fotomultiplicador

fototub

m

Electrònica i informàtica

Esquema bàsic d’un fotomultiplicador

© Fototeca.cat

Dispositiu electrònic emprat per a detectar i mesurar un petit flux de fotons.

Es basa en l’efecte fotoelèctric i fou ideat per W. Zworykin el 1936. Consta d’un fotocàtode i d’un multiplicador d’electrons (compost de diversos dínodes i d’un ànode). Tot el sistema treballa en el buit per tal d’evitar les pèrdues d’electrons per col·lisions amb els àtoms. Els electrons inicialment emesos pel fotocàtode són accelerats pel camp elèctric que hi ha entre aquell i el primer dínode, sobre el qual incideixen tot provocant l’emissió d’un nombre més elevat d’electrons. Aquests són successivament accelerats pel camp elèctric que hi ha entre dínode i dínode, talment que es repeteix en cada dínode l’esmentat procés multiplicador. Finalment, els electrons són recollits per l’ànode i donen lloc a un corrent que pot ésser recollit en el circuit exterior. Aquest corrent pot ésser —i això depèn del flux de fotons incident— impulsional o bé continu. En el primer cas, el nombre de fotons incident per unitat de temps és tan baix que és possible de separar el paquet d’electrons produït per cada fotó, i aleshores el dispositiu funciona com un comptador de fotons. En el segon cas, el corrent és directament proporcional al flux incident; el guany obtingut per l’efecte multiplicador és, generalment, superior a 10 6 . El camp elèctric, així com la restitució de la càrrega electrònica emesa per cadascun dels components, és obtingut a partir del circuit de polarització constituït per una cadena de resistències connectades entre cadascun dels elements. Per tal d’obtenir els camps adequats, cal que els tubs fotomultiplicadors tinguin una tensió superior als 1 000 V o, fins i tot, 2 000 V. Usualment, són emprats per a mesurar nivells molt baixos de radiacions de l’infraroig proper, del visible, de l’ultraviolat i de l’ultraviolat llunyà. Segons el nivell d’energia dels fotons, hom empra com a fotocàtodes els materials que tinguin l’emissivitat més gran en la regió espectral corresponent. Una altra limitació important és constituïda pel corrent de fosques produït pel soroll o l’emissió aleatòria d’electrons per part d’un dels elements del fotomultiplicador. El valor del corrent de fosques dóna el límit de sensibilitat del fotomultiplicador.