ضرب‌کنندهٔ نوری

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

ضرب کننده ی نوری Photomultiplier لامپ های فوتو مالتی پلیر یا PMT ها آشکار ساز های حساس به نور فرابنفش و نور مرئی و مادون قرمز هستند. این آشکارسازها سیگنال تولید شده بوسیله ی تابش نور را تکثیر می کنند.به واسطه ی بهره ی بالا ، نویز کم ، پاسخ در فرکانس های بالا و ناحیه ی جمع کننده گی زیاد در فعالیت های اتمی ، نجوم و تصویر برداری در پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند.مواد نیمه رسانا مانند فوتو دیود بهمنی در بعضی از کاربرد ها جایگزین ضرب کننده های نوری شده اند با این وجود این ضرب کننده ها هنوز هم کاربرد های فراوانی دارند.

یک ضرب کننده ی نوری تشکیل شده است از یک شیشه ی لامپ خلا و در داخل آن یک فوتو کاتد* و چندین کاتد ثانویه و یک آند قرار دارد.فوتون تابشی به ماده ی فوتو کاتد که به صورت لایه ی نازکی در پنجره ی وسیله ته نشین شده است برخورد می کند و در نتیجه ی تاثیرات فوتو الکتریک الکترون ها تولید می شوند.این الکترون ها بوسیله ی فو کوس کردن کاتد ها به سمت ضرب کننده ی الکترون _جایی که الکترون ها بوسیله ی فرآیند تشعشع ثانویه تکثیر می شوند_ جهت دهی می شوند. ضرب کننده ی الکترون از تعدادی الکترود تشکیل شده است که کاتد ثانویه نامیده می شوند.تمامی این کاتد های ثانویه در ولتاژی مثبت تر از کاتد ثانویه ی قبلی خود قرار داده می شوند.الکترونی که فوتو کاتد را ترک می کند مقداری انرژی از فوتون های وارده دارد.وقتی که وارد اولین کاتد ثانویه می شود بوسیله ی میدان الکتریکی شتاب می گیرد و به انرژی بالاتر می رسد. در جرقه گیری اولین کاتد ثانویه بیشتر الکترون های انرژی پایین به سمت دومین کاتدثانویه شتاب می گیرند و فرستاده می شوند.کاتد ثانویه ها به صورت سری به یکدیگر متصل شده اند و در هر صورت در هر مرحله تعداد الکترون های تولید شده افزایش می یابد و در آخر به آند می رسند جایی که انباشتگی بارها یک جریان تند را نتیجه می دهد. لامپ های ضرب کننده ی نوری برای کارکرد درست به 1000 تا 2000 ولت احتیاج دارند.بیشترین ولتاژ منفی به کاتد متصل می شود و بیشترین ولتاژ مثبت به آند.ولتاژها بوسیله ی یک درایور ولتاژ مقاومتی بین کاتد ها ی ثانویه توزیع می شود که این تغییرات بوسیله ی ترانزیستور ها یا دیود ها تحقق می یابند.وقتی ضرب کننده های نوری روشن می شوند باید نسبت به نور محیط محافظت شوند تا باازدیاد انتشار امواج آسیب نبینند.اگر در محیط های دارای میدان مغناطیسی بالا استفاده شوند (که می توانند مسیر الکترون ها را منحرف کنند) معمولا با یک لایه از آلیاژ نیکل و آهن(75%نیکل،15% آهن +مس و مولیبدن) محافظت می شوند.

  • فوتو کاتد

فوتو کاتد در یک فوتو مالتی پلیر یا فوتو تیوب عبارت است از یک الکترود که بوسیله ی یک جسم مرکب حساس به نور که با بار منفی پوشش داده شده است. با برخورد نور به آن بدلیل تاثیر فوتو الکتریک، الکترون ساتع می شود. اگر چه یک صفحه ی فلزی کاتد خواص فوتو الکتریک را نمایش می دهد یک پوشش مخصوص تاثیرات را افزایش می دهد. معمولا یک فوتو کاتد از فلز های قلیایی با تابع کار** خیلی کم تشکیل شده است. پوشش الکترون ها را آزاد می کند و به آنها اجازه می دهد تا فوتون ها ی دارای انرژی پایین را در تابش مادون قرمز آشکار کند.عدسی که تشعشع را از جسم ارسال می کند ازیک لایه از شیشه ی پوشش مشاهده می شود.فوتون ها به سطح فلز برخورد می کنند و الکترون ها را به سمت عقب خود انتقال می دهند.سپس الکترون های آزاد شده برای تولید تصویر نهایی جمع می شوند. مواد فوتو کاتد:

Ag-O-Cs:این اولین ماده ی مرکب فوتو کاتد بود که در 1929 رشد یافت حساسیت آن از 300mm تا 1200nm می باشد. چون این ماده دارای جریان تاریکی زیادی نسبت به مواد مدرن فوتو مالتی پلیرتیوب هاست ،امروزه از آن با خنک کردن فقط در ناحیه ی مادون قرمز استفاده می شود.

Sb-Cs:یک جواب طیفی از VUتا نور مرئی داردو معمولا در مد بازتابی فوتو کاتد از آن استفاده می شود.

Bialkali:درست مانند حالت قبل با این تفاوت که جریان تاریکی کم تر و حساسیت بالاتری را دارامی باشد.


(sodium-potassium- antimony, Na-K-Sb)High temperature bialkali or low noise bialkali

چون این مواد می توانند دمای 175 درجه ی سانتیگراد را نیز تحمل کنند از آنها در شبکه های ورود نفت استفاده می کنند.

Multialkali: طیف وسیعی از پاسخ را از فرا بنفش تا نزدیکی مادون قرمز در بر می گیرد.

Ga As:این فوتو کاتد ها پاسخ طیفی وسیعتری نسبت به حالت قبل دارند،از فرابنفش تا930nm

In Ga As: دارای گستره ای بین 900mm تا 1000mn است .

Cs-Te :Cs-Te, Cs-Iبه طول موج های بیشتر از 320 mn غیر حساس است و l-Cs به بیشتر از 200mn حساس نمی باشد.

[ویرایش] منابع