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EIN Fotokathode ist ein negativ geladenes Elektrode in einem Gerät zur Lichtdetektion, wie z Photomultiplier oder Photoverstärkerröhre, die mit a covered bedeckt ist lichtempfindlich Staub. Wenn es von einem Lichtteilchen getroffen wird, einem sogenannten Photon, führt die durch die Kollision absorbierte Energie zu a Emission der Elektronen aufgrund der photoelektrischer Effekt. Dies bedeutet, dass Elektronen im angeregten Zustand ihre überschüssige Energie verlieren, indem sie emittieren elektromagnetische Strahlung. Diese Energie wird in Form von sichtbarem Licht emittiert, mit einer Charakteristik Wellenlänge und damit Farbe.
Arten von Belägen
Eine gewöhnliche Metallkathode weist photoelektrische Eigenschaften auf, aber es wird oft bevorzugt, auf spezielles Material zurückzugreifen, das die Wirkung dieser Eigenschaften verstärkt. Eine Photokathode besteht normalerweise aus Alkali Metalle mit einem sehr niedrigen Arbeitsfuntkion. Dies ist die minimale Energiemenge, die ein Elektron benötigt, um sich von der Oberfläche einer bestimmten Substanz zu entfernen. Die photoelektrische Austrittsarbeit ist gegeben durch:
mit das Plancksche Konstante und die minimale Frequenz des Photons, die benötigt wird, um eine photoelektrische Emission zu verursachen. Letztere ist bei den eingesetzten Alkalimetallen besonders gering.
Das Material der Abdeckung gibt aufgrund seiner geringen Austrittsarbeit die Elektronen viel schneller ab als das darunterliegende Material, was zu niederenergetischen Photonen mit Infrarotstrahlung festgestellt werden kann. Die Linse erfasst die Strahlung des Objekts hinter einer Schicht aus abgedecktem Glas. Die Photonen treffen auf die Metalloberfläche und übertragen Elektronen nach hinten. Die freigesetzten Elektronen werden dann gesammelt, um das endgültige Bild zu bilden.
Mögliche Materialien einer Photokathode
| Material | Eigenschaften |
|---|---|
| Ag-O-Cs (oder S-1) | Das erste Kompositmaterial für die Photokathode, 1929 entwickelt. Hat eine Empfindlichkeit von 300 bis 1200 nm. |
| Sb-Cs (Antimon-Cäsium) | Dieses Material hat eine spektrale Empfindlichkeit von uvStrahlung auf sichtbares Licht. |
| Sb-Rb-Cs (Antimon-Rubidium-Cäsium) und Sb-K-Cs (Antimon-Kalium-Cäsium) | Eine spektrale Empfindlichkeit ähnlich der einer Sb-Cs-Photokathode, jedoch mit einer höheren Empfindlichkeit. |
| Na-K-Sb (Natrium-Kalium-Antimon) | Kann Temperaturen bis zu 175°C standhalten. |
| Na-K-Sb-Cs (Natrium-Kalium-Antimon-Cäsium) | Hat eine breite spektrale Empfindlichkeit von ultraviolett bis infrarot. Die Wellenlänge kann bis auf 930 nm erweitert werden. |
| GaAs (Galliumarsenid) | Deckt einen noch breiteren Teil des Spektralfeldes ab als Na-K-Sb-Cs, im Bereich von Ultraviolett bis 930 nm. |
| InGaAs (Indiumgalliumarsenid) | Mit speziellen Techniken kann diese Kathode bis zu 1700 nm betrieben werden. |
| Cs-Te (Cäsium-Tellur) und Cs-I (Cäsiumjodid) | Diese sind empfindlich gegenüber UV-Strahlung, jedoch nicht gegenüber sichtbarem Licht und werden daher auch als . bezeichnet Sonnenrollo erwähnt. Cs-Te ist unempfindlich gegenüber Wellen mit einer Wellenlänge größer als 320 nm, Cs-I für Wellen mit einer Wellenlänge größer als 200 nm. |
Externe Links
- Photomultiplier-Röhren Grundlagen und Anwendungen von Hamamatsu Photonics K.K.