لامپ فزون‌سازنوری
لامپ فُزونسازنوری یا پی‌ام‌تی از خانوادهٔ لامپ‌های خلأ هستند و می‌توانند نور مرئی ماورا بنفش و فرکانس‌های نزدیک مادون قرمز را آشکارسازی کنند. این آشکارسازها می‌توانند نور تابشی را تا صد برابر تقویت کنند. در واقع در مسیر فوتون فرودی چندین کاتد قرار می‌دهند و می‌توانند این فوتون را حتی در حالتی که شار فرودی خیلی کم است آشکار کنند. به علت توانایی بالای پی‌ام‌تی در میزان بالای تقویت و پارازیت کم کاربردهای بسیاری در فیزیک هسته ای قطعات نیمه‌رسانا از جمله دیودهای نوری بهمنی در عکس برداری‌های پزشکی مانند تلسین و نجوم کاربرد فراوان دارند. از کاربردها ی دیگر پی‌ام‌تی‌ها می‌توان به دوربین‌های دید در شب اشاره کرد.
فوتومولتی پلایرها در آزمایشگاه‌های پزشکی در دستگاه‌های آنالیز خون نیز استفاده می‌شوند.
تاریخچه[ویرایش]
ترکیب دو کشف حساس اختراع پی‌ام‌تی‌ها پس از دو کشف عمده حاصل شد پدیدهٔ فوتوالکتریک و گسیل ثانوی.
اثر فوتو الکتریک[ویرایش]
اولین مشاهده تجربی از فوتوالکتریک در سال ۱۸۸۷ توسط هاینریش هرتز با استفاده از نور فرابنفش انجام گرفت. به‌طور تاریخی، آلبرت انیشتین اولین کسی بود که پدیدهٔ فوتوالکتریک را توجیه کرد که نتیجه آن پایه‌گذاری قوانین مکانیک کوانتومی و دریافت جایزه نوبل ۱۹۲۱ بود. هاینریش هرتز ۱۸ سال قبل از انیشتین روی این پدیده کار می‌کرد و در آن زمان نمی‌دانستند که انرژی جنبشی الکترون ساطع شده با فرکانس متناسب و با شدت نور فرودی رابطه‌ای ندارد. این پدیده منجر به اولین دیدگاه‌ها راجع به فوتون و کوانتا شد.
گسیل ثانوی[ویرایش]
در ابتدا گسیل ثانوی در قطعات الکترونیکی به دلیل نادیده گرفتن حساسیت به نور مشکل ساز شد. در سال ۱۹۰۲ آستین واستارک گزارش دادند که از سطح فلزات الکترون‌هایی گسیل می‌شوند که تعداد آن‌ها بیشتر از الکترون‌های فرودی است؛ که نهایتاً این پدیده بعد از جنگ جهانی در سال ۱۹۱۹ توجیه شد.
اولین پی‌ام‌تی[ویرایش]
تلاش‌ها برای ساخت یک دوربین الکترونیکی تلویزیونی سودمند یکی از عواملی بود که سرعت ساخته شدن پی‌ام‌تی‌ها را شتاب بخشید. اگرچه این هدف اولیه خیلی‌ها نبود. برنامه‌های تلویزیون‌ها تا قبل از دهه ۱۹۳۰ به وسیله همان دوربین‌های اولیه تولید و با تکنولوژی اولیه (ایکونوسکوب) پخش می‌شدند. این نوع تلویزیون‌های اولیه نیازی به حساسیت بالا هم نداشتند پی‌ام‌تی‌ها صنعت تلویزیون‌ها را حساس‌تر کردند و این مسئله باعث کارآمدی بهتر تلویزیون‌ها شد.
