Co to jest rurka fotomultiplora?
Rurka fotoptomultiplier wykorzystuje dwie naukowe zasady do wzmocnienia efektu jednego fotonu incydentu. Są one wykonane w wielu różnych konfiguracjach materiałów wrażliwych na światło i kątów padających, aby osiągnąć wysoki zysk i niską reakcję hałasu w zakresie pracy ultrafioletowej, widocznych i bliskiej podczerwieni. Pierwotnie opracowane jako bardziej responsywna kamera telewizyjna, rurki fotomultiplieru znajdują się teraz w wielu aplikacjach.
Wraz z wynalezieniem półprzewodników rurki próżniowe zostały w dużej mierze wyeliminowane z przemysłu elektronicznego, z wyjątkiem rurki fotoptomultiplier. W tym urządzeniu pojedynczy foton przechodzi przez okno lub płytę do twarzy i wpływa na fotokatodę, elektrodę wykonaną z materiału fotoelektrycznego. Materiał ten pochłania energię fotonu światła przy określonych częstotliwościach i emituje elektronę w wyniku zwanego efektem fotoelektrycznym.
Efekty tych emitowanych elektronów są wzmacniane przez zastosowanie zasady SECEmisja Ondary. Elektrony emitowane z fotokatody są skupione na pierwszej z serii elektronów multiplikatorów zwanych dynodami. W każdej dynodzie przychodzące elektrony powodują emitowanie dodatkowych elektronów. Występuje efekt kaskady, a foton padający został wzmocniony lub wykryty. Stąd podstawa nazwy „Photomultiplier”, bardzo mały sygnał pojedynczego fotonu jest wzmacniany do punktu, w którym można go łatwo wykryć przez przepływ prądu z rurki fotomultiplora.
Odpowiedzi spektralne rurki fotoptomultiplieru wynikają przede wszystkim z dwóch elementów projektowych. Rodzaj okna określa, co fotony mogą przejść do urządzenia. Materiał fotokatody określa odpowiedź na foton. Inne odmiany projektu obejmują okna zamontowane na lampę lub boczne okna, w których strumień fotonu jest odbity od fotokatody. Jak zysk lub wzmocnienieOgraniczone przez wtórny proces emisji i nie rośnie wraz ze zwiększonym napięciem przyspieszenia, opracowano wieloetapowe fotomultiplory.
Odpowiedź photocathode zależy od częstotliwości fotonu padającego, a nie liczby otrzymanych fotonów. Jeśli liczba fotonów wzrośnie, prąd elektryczny wytwarza prąd elektryczny, ale częstotliwość emitowanych elektronów jest stała dla każdej kombinacji okien-fotokatod, co wynika, że Albert Einstein użył jako dowód cząstek natury światła.
Zysk rurki fotomultiplora waha się do 100 milionów razy. Ta właściwość, wraz z niskim szumem lub nieuzasadnionym sygnałem, sprawia, że te rurki próżniowe są niezbędne do wykrywania bardzo małej liczby fotonów. Ta zdolność wykrywania jest przydatna w astronomii, widzenia w nocy, obrazowaniu medycznym i innych zastosowaniach. Wersje półprzewodnikowe są używane, ale fotopomultiplier rurki próżniowej jest lepiej nadawany do wykrywania światła fotonów, które nie są kolimowane, co oznacza światło rAys nie podróżują ze sobą równolegle.
Fotomultipliers zostały po raz pierwszy opracowane jako kamery telewizyjne, które umożliwiły transmisję telewizyjną wykraczanie poza strzały studyjne z jasnymi światłami do bardziej naturalnych ustawień lub raportowania na miejscu. Chociaż zostały one zastąpione urządzeniami sprzężonymi z ładunkiem (CCD) w tej aplikacji, rurki fotomultiplora są nadal szeroko określone. Znaczna część prac rozwojowych nad rurką fotoptomultiplier została wykonana przez RCA w obiektach w Stanach Zjednoczonych i byłym Związku Radzieckim w drugiej połowie XX wieku. W pierwszych dziesięcioleciach XXI wieku większość światowych rur fotoptomultiplier jest produkowana przez japońską firmę Hamamatsu Photonics.