Фотоэлектронный прибор

 

Изобретение относится к оптоэлектронике, голографии, интерферометрии, спектроскопии Фурье и предназначено для электронного измерения пространственно-временного распределения амплитуд и фаз встречных световых волн. Техническим результатом изобретения является измерение суммарной интенсивности световых потоков, распространяющихся в противоположных направлениях, без значительного ослабления и искажения волнового фронта этих потоков, получение сигнала, характеризующего амплитудное и фазовое распределение интерференционного поля в пространстве и его временную динамику. Технический результат достигается тем, что в фотоэлектронном приборе, содержащем герметичный баллон, плоское окно с нанесенным с внутренней стороны фотокатодом, пропускающим оптическое излучение и имеющим оптическую толщину меньше λ_min/2, анод, подводящие электроды, соединенные с анодом и катодом, новым является то, что содержит второе плоское окно, расположенное напротив первого, а все элементы на пути измеряемого оптического излучения выполнены пропускающими это излучение, где λ_min - длина волны коротковолновой границы рабочего спектрального диапазона фотоэлектронного прибора. 1 ил.

Изобретение относится к оптоэлектронике, голографии, интерферометрии, спектроскопии Фурье и предназначено для электронного измерения пространственно-временного распределения амплитуд и фаз встречных световых волн.

Известны фотоэлектронные приборы - фотоэлементы, фотоумножители, принцип действия которых основан на внешнем фотоэффекте. /Аксененко М.Д. Бараночников М.Л. Приемники оптического излучения. Справочник. - М.: Радио и связь, 1987, 296 с., с.132/.

Однако известные фотоэлектронный приборы обладают следующими недостатками: не пропускают совсем, либо пропускают световые потоки со значительными искажениями волнового фронта и ослаблением интенсивности. Поэтому они не позволяют производить измерение суммарной интенсивности световых потоков, распространяющихся в противоположных направлениях, с учетом их пространственно-временных фаз. В ФЭУ-2 динодная система, выполненная в виде трубки, и анод в виде кольца пропускают оптическое излучение. Но стеклянный баллон у ФЭУ-2 шарообразной формы, искажающей волновой фронт, а пропускание фотокатода меньше 10%. В ФЭУ-140 фотокатод и сеточная динодная система пропускают оптическое излучение, но анод непрозрачен и расположен на пути регистрируемого излучения. Кроме того, фотоумножитель не имеет второго плоского окна. Известны фотоэлементы, имеющие анод, пропускающий оптическое излучение, выполненный в виде сетки или кольца, но фотоэлемент не содержит плоских окон, а фотокатод выполнен непрозрачным /Справочник по радиоэлектронике в трех томах./Под общей редакцией А.А.Куликовского. Том 1. Издательство Энергия. - М.: Радио и связь, 1967, 640 с., с.374/.

Известен фотоэлектронный прибор Ф-10 [Берковский А.Г., Гаванин В.А., Зайдель И.Н. Вакуумные фотоэлектронные приборы. - М.: Радио и связь, 1988, 272 с., с.31].

Фотоэлемент имеет полупрозрачный фотокатод, нанесенный на плоское прозрачное входное окно вакуумированного баллона, анод, в виде металлического диска, расположенного напротив фотокатода. Это устройство является прототипом изобретения.

Однако Ф-10 обладает следующими недостатками. Анод и противоположная рабочей площади фотокатода часть задней стенки баллона непрозрачны для измеряемого светового потока. Часть задней стенки баллона, прозрачная для оптического излучения, находится напротив малочувствительной области фотокатода и, кроме того, она искривлена. Поэтому прибор не пригоден для измерения интерференционного поля встречных световых потоков и их пространственно-временных фаз.

Техническим результатом изобретения является измерение суммарной интенсивности световых потоков, распространяющихся в противоположных направлениях, без значительного ослабления и искажения волнового фронта этих потоков, получение сигнала, характеризующего амплитудное и фазовое распределение интерференционного поля в пространстве и его временную динамику.

Технический результат достигается тем, что в фотоэлектронном приборе, содержащем герметичный баллон, плоское окно с нанесенным с внутренней стороны фотокатодом, пропускающим оптическое излучение и имеющим оптическую толщину меньше λ_min/2, анод, подводящие электроды, соединенные с анодом и катодом, новым является то, что имеет второе плоское окно, расположенное напротив первого, а все элементы на пути измеряемого оптического излучения выполнены пропускающими это излучение, где λ_min - длина волны коротковолновой границы рабочего спектрального диапазона фотоэлектронный прибора.

Изобретение поясняется эскизными чертежами фотоэлектронного прибора.

Фотоэлектронный прибор состоит из фотокатода 1, герметичного баллона 2, анода 3, пропускающего оптическое излучение, и подводящих электродов 4 и 5, которые соединены с фотокатодом и анодом соответственно. Входное и выходное окно 6, 7 выполнены прозрачными и плоскими. Оптическая толщина фотокатода меньше половины длины волны коротковолновой границы рабочего спектрального диапазона фотоэлектронного прибора.

Фотоэлектронный прибор работает следующим образом. Прибор находится в интерференционном поле, образованном встречными световыми потоками S1 и S2, имеющих плоский волновой фронт, параллельный фотокатоду. Отклик фотоэлектронного прибора соответствует изменению суммарной интенсивности световых потоков, взаимодействующих между собой в объеме фотокатода. Полупрозрачные фотокатоды имеют оптическую толщину значительно меньше половины длины волны, т.е. меньше периода интерференционной картины. Следовательно, электрический сигнал прибора пропорционален интенсивности интерференционного поля в месте нахождения фотокатода. Перемещение фотоэлектронного прибора или изменение интерференционного поля приводит к изменению фототока, зависящего от положения фотокатода относительно узлов и пучностей интерференционного поля.

Применение фотоэлектронного прибора позволяет измерять пространственное распределение амплитуд и фаз интерференционных световых полей. Процесс измерения и сам прибор мало влияет на измеряемое интерференционное поле. Оптические схемы упрощаются, так как отпадает необходимость в светоделителях, уменьшаются габариты оптических приборов.

Формула изобретения

Фотоэлектронный прибор, содержащий герметичный баллон, плоское окно с нанесенным с внутренней стороны фотокатодом, пропускающим оптическое излучение и имеющим оптическую толщину меньше λ_min/2, анод, подводящие электроды, соединенные с анодом и катодом, отличающийся тем, что содержит второе плоское окно, расположенное напротив первого, а все элементы на пути измеряемого оптического излучения выполнены пропускающими это излучение, где λ_min - длина волны коротковолновой границы рабочего спектрального диапазона фотоэлектронного прибора.

РИСУНКИ

Рисунок 1