ПАРАМЕТРИ І ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОТОЕЛЕКТРОННІ ПОМНОЖУВАЧІ (ФЕУ).

Залежно від виду реєстрованого сигналу в ФЕУ розрізняють: статичні параметри при вимірюванні світлових немодульованих сигналів, частотні параметри при роботі з модульованим оптичними сигналами і імпульсні параметри для імпульсних сигналів.

Більшість характеристик і параметрів ФЕП відповідають аналогічним параметрам і характеристикам фотоелементів, що мають фотокатоди таких же типів. Тут ми розглянемо тільки чи специфічні параметри і характеристики ФЕП, або їх особливості.

Коефіцієнт посилення дінодной системи М і анодная струмовий чутливість Я показані на рис. 16.47, де крива 1 відноситься до дінодамі з сурьмяно-цезієвим покриттям, а крива 2 - до сплавним вторинно електронним емітерів. Збільшення коефіцієнта посилення М з ростом напруги харчування викликано зростанням коефіцієнтів вторинної емісії а, дінодов. При більшій кількості дінодов і інших рівних умовах нахил кривих збільшується, то ж саме буде спостерігатися і при великих коефіцієнтах вторинної емісії дінодов.

Анодну струмовий чутливість 5 / а = <1 / п / с1Ф [А / лм] вимірюють при повному освітленні поверхні катода і значних світлових потоків, відповідних лінійної частини світловий характеристики, при яких анодні струми / а не перевищують граничних значень.

Зазвичай величини світлових потоків вибирають в діапазоні 10 -4 ...

... 10 -8 лм.

Мал. 16.47

Енергетичні (світлові) характеристики (рис. 16.48). Відхилення від лінійності при великих Ф обумовлено впливом просторового заряду і втомою фотокатода. При інтенсивних світлових потоках виникають великі щільності струмів з фотокатода, що і призводить до формування біля його поверхні області об'ємного заряду, що обмежує число електронів, що летять в напрямку першого динода. При імпульсних сигналах діапазон лінійних режимів значно ширше. Вплив на ток анода напруги на першому дінодамі визначається його ВАХ. На рис. 16.48 в режимі об'ємного Заряду цей вплив ілюструється кривими при двох значеннях напруги на першому дінодамі (I / 1> і [). При реєстрації випромінювання, модульованого гармонійними сигналами, інерційність оцінюється по частотній характеристиці. Умножители різного типу працюють в частотному діапазоні від 15 до 150 МГц.

ФЕУ, призначені для реєстрації коротких спалахів слабкої інтенсивності, повинні мати хороші швидкодію (~ 10 ~ 3 ... 10 ~ 10 с) і чутливість. Здатність ФЕУ виділяти світлові імпульси, незначно розрізняються по інтенсивності, характеризується власним амплітудним дозволом ФЕУ, яке тим вище, чим нижче рівень власних шумів приладу. Мінімальні значення (нижній поріг) інтенсивності вимірюваних потоків випромінювання визначаються темновим струмом і шумами. Темновий струм ФЕП обумовлений термо- і автоелектронної емісією з поверхні фотокатода і дінодов, струмами витоку між електродами приладу.

Темновий струм, який є параметром ФЕУ, дається в довідниках для певного режиму його роботи. Флуктуації цього струму служать джерелами власних шумів ФЕУ, до яких додаються флуктуації (шуми) коефіцієнтів посилення а дінодов.

Порогові потоки (порогова чутливість) в одиничної смузі частот [1] кращих ФЕУ досягають 10 -13 лм • Гц ~ 1/2 [21].

Мал. 16.48

Швидкодія ФЕУ оцінюється за формою імпульсу на виході приладу при висвітленні всієї поверхні фотокатода світловим імпульсом з тривалістю <3 • 10 9 с. На основі аналізу форми вихідного імпульсу визначають наступні імпульсні параметри:

т ф - тривалість фронту анодного імпульсу струму, яка вимірюється між рівнями 0,1 і 0,9 від його амплітудного значення 1 ат ; т 0 5 , т 0 д - відповідно тривалості вихідних імпульсів за рівнями 0,5 1 ат і 0,1 1 ат ;

8 = 0,8 (/ ат / Ф) - крутизна фронту імпульсу (в лінійній області зміни струму, див. Рис. 16.48).

Залежно від робочої частоти все ФЕУ можна розділити на дві великі групи:

  • 1) низькочастотні ФЕУ для вимірювання гранично малої інтенсивності світлових потоків;
  • 2) імпульсні і високочастотні ФЕУ для реєстрації короткочасних і швидко змінюються малих потоків випромінювання.

Характерні параметри ФЕУ першої групи: темнові струми менше 2 • 10 ~ 8 А, 5 / а ~ 1000 А / лм; пороговий потік в одиничної смузі частот - (2,5 ... 3) • 10 ~ 13 лм • Гц 1/2 , діаметр фотокатодов ~ 5 ... 6 мм. Малі діаметри фотокатодов обумовлені необхідністю роботи при малих темнова токах і вимог, що пред'являються до апаратури, що використовується в космічній техніці.

Швидкодіючі ФЕУ конструюються таким чином, щоб отримати максимально високу синхронізм траєкторій електронів, що вилітають з різних ділянок електродів. Параметри таких ФЕУ: тривалість фронту анодного імпульсу т ф <2,5 нс; 5 ~~ 200 мА / нс, 1 ат ~ 0,5 А. Для розширення смуги робочих частот висновки ФЕУ виконують коаксіальними, що забезпечує гарне узгодження із зовнішніми високочастотними і надвисокочастотні ланцюгами.

ФЕУ, призначені для прийому випромінювання лазерів, мають монохроматические катоди з чутливістю ~ 4 мА / Вт, з тривалістю фронту і вихідного імпульсу т ф ~ 2 ... ЗНС, т 0 1 ~ 0,7 нс, з пороговим потоком в одиничної смузі частот ~ 2-10- 18 лм * Гц - * / 2 .

  • [1] Цей параметр визначається світловим енергетичним потоком в люменах, падаючим на фотокатод ФЕУ і викликає анодний фотоструму, що дорівнює ефективному значенню темнового струму, наведеного до смуги частот в 1Гц.
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >