Фотоприемник Советский патент 1984 года по МПК H01J40/16 

Изобретение относится к фотоэлектронике, в частности к вакуумным фо топриемникам с торцовым входом и полупрозрачным фотокатодом, нанесенным на прозрачную подложку, таким как фо оэлектронные умножители, фотоэлементы, передающие телевизионные трубы, электронно-оптические преобразователи и т.п.. Известен фотоприемник, состоящий из заключенных в вакуумную оболочку фотокатода электронной фокусирукядей системы и анода, причем оболочка имеет плоскую часть, на которую на-: несен полупрозрачный фотоэмиссионный слой lj . . Недостатком такого фотоприемника является неравномерность чувствитель ности по полю фотокатода, одной из причин которой является неоднород- ность фокусировки фотоэлектронов. Наиболее близок по конструки и к изобретению фотоприемник с торцовым полупрозрачным фотокатодом, нанесенHbw на входное окно, имекяцее плосковогнутую форму, причем вогнутая поверхность обращена внутрь фотоприемника 2J . Недостатком данного устройства яв ляется высокая неоднородность чувствительности фотоприемника по полю фо токатода, особенно при регистрации расходяи(ихся световых пучков, обусловленная, в частности, ухудшением сбора фотоэлектронов в периферийной части фотокатода по сравнению с цент ральной из-за несовершенства электронно-оптических фокусирующих систем. Цель изобретения - снижение нерав номерности чувствительности фотопри. емника при работе в расходящихся све товых пучках без снижения общей чувствительности. Поставленная цель достигается тем что в фотоприемнике с торцо1 М|« полупрозрачным фотокатодом, нанесённым н входное окно, имеющее плосковогнутую форму, вогнутая поверхность окна обращена надужу фотоприемника. На чертеже схематично изображен предлагаемый фотоприемник. Фотоприемник состоит из цилиндрической вакуумной оболочки 1, внутри которой на одном из торцов нанесен фотокатод 2. Торец оболочки 1 закрыт входным окном 3, имеющим плосковогну тую форму, причем вогнутая шаровая поверхности 4 обращена наружу фотоприемника к источнику 5 расходящегося светового пучка 6, а на плоскую поверхность нанесен фотокатод 2; Из-за неоднородности сбора фотоэлектронов на коллектор (анод) зависимость чувствительности известного фотоприемника от координат фотокатода имеет колоколообразную форму с . максимумом вблизи центра катода. В предлагаемом техническом решении при нормальном падении лучей на поверхности отсутствует преломление, что приводит к увеличению угла падения лучей на поверхность фотокатода, а следовательно, и к повышению длины пути луча в фоточувствительном слое и поглощения света в периферийной области катода. Если показатели преломления материала входного окна и фотокатода близки, то повьшение чувствительности в периферийной области можно подтвердить простым расчетом. Примем расстояние.от близко расположенного источника света (реального или его изоЬраЛения) R 3 см, диаметр фотокатода D 2 см. Тргда увеличение длины пути луча в фоточувствительном слое на краю катода по сравнению со случаем нормального падения составляет . . Iri4 5-- .05, ЧТО приводит к увеличению чувствительности на 5%. В известном фотоприемнике наклонное падение лучей дает повышение длины пути в ц раз меньше из-за преломления на наружной поверхности. Поскольку коэффициент преломления обычно применяеьлгх стекол Л л 1,5, то отношение -g- при этом возрастает по отношению к случаю нормального падения только на 3% Учет отражения от поверхности входного окна можно не приводить. Поскольку для неполяризованного света зависимость коэффициента отражения от угла падения в диапазоне углов О-бО практически отсутствует. При очень большой расходимости пучка чувствительность известного устройства в периферийной области из-за заметного повьвиения отражения уменьшается, что приводит к увеличению неоднородности чувствительности фотоприемника, в то время как в предлагаемом уст-, ройстве угол падения лучей на наружную поверхность и отражение сохраняются . Если принять апертурный угол od 60 (большие углы трудно реализовать) , то для отношения расстояния от поверхности фотокатода до источника света к радиусу г кривизны поверхности расчетным путем можно найти практический верхний предел, ранный . - E(nMl/ 4 i-V, где п - коэффициент преломления стек ла. .. . При ,5 Z 0,205. В качестве базового выбраны фотоумножители типа ФЭУ-136 с диаметром фотокатода 20 мм и плоским стеклянным входным окном.. Измерения неоднородности чувствительности выполнены с помощью светового лазерного зоцда, сЬстоящего из гелий-неонового лазера и волоконного гибкого световода диаметром 1 мм. Измерения велись двумя способами. Сначала фото катод сканировали зондом при нормаль ном падении луча. Полученная при этом неравномерность составила 55% (среднее для трех образцов) .- Затем световод закрепляли в турели, установленной на расстоянии 30 мм от фотокатода ФЭУ-136, Поворачивая турель направляли свет под разными углами на фотоприемник. Измеренная неравномерность чувствительности в этих условиях составила 53%. После этого на входное окно ФЭУ-136 устанавливали на оптическом контакте плоско-вогнутую линзу с фокусным расстоянием 30 мм, и измерения двумя способами повторяли. В первом случае неравномерность чувствительности составила 51%, а во втогром - 50%. Погрешность во всех опытах не пре- высила ±1 %. Одновременно со снижением неравномерности чувствительности предлагаемой фотоприемнйк увеличивает и общую чувствительность: примерно на 3% при однородной засветке всего фотокатода параллельным световым пучком и на. 2% при засветке расходящимся лучком. Таким образом выполнение в фотоприемнике входного окна таким образом, что вогнутая поверхность обращена наружу, приводит к снижению неравномерности чувствите.г11 ности фотопри- емника и увеличивает его общую чувствительность.

ФОТОПРИЕМНИК с торцовым полупрозрачным фотокатодом, нанесенным на входное окно, имеющее плосковогнутую форму, отличающийся тем, что, с целью снижения неравномерности чувствительности фотоприемг ника при работе в расходящихся световых пучках, вогнутая поверхность окна обращена наружу фотоприемника.