Фотоприемник

Фотоприемник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Ogl (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3540013/24-21 (22) 17.01.83 (46) 30.11.84. Бюл. Ф 44 (12) С.С. Ветохин и И.В. Резников (53) 621. 383. 292 (088. 8) (56) 1. Павлов А.В. и др. Приемники излучения автоматических оптико-электронных приборов. "Энергия", N.

1972, с. 64.

2. Анисимова И.И. и др. Фотоэлектронные умножители. М., "Советское радио", 1974, с.16-17 (прототип). (54) (57) ФОТОПРИЕИНИК с торцовым полупрозрачным фотокатодом, нанесенным на входное окно, имеющее плосковогнутую форму, отличающийся тем, что, с целью снн:кения неравномерности чувствительности фотоприем-. ника при работе в расходящихся световых пучках, вогнутая поверхность окна обращена наружду фотоприемника.

1, 11270

Изобретение относится. к фотоэлектронике, в частности к вакуумным фо .топриемникам с торцовым входом и полупрозрачным фотокатодом, нанесенным на прозрачную подложку, таким как фотоэлектронные умножители, фотоэлементы, передающие телевизионные трубы, .электронно-оптические преобразователи и т.п., Известен фотоприемник, состоящий 10 из заключенных в вакуумную оболочку фотокатода электронной фокусирующей системы и анода, причем оболочка имеет плоскую часть, на которую на-, несен полупрозрачный фотоэмиссиоиный слой (1) .

Недостатком такого фотоприемника является неравномерность чувствительности по полю фотокатода, одной из причин которой является неодиород- 2р ность фокусировки фотоэлектронов.

Наиболее близок по конструкции к изобретению фотоприемник с торцовым полупрозрачным фотокатодом, нанесен ным на входное окно, имеющее плосковогнутую форму, причем вогнутая поверхность обращена внутрь фотоприемника f2) .

Недостатком данного устройства яв ляется высокая неоднородность чувствительности фотоприемника но полю фотокатода, особенно при регистрации расходящихся световых пучков, обусловленная, в частности, ухудшением сбора.фотоэлектронов в периферийной части фотокатода по сравнению с цент-З5 ральной из-за несовершенства электронно-оптических Фокусирующих систем, Цель изобретения — снижение неравномерности чувствительности фотопри40 . емника при работе в расходящихся световых пучках без снижения общей чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, 45 что в фотоприемнике с торцовым полупрозрачным фотокатодом, нанесенным на входное окно, имеющее плосковогнутув форму, вогнутая поверхность окна обращена наружу фотоприемника.

На чертеже схематично изображен предлагаемый фотоприемник.

Фотоприемник состоит из цилиндрической вакуумной оболочки 1, внутри которой на одном из торцов нанесен 55 фотокатод 2. Торец оболочки 1 закрыт входным окном 3, имеющим плосковогнутую форму, причем вогнутая шаровая

25 3 поверхность 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 повышение чувствительности в периферийной области можно подтвердить простым расчетом. Примем расстояние.от близко расположенного источника света (реального или его иэображения) Й =3 см, диаметр фотокатода 3 2 см. Тогда увеличение длины пути луча в фоточувствительном слое на краю катода по сравнению со случаем нормального падения составляет р,Я+1

Н2+ = - - 1, 05 о 4 3 что приводит к увеличению чувствительности íà 5Х. В известном фотоприемнике наклонное падение лучей дает повышение длины пути в и раз меньше из-за преломления на наружной поверхности. Поскольку коэффициент преломления обычно применяемых стекол

Р 1,5, то отношение -р- при этом возрастает по отношению к случаю норо мального падения только на З .

Учет отражения от поверхности входного окна можно не приводить, поскольку для неполяризованного света зависимость коэффициента отражения от угла падения в диапазоне углов

0-60 практически отсутствует. При о очень большой расходимости пучка чувствительность известного устройства в периферийной области иэ-за заметного повышения отражения уменьшается, что приводит к увеличению неоднородности чувствительности фотоприемника, в то время как в предлагаемом уст-, ройстве угол падения лучей на наружную цоверхность и отражение сохраня» ются.

Составитель В.Белоконь

Редактор M.Келемеш Техреди.Feppenb i Корректор С.Шекмар

Заказ 8749/41 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Филиал ППП "Патент", r,Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

3 11270

Если принять апертурный уголь 600 (большие углы трудно реализо-вать), то для отношения расстояния от поверхности фотокатода до источника света к радиусу кривизны поверхности расчетным путем. можно найти практический верхний предел, равный — . Е «, n- \ )1 ч и -1 г где !1 - коэффициент преломления стекла.

При и =1, 5 Х, (О, 205., В качестве базового объекта выбраны фотоумножители типа ФЭУ-136 с диаметром фотокатода 20 мм и плоским стеклянным входным окном. Измерения неоднородности чувствительности выполнены с помощью светового лазерно" го зонда, состоящего из гелий-неоно-. 2О вого лазера и волоконного гибкого световода диаметром 1 мм. Измерения велись двумя способами. Сначала фотокатод сканировали зондом при нормальном падении луча. Полученная при этом неравномерность составила 55Х (среднее для трех образцов). Затем световод закрепляли в турели, установленной на расстоянии 30 мм от фотокатода ФЭУ-136. Поворачивая турель,зО

25 4 направляли свет под разными углами на фотоприемник. Йзмеренная неравномерность чувствительности в этих условиях составила 53Х.

После этого на входное окно

ФЗУ-136 устанавливали на оптическом контакте плоско-вогнутую линзу с фокусным расстоянием 30 мм, и измерения двумя способами повторяли. В первом случае неравномерность чувствительности составила 51Х, а во вто-. ром - 50X.

Погрешность во всех опытах не пре высила +1Х.

Одновременно со снижением нерав номерности чувствительности предлагаемый фотоприемник увеличивает и общую чувствительность: примерно на ЗХ при однородной засветке всего фотокатода параллельным световым пучком и на 2Х при засветке расходящимся пуч- . ком.

Таким образом выполнение в фотоприемнике входного окна таким образом, что вогнутая поверхность обращена наружу, приводит к снижению неравномерности чувствительности фотоприемника и увеличивает его общую чувствительность. !