Mi az a fotomultiplier cső?
A fotomultiplier cső két tudományos alapelvet használ az egyetlen esemény foton hatásainak fokozására.Ezeket a fényérzékeny anyagok és a beeső könnyű szögek sokféle konfigurációjában készítik, hogy nagy nyereséget és alacsony zajválaszt érjenek az ultraibolya, látható és közel infravörös frekvenciák működési tartományában.Az eredetileg reagálóbb televíziós kameraként kifejlesztett fotomultiplier csövek sok alkalmazásban megtalálhatók.Ebben az eszközben egyetlen foton áthalad egy ablakon vagy arclemezen, és befolyásolja a fotokatódot, egy fotoelektromos anyagból készült elektródot.Ez az anyag elnyeli a fényfoton energiáját meghatározott frekvenciákon, és elektronokat bocsát ki az úgynevezett fotoelektromos hatásnak.
Ezen kibocsátott elektronok hatásait a másodlagos kibocsátás elvének felhasználásával fokozza.A fotokatódból kibocsátott elektronok az elektron szorzó lemezek első sorozatára összpontosítanak, az úgynevezett Dynodes -nak.Mindegyik dynódon a bejövő elektronok további elektronokat bocsátanak ki.Kaszkádhatás következik be, és az incidens fotonot amplifikálták vagy észlelték.Ennélfogva a Photomultiplier név alapja, az egyetlen foton nagyon kicsi jele megerősödik olyan pontig, ahol az áram áramlása könnyen kimutatható a fotomultiplier csőből.Tervezési elemek.Az ablak típusa meghatározza, hogy a fotonok milyen átadhatják a készüléket.A fotokatód anyag meghatározza a fotonra adott választ.A kialakítás további változatai közé tartozik a cső-végű ablakok vagy oldalsó ablakok, ahol a fotonáramot lepattanják a fotokatódról.Mivel a nyereséget vagy az amplifikációt a másodlagos kibocsátási folyamat korlátozza, és a megnövekedett gyorsulási feszültséggel nem növekszik, többlépcsős fotomultipliereket fejlesztettek ki.
A fotokatód-válasz a beeső foton gyakoriságától függ, nem pedig a kapott fotonok számától.Ha a fotonok száma növekszik, akkor az előállított elektromos áram növekszik, de a kibocsátott elektronok frekvenciája állandó minden ablak-fotokatód-kombináció esetén, ezt az eredményt, amelyet Albert Einstein használt a fény részecske jellegének bizonyítékaként.
A fotomultiplier cső nyeresége akár 100 milliószor is lehet.Ez a tulajdonság, az alacsony zaj vagy az indokolatlan jel mellett, ezeket a vákuumcsöveket nélkülözhetetlenné teszi a nagyon kis számú foton észleléséhez.Ez az észlelési képesség hasznos a csillagászatban, az éjszakai látásban, az orvosi képalkotásban és más felhasználásokban.A félvezető verziók használatban vannak, de a vákuumcső fotomultiplier jobban alkalmas a nem kollimált könnyű fotonok észlelésére, azaz a fénysugarak nem haladnak párhuzamosan egymással.
A fotomultipliereket először televíziós kamerákként fejlesztették ki, amelyek lehetővé tették a televíziós műsorszolgáltatás számára, hogy a stúdiófelvételeken túl világítsák meg a fényes fényeket a természetes beállításokhoz vagy a helyszíni jelentésekhez.Miközben az alkalmazásban cserélik őket töltéssel kapcsolt eszközökre (CCD), a fotomultiplier csöveket továbbra is széles körben meghatározzák.A fotomultiplier cső fejlesztési munkáinak nagy részét az RCA végezte az Egyesült Államok és a volt Szovjetunió létesítményeiben a 20. század második felében.A 21. század nyitó évtizedeiben a világ fotomultiplier csöveinek nagy részét egy japán cég, a Hamamatsu Photonics gyártja.