10-mavzu. Fotoelektrik nurlanish priyomniklari. Reja

29-rasm. Surma-seziy (chapda) va kislorod-seziy (o‘ngda) katodlar sirtining
tuzilishi (pastda) va ularning spektral sezgirligi (yuqorida).

Spektral sezgirlik diapazonining kengligi bo‘yicha kislorod-seziy fotokatodlar alohida o‘rin egallaydi. Bunday katodli FE lar 300 nm dan 1200 nm gacha nurlanishni seza oladi. Ular kumush asosga surilgan tseziy oksidi, tseziy va kumush brikmasidan tuzilgan qatlamga ega. Bunday FE larning sezgirligi, umuman olganda, past. Hozirgi zamonda ko‘p ishqorli fotokatodlar ishlab chiqilgan. ularda surma qatlamning sezgirligi tseziy, natriy, va rubidiy aralashmasini qo‘shish natijasida kuchaytirilgan. Bunday FE larning kvant chiqish soni 10% gacha etadi va spektral sezgirligi 300 nm dan 800 nm gacha oraliqni o‘z ichiga oladi.

FE larning spektral sezgirligi fotoemulsiyaniki singari aniqlanadi. Masalan, u 1 a fototok hosil qilish uchun zarur bo‘lgan nurlanish oqimi (F_) quvvatiga teskari miqdor bilan belgilanadi. Agar FE ga tushayotgan F_ monoxromatik oqim ta’sirida i fototok hosil bo‘layotgan bo‘lsa, u holda FE ning spektral sezgirligi S_ =i/F_. Odatda, fototok mikroamperlarda oqim quvvati esa, mikrovattlarda ifodalangani uchun spektral sezgirlik a/vt larda beriladi.
Fotoelektron ko‘paytgich (FEK). Fotoelektron ko‘paytgich ikkilamchi elektron emissiyasi hodisasiga asoslangan. Agar fotokatoddan ajralgan elektronlar elektr maydon yordamida tezlashtirilib boshqa katodga (dinodga yoki emmiterga) tushirilsa, ularning har biri dinoddan bir necha (o‘ntagacha) elektron urib chiqarishi mumkin. Dinoddan ajralgan bu elektronlar to‘dasi anodga tomon uchadilar, chunki anod bilan dinod orasida yo‘naltiruvchi va tezlashtiruvchi elektr maydon mavjud. Bunday bir bosqichli FEK da fototok o‘n martagacha kuchayadi. Agar dinoddan ajralgan elektronlar to‘dasini tezlatib ikkinchi emitterga tushirsak va undan ajralgan elektronlar oqimini tezlatib uchinchi emitterga yo‘naltirsak va xokazo, hammasi bo‘lib 7 ta yoki 9 ta emitterdan o‘tgan kuchli elektronlar oqimi anodga tushirilsa FEK da fototok 10⁷ yoki 10⁹ marta oshadi. Bunday asbob ko‘p bosqichli FEK deb ataladi. Bosqichlar (kaskadlar) orasida elektronlar oqimini o‘n martaga kuchaytirish uchun ular orasida potentsiallar ayirmasi 600 volt bo‘lishi kerak. Bunda qorong‘ilik toki ham kuchayadi va uning kuchayish darajasi potentsiallar ayirmasiga bog‘liq.

30-rasm. To‘qqiz bosqichli fotoelektron ko‘paytgich.

Potentsiallar ayirmasi qancha yuqori bo‘lsa, qorong‘ilik toki shuncha ko‘p kuchayadi va aksincha. Kaskadlar sonini ko‘paytirib, (n=14) ular orasidagi potentsiallar ayirmasini 100-120 volt qilib ham fototokni 10⁶ -10⁹ marta kuchaytirish mumkin. Sezgirlik 100-1000 a/lm bo‘lganda, qorong‘ilik toki i_k=10^-9 a atrofida bo‘lsa, yetarli bo‘ladi. Yaxshi FEK larda (masalan, Angliyada ishlab chiqarilgan EMI 6685) katodida qorong‘ilik toki i_k=10^-18 a va u 10⁹ marta kuchaytirilganda, unga 10^-9 a tok kuchi to‘g‘ri keladi. Yuqorida ko‘rilgan D=33 sm teleskopga o‘rnatilgan 10⁶ marta kuchaytiruvchi FEK ning chiqishida m=10^m kattalikdagi yulduzdan i=10^-8 a tok hosil bo‘ladi va uni qayd qilish mumkin.

FEK da hosil bo‘lgan tok kuchi (i) bilan yoritilganlik (E) orasida chiziqiy bog‘lanish mavjud. Bu bog‘lanish keng yoritilganliklar diapazonini o‘z ichiga oladi. Biroq, juda katta yorug‘lik oqimlarida chiziqiy bog‘lanish buziladi va FEK «charchaydi», hatto ishdan chiqishi ham mumkin. Shuning uchun FEK da fototokni 1a (ayrim nozik hollarda 0,01 a) dan oshirmaslikka harakat qilinadi, ya’ni fotokatodga tushayotgan nurlanish oqimi kamaytiriladi. Qorong‘ulik tokini kamaytirish maqsadida FEK past ( -50  -100 C ) temperaturagacha sovitiladi. Bunda suyuq azot qo‘llash mumkin.