iŞIK demetlerinin şiddeti, FOTOSEL'lerle ölçülebilir. Fotosellerde.ışık ışınımlarının enerjisi, elektrik enerjisine dönüştürülür. Fotosellerin önemli bir türü de, fotosalım (fotoemisyon) ilkesine göre çalışanlardır. Ancak, bunlarda çıkış akımı çok düşük olduğundan, çıkışın elektronik olarak yükseltilmesi gerekir. Çıkış akımının küçük oluşu ayrıca, fotoselin algılama aralığını da sınırlar.
Bu sorunların ortadan kaldırılması için, fotoçoğaltıcı tüpler geliştirilmiştir. Bunlarla ilk fotosalımın şiddeti artırılır ya da ikincil salım işlemiyle çoğaltılır. Yeterli hızda bir elektron bir yüzeye çarpınca, bu yüzeyden, daha çok sayıda elektronun kopup ayrılmasına neden olabilir. Bu olaya «ikincil salım» adı verilir.

Temel ilkeler: Bir ışık demeti (fotonlar), bazı maddelere çarptığı zaman, ışıkla birlikte taşınan enerji, bombardıman edilen maddenin elektron enerjisini yükseltir; bu, elektronların, kendilerini atoma bağlayan kuvveti kırmasına neden olur. Elektronlar atomdan kurtulup fırlarlar. Bir elektrik devresi üstünden akması sağlanan elektronlar, ışık şiddetiyle orantılı bir akımın geçmesine yolaçarlar. Fotosalım öğesinin ilkesi budur.
Tipik bir fotoçoğaltıcı, havası boşaltılmış bir cam tüp ile bunun içine yerleştirilmiş, fotosalıcı bir malzemeyle kaplanmış metal bir plakadan (katot) oluşur. Görünür ışığın izlenebilmesi için kullanılan fotosalıcı malzemeye bir örnek, sezyum-antimon alaşımıdır. Fotosalımla katottan salınan elektronlar, «dinot» denilen artı yüklü ikinci bir plakaya çekilir. Di-nota çarpan her elektron, ikincil salımla, dinottan çok sayıda elektronun kopmasına neden olur.
Fotoçoğaltıcı tüp içine bir dizi dinot yerleştirildiğinde, birinci dinottan salman elektronlar, daha yüksek bir artı gerilimde tutulan bundan sonraki dinota doğru çekilir. Bu süreç, tüpteki bir dizi dinotu. dolaşarak sürer. Ancak her dinot, kendinden öncekine göre daha yüksek bir artı gerilimde bulunmalıdır.
Yükseltme (amplifikasyon): Bir dinoda çarpan her elektron, ikincil salımda plakadan 4 elektronun salınmasına yolaçıyorsa, birinci dinottan 4, ikinci di-nottan 4x4 (42) ya da 16 elektron, üçüncü dinottan ise, 4x4x4 (4') ya da 64 elektron salınacaktır. Öğede 11 dinot bulunuyorsa, bunlara bağlı bir dış devreden (4"), elektronun neden olduğu bir akım geçecektir. Katoda çarpan fotonların sayısı artırıldıkça, yükseltme (amplifikasyon) oranı da kuşkusuz artacaktır.
Sonunda, «çoğaltılan» bütün elektronlar, sistem içindeki «anot» adı verilen bir plakada toplanır, buradan da dış elektrik devresine geçerler. Böyle bir sistemin ışığa duyarlığı çok fazladır ve bir fotoçoğal-tıcı, insan gözünün fark edemeyeceği kadar küçük ışık şiddetlerini kolaylıkla algılayabilir.
Art arda gelen dinotlarda, elektronların yeterince hızlandırılması için, potansiyel farkı 100 volt düzeyinde olmalıdır. Ancak, bu tür aygıtlarda çok sayıda dinot bulunacağından, toplam çalışma gerilimi de yüksek olur. Yüksek gerilim tehlikeli olacağından, fo-toçoğaltıcı tüpler, yalnızca başka yöntemlerle ölçüle-meyen ışık şiddetlerine duyarlı olacak biçimde düzenlenir. Bu tür aygıtlara normal ışığın girmesi önlenmelidir.

Uygulama alanları: Fotoçoğaltıcı tüplerin en önemli uygulama alanlarından biri, radyoaktif malzemelerden yayılan ışınımın ölçülmesidir. Ölçülecek ışınım, üstü fosfor kaplı bir cam ekrana çarpacak biçimde ayarlanır. Cam ekran, fotoçoğaltıcı tüpün çok yakınına yerleştirilir ve fosforun yaydığı ışığın, doğrudan fotokatoda. gitmesi sağlanır. Küçük bir çarpma, bir ya da iki elektronun salınmasına yolaçar. Ardından fotoçoğaltıcı, elektron akışını bir milyon kez artırır.
Devreden geçen akım ölçülür; fotoçoğaltıcının büyütme katsayısı hesaba katılarak, ışınımın niceliği bulunur. Fosfora çarpan ışınımın oluşturduğu ışığa parıldama (sentilasyon), aygıta da parıltısayar denir.

Kaynak:4
3.cilt / s.816-818

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler » Optik Araçlar