ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ

ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ (ФЭУ),
электровакуумный прибор, в к-ром поток электронов, эмитируемый
фотокатодом
под действием оптич. излучения (фототок), усиливается в умножит. системе
в результате вторичной электронной эмиссии; ток в цепи анода (коллектора
вторичных электронов) значительно превышает первонач. фототок (обычно в
10⁵ раз и выше). Впервые был предложен и разработан Л. А. Кубецким
в 1930-34.

Наиболее распространены ФЭУ,
в к-рых усиление электронного потока осуществляется при помощи системы
дискретных динодов - электродов корытообразной, коробчатой или жалюзийной
формы с линейным (см. рис.) либо (реже) круговым расположением, обладающих
коэфф. вторичной эмиссии с> 1. В таких ФЭУ для ускорения и фокусировки
электронов катодной камере (собирающей электроны, вылетевшие с фотокатода,
в пучок и направляющей этот пучок на вход динодной системы), динодам и
аноду сообщают определ. потенциалы относительно фотокатода при помощи высоковольтного
источника (напряжением 600-3000 в). Кроме электро-статич. фокусировки,
в ФЭУ иногда применяют магнитную фокусировку и фокусировку в скрещённых
электрич. и магнитном полях.

Существуют также ФЭУ с умножит.
системой, представляющей собой непрерывный (распределённый) ди-нод - одноканальный,
в виде трубки (канала) с активным (с>1) слоем на её внутр. поверхности,
обладающим распределённым электрич. сопротивлением, либо многоканальный,
выполненный из т. н. микроканальной пластины. При подключении канала к
источнику высокого напряжения в нём создаётся электрич. поле, ускоряющее
вторичные электроны, к-рые многократно соударяются с внутр. стенками канала,
вызывая при каждом столкновении вторичную электронную эмиссию с поверхности
активного слоя.

Энергетические схемы фотоэлектронной
эмиссии из металла (а); полупроводника с х>2d e (б); полупроводника с поверхностью,
обработанной до "отрицательного" электронного сродства (еф<de) (в).
В
области сильного внутреннего электрического поля энергетические зоны изогнуты;
клеточки показывают заполненные электронные состояния; жирная черта - дно
зоны проводимости; Ф - поверхностный потенциальный барьер.

Структурные схемы фотоэлектронных
умножителей (ФЭУ) с линейными динодными системами: а - с корытообразными
динодами; б - с жалюзийными динодами; Ф - световой поток; К - фотокатод;
В - фокусирующие электроды катодной (входной) камеры; Э - диноды; А - анод;
штрих-пунктирными линиями изображены траектории электронов.

Фотокатоды ФЭУ выполняют
из полупроводников на основе соединений элементов I или III группы периодич.
системы Менделеева с элементами V группы.
(CsGaAs и др.). Полупрозрачные фотокатоды обычно наносят на внутр. поверхность
входного окна стеклянного баллона ФЭУ. Для изготовления дискретных динодов
используют след. материалы: Csметаллич. подложку; сплавы СuВе, CuAlMg; эпитаксиальные слои GaP на Мо,
обработанные ОЭпитаксия) и др. Каналы непрерывных
динодов изготавливают из стекла с высоким содержанием свинца (такие каналы
после термообработки в Нслоя 10⁷ - 10¹⁰ ом*м).

Осн. параметры ФЭУ: световая
анодная чувствительность (отношение анодного фототока к вызывающему его
световому потоку при номинальных потенциалах электродов), составляет 1-
10⁴ а/лм; спектральная чувствительность (равная спектральной
чувствительности фотокатода, умноженной на коэфф. усиления умножит. системы,
лежащий обычно в пределах 10³ - 10⁸); темновой ток
(ток в анодной цепи в отсутствие светового потока), как правило, не превышает
10^-9- 10^-10 а.

Наибольшее применение ФЭУ
получили в ядерной физике (спектрометрич. ФЭУ; см. Сцинтилляционный
счётчик) и в установках для изучения кратковременных процессов (временные
ФЭУ). ФЭУ используют также в оптич. аппаратуре устройствах телевизионной
и лазерной техники.

В 60-х гг. разработаны ФЭУ,
в к-рых усиление фототока осуществляется бомбардировкой полупроводникового
кристалла с электронно-дырочным переходом электронами с энергиями,
достаточными для образования в кристалле парных зарядов электрон - дырка
(такие ФЭУ наз. гибридными).

Лит.: Берковский А.
Г., Гаванин В. А., 3айдель И. Н., Вакуумные фотоэлектронные приборы, М.,
1976.

В. А. Гаванин.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я