Analizning optik usullari

30.4-§. Yorug’lik qabul qilgichlar
Elektromagnit nurlarning ko’rinuvchi qismini eng yaxshi sezuvchi

qabul qilgichlardan biri inson ko’zidir. Ma’lum vaqt qorong’ulikka moslashgan ko’z to’lqin uzunligi  = 550 nm bo’lgan yorug’likni yigirmata fotoni bir vaqtda chiqargan chaqnashni sezadi. Miqdoriy o’lchashlarga ko’z yaramaydi, chunki uning sezgirligi tushayotgan yorug’likning intensivligiga qarab ko’p marta o’zgaradi.

Hozir ham o’z mavqyeini yo’qotmagan eski yorug’lik qabul qilgichlardan biri fotoplastinkadir. Fotografik emulsiya bromli kumushning mayda kristallari joylashtirilgan qalinligi 10 – 20 mkm bo’lgan yorug’likni sezuvchi yelimshiq qatlamdan iborat bo’ladi. Bu kichik zarrachalarning yuzasida metall holidagi yoki oltingugurtli kumushning submikroskopik o’lchamli zarrachalari ya’ni, yorug’lik sezish markazlari joylashtiriladi.

Yorug’lik nurini elektr signaliga aylantiruvchi yorug’lik qabul qilgichlar. Spektroskopiyada nurlanish energiyasini o’lchash uchun ishlatiladigan yorug’lik qabul qilgichlar odatda, yorug’lik energiyasini, chiqish qarshiligida hosil bo’ladigan kuchlanishga yoki elektr tokiga aylantiradi. Yorug’likni elektr tokiga aylantirish mexanizmi (usuli, jarayoni) bo’yicha bu qabul qilgichlar ikki sinfga bo’linadi. Birinchi sinfga, yorug’lik qabul qiluvchi elementni isitish uchun sarflanadigan issiqlik energiyasini ma’lum fizikaviy hodisalar asosida (termoelektrik effekt, issiqlik ta’sirida rezistor qarshiligini o’zgarishi va hokoza) elektr energiyasiga (signaliga) aylantiruvchi yorug’lik qabul qilgichlar kiradi. Bunday qabul qilgichlar ichida eng ko’p ishlatiladiganlari bolometrlar, termoelementlar va optik-akustik qabul qilgichlardir.

Ikkinchi sinfga, qabul qiluvchi elementga tushayotgan fotonlar miqdorini sezuvchi fotoelektron qabul qilgichlar kiradi. Bunday qabul qilgichlarning sezgirligi, yorug’lik ta’sirida hosil bo’lgan fotoelektronlarning yutilgan fotonlar soniga nisbati bilan aniqlanadi. Ideal yorug’lik qabul qilgich uchun bu nisbat birga teng. Bunday yorug’lik qabul qilgichlar ikki turga bo’linadi: 1) tashqi fotoeffekt hodisasiga asoslangan yorug’lik qabul qilgichlar, bularga – fotoelementlar, fotoelektron ko’paytirgichlar (FEK), elektron-aylantirgichlar kiradi. 2)

ichki fotoeffekt hodisasiga asoslangan yorug’lik qabul qilgichlar, bularga

– fotorezistorlar (fotoqarshiliklar) va fotodiodlar kiradi.

Yorug’lik qabul qilgichlarga qo’yiladigan asosiy talablardan biri, ularning nur qabul qiluvchi qismi, o’ziga tushayotgan yorug’lik energiyasini imkoni boricha ko’p yutsin. Shuning uchun, yorug’lik qabul qilgich yaxshi ishlaydigan spektrning sohasi, uning qabul qiluvchi elementini nur yutish qobiliyati bilan aniqlanadi.

Hozirgi vaqtda nurlanish energiyasini bevosita elektr signaliga aylantirishga asoslangan fotoelektrik detektirlash usuli keng tarqalgan. Fotoelektrik detektorlar sifatida tashqi fotoeffekt hodisasiga asoslangan qurilmalar (fotoelementlar, fotoelektron ko’paytirgichlar) va fotodiodlar, fotoqarshiliklar, zaryad orqali bog’langan asboblar kabi turli xil yarim o’tkazgichli qurilmalar ishlatiladi.

Fotoelement vakuumlangan kolbadan iborat bo’lib uning markaziga anod o’rnatiladi, fotokatod esa kolbaning ichki yuzasiga surtilgan bo’ladi. Fotokatod, spektrning ishchi sohasiga qarab har xil materiallardan tayyorlanadi (Cs—Sb, Ag—O—Cs, Na—K—Sb—Cs). Fotokatodga yorug’lik tushganda uning yuzasidan urib chiqarilgan elektronlar elektr maydonining ta’sirida tezlashib anodga kelib zanjirda tok hosil qiladi.