротивлений се­ лективны, т. е. каждая группа приемников характери­ зуется чувствительностью лишь в определенной области спектра, причем фотопроводимость обусловлена не только собственным поглощением образца, но и примесным, которое соответствует длинноволновой области спектра. В настоящее время получен большой набор фотосопро­ тивлений, который позволяет перекрыть широкий диапа­ зон длин волн (0,3—40 мкм). В табл. 7 приведены спек­ тральные характеристики образцов фотосопротивлений, в ней же указаны постоянные времени и детектирующие способности этих приемников [7, 10, 40].

Световые характеристики фотосопротивлений су­ щественно нелинейны [39]. Относительное изменение проводимости А а/а при освещении в общем случае свя­ зано с величиной светового потока или с мощностью излучения Р соотношением

Ао/о = СР\

где показатель х меньше единицы. Если фотосопротивле­ ние работает на нагрузку и питается напряжением U, то изменение напряжения на нагрузке при освещении

А UП’— иД„Ят СР\ (Дт + Л„)*

Чувствительность фотосопротивления

Таким образом, чувствительность фотосопротивления определяется питающим напряжением и температурой Т окружающей среды, так как темновое сопротивление Дт, входящее в выражение для чувствительности,

37