Một ống quang hóa là gì?

Một ống photomultiplier sử dụng hai nguyên tắc khoa học để khuếch đại ảnh hưởng của một photon sự cố.Chúng được tạo ra trong nhiều cấu hình khác nhau của các vật liệu nhạy cảm với ánh sáng và các góc ánh sáng tới để đạt được mức tăng cao và phản ứng nhiễu thấp trong phạm vi cực tím, có thể nhìn thấy và tần số cận hồng ngoại.Ban đầu được phát triển như một máy ảnh truyền hình nhạy hơn, các ống quang học hiện được tìm thấy trong nhiều ứng dụng. Với việc phát minh ra chất bán dẫn, ống chân không đã bị loại bỏ phần lớn khỏi ngành công nghiệp điện tử, ngoại trừ ống quang hóa.Trong thiết bị này, một photon đơn lẻ đi qua một tấm cửa sổ hoặc tấm mặt và tác động đến một photocathode, một điện cực làm bằng vật liệu quang điện.Vật liệu này hấp thụ năng lượng của photon ánh sáng ở các tần số cụ thể và phát ra các electron trong một kết quả được gọi là hiệu ứng quang điện.Ảnh hưởng của các electron phát ra này được khuếch đại bằng cách sử dụng nguyên tắc phát xạ thứ cấp.Các electron phát ra từ bộ photocathode được tập trung vào đầu tiên của một loạt các tấm nhân điện tử được gọi là dynodes.Tại mỗi dynode, các electron đến làm cho các electron bổ sung được phát ra.Một hiệu ứng xếp tầng xảy ra, và photon tới đã được khuếch đại hoặc phát hiện.Do đó, cơ sở cho tên photomultiplier, tín hiệu rất nhỏ của một photon đơn được tăng cường đến điểm mà nó có thể dễ dàng phát hiện bằng dòng điện từ ống quang hóa.các yếu tố thiết kế.Loại cửa sổ xác định những gì các photon có thể truyền vào thiết bị.Vật liệu photocathode xác định phản ứng với photon.Các biến thể khác trên thiết kế bao gồm các cửa sổ được gắn kết ống hoặc cửa sổ bên trong đó luồng photon được bật ra khỏi photocathode.Vì mức tăng hoặc khuếch đại bị giới hạn bởi quá trình phát xạ thứ cấp và không tăng khi tăng điện áp gia tốc, các chất quang học nhiều giai đoạn đã được phát triển. Phản ứng photocathode phụ thuộc vào tần số photon tới, chứ không phải số lượng photon nhận được.Nếu số lượng photon tăng lên, dòng điện được tạo ra tăng, nhưng tần số của các electron phát ra là không đổi cho bất kỳ sự kết hợp photocathode cửa sổ nào, kết quả là Albert Einstein được sử dụng làm bằng chứng về bản chất hạt của ánh sáng.Mức tăng của một ống quang hóa dao động lên tới 100 triệu lần.Tính chất này, cùng với nhiễu thấp hoặc tín hiệu không chính đáng, làm cho các ống chân không này không thể thiếu trong việc phát hiện một số lượng rất nhỏ các photon.Khả năng phát hiện này rất hữu ích trong thiên văn học, tầm nhìn ban đêm, hình ảnh y tế và các mục đích sử dụng khác.Các phiên bản bán dẫn đang được sử dụng, nhưng nhân vật nhân quang ống chân không phù hợp hơn để phát hiện các photon ánh sáng không được chuẩn bị, có nghĩa là các tia sáng không đi qua các đường dẫn song song với nhau.Photomultipliers lần đầu tiên được phát triển thành máy ảnh truyền hình, cho phép truyền hình phát sóng vượt ra ngoài các bức ảnh phòng thu với ánh sáng rực rỡ đến các thiết lập tự nhiên hơn hoặc báo cáo tại chỗ.Mặc dù chúng đã được thay thế bằng các thiết bị kết hợp điện tích (CCD) trong ứng dụng đó, các ống quang hóa vẫn được chỉ định rộng rãi.Phần lớn công việc phát triển trên ống quang hóa được RCA thực hiện tại các cơ sở ở Hoa Kỳ và Liên Xô cũ trong nửa sau của thế kỷ 20.Trong những thập kỷ khai mạc của thế kỷ 21, hầu hết các ống quang hóa thế giới được sản xuất bởi một công ty Nhật Bản, Hamamatsu Photonics.