Введение
Фототрубка или фотоэлектрическая ячейка – это тип газонаполненной или вакуумной лампы, чувствительной к свету. Более корректным названием для такой лампы является "фотоэмиссионная ячейка", чтобы отличать её от фотовольтаических или фотопроводящих элементов. Фототрубки ранее применялись более широко, но в настоящее время во многих областях их заменяют фотодетекторы на твердом теле. Фотоумножительная трубка – один из самых чувствительных световых детекторов и до сих пор широко используется в физических исследованиях.
A phototube or photoelectric cell is a type of gas filled or vacuum tube that is sensitive to light. Such a tube is more correctly called a 'photoemissive cell' to distinguish it from photovoltaic or photoconductive cells. Phototubes were previously more widely used but are now replaced in many applications by solid state photodetectors. The photomultiplier tube is one of the most sensitive light detectors, and is still widely used in physics research.
Принципы работы
Фототрубки работают на основе фотоэлектрического эффекта: входящие фотоны сталкиваются с фотокатодом, выбивая электроны с его поверхности, которые притягиваются к аноду. Таким образом, ток зависит от частоты и интенсивности входящих фотонов. В отличие от фотоумножителей, усиления не происходит, поэтому ток через устройство обычно составляет несколько микроампер. Диапазон длин волн света, к которым чувствительно устройство, зависит от материала, используемого для фотоэмиссионного катода. Цезиево-сурьмяный катод обеспечивает высокую чувствительность в фиолетовой и ультрафиолетовой областях спектра, при этом чувствительность снижается до полной нечувствительности к красному свету. Цезий на оксидированном серебре создает катод, наиболее чувствительный к инфракрасному и красному свету, с уменьшением чувствительности в сторону синего, где она низкая, но не равна нулю. Вакуумные приборы характеризуются практически постоянным анодным током при заданном уровне освещенности относительно напряжения на аноде. Газонаполненные приборы обладают большей чувствительностью, но их частотная характеристика на модулированное освещение снижается на низких частотах по сравнению с вакуумными приборами. Частотная характеристика вакуумных приборов обычно ограничивается временем пролета электронов от катода к аноду.
Приложения
Одним из основных применений фототрубки было считывание оптических звуковых дорожек в кинофильмах. Фототрубки использовались в разнообразных приложениях, связанных с восприятием света, пока некоторые из них не были вытеснены фоторезисторами и фотодиодами.