اولین پی‌ام‌تی امتحان شده توسط گروهی در ۱۹۳۴ ساخته شد که توانستند با استفاده از یک کاتد در خلأ پدیده‌های فوتوالکتریک و گسیل ثانوی را انجام داده و الکترون تقویت شده بدست بیاورند. این وسیله از یک کاند نیمه استوانه ای، یک محور گسیل ثانوی و صفحه‌ای که این گسیلنده ثانوی را می‌پوشاند تشکیل شده بود. این وسیله با فرکانس حدوداً ۱۰ کیلو هرتز به خوبی کار می‌کرد. پژوهشگران به دنبال نتایج و کارایی‌های بهتر از پی‌ام‌تی‌ها بودند. از آزمایش‌های تجربی به این نتیجه رسیده بودند که الکترون تابشی دوم مستقل از ولتاژ اولیه است؛ بنابراین یک پی‌ام‌تی تک شدت وسیله‌ای محدود بود بنابراین توانستند پی‌ام‌تی‌های چند شدتی بسازند که فوتوالکترون‌ها در شدت‌های مختلف گسیل می‌شدند و این یک موفقیت بزرگ بود. در این وسیله فوتوالکترون‌ها به جای برخورد با کاتدی که بالاترین ولتاژ را دارد با تعدادی کاتدبرخوردمی‌کردندو این عمل تنها با اعمال یک میدان مغناطیسی قوی امکان‌پذیر بود. از آنجا که پی‌ام‌تی‌ها از قوانین مغناطیسی پیروی می‌کنند جان راچمن از آزمایشگاه RCA حدس زد که در یک میدان الکترواستاتیکی هم باید به خوبی کار کنند و آینده تجاری درخشانی برای پی‌ام‌تی‌ها رقم زد. این نوع پی‌ام‌تی‌ها هنوز هم تولید می‌شوند
ساختار[ویرایش]
یک تکثیرکنندهٔ نوری از یک شیشهٔ لامپ خلاء ساخته شده‌است که درون آن یک فوتوکاتد و چندین کاتد ثانویه و یک آند قرار دارد. فوتون تابشی به مادهٔ فوتوکاتد که به صورت لایهٔ نازکی در پنجرهٔ وسیله ته‌نشین شده‌است برخورد می‌کند و در نتیجهٔ تأثیرات فوتوالکتریک الکترون‌ها تولید می‌شوند. این الکترون‌ها به‌وسیلهٔ فوکوس کردن کاتدها به سمت تکثیرکنندهٔ الکترون (جایی که الکترون‌ها به‌وسیلهٔ فرایند تابش ثانویه تکثیر می‌شوند) جهت دهی می‌شوند.
تکثیرکنندهٔ الکترون از تعدادی الکترود تشکیل شده‌است که کاتد ثانویه نامیده می‌شوند. تمامی این کاتدهای ثانویه در ولتاژی مثبت تر از کاتد ثانویهٔ قبلی خود قرار داده می‌شوند. الکترونی که فوتوکاتد را ترک می‌کند مقداری انرژی از فوتون‌های وارده دارد. وقتی که وارد اولین کاتد ثانویه می‌شود به‌وسیلهٔ میدان الکتریکی شتاب می‌گیرد و به انرژی بالاتر می‌رسد. در جرقه‌گیری اولین کاتد ثانویه بیشتر الکترون‌های انرژی پایین به سمت دومین کاتد ثانویه شتاب می‌گیرند و فرستاده می‌شوند. کاتد ثانویه‌ها به صورت سری به یکدیگر متصل شده‌اند و در هر صورت در هر مرحله تعداد الکترون‌های تولید شده افزایش می‌یابد و در آخر به آند می‌رسند جایی که انباشتگی بارها یک جریان تند را نتیجه می‌دهد.
لامپ‌های تکثیرکنندهٔ نور برای کارکرد درست به ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ ولت احتیاج دارند. بیشترین ولتاژ منفی به کاتد متصل می‌شود و بیشترین ولتاژ مثبت به آند. ولتاژها به‌وسیلهٔ یک درایور ولتاژ مقاومتی بین کاتدهای ثانویه توزیع می‌شود که این تغییرات به‌وسیلهٔ ترانزیستورها یا دیودها تحقق می‌یابند. وقتی تکثیرکننده‌های نوری روشن می‌شوند باید نسبت به نور محیط محافظت شوند تا با ازدیاد انتشار امواج آسیب نبینند. اگر در محیط‌های دارای میدان مغناطیسی بالا استفاده شوند (که می‌توانند مسیر الکترون‌ها را منحرف کنند) معمولاً با یک لایه از آلیاژ نیکل و آهن (۷۵٪ نیکل، ۱۵٪ آهن + مس و مولیبدن) محافظت می‌شوند.
منابع[ویرایش]
 |
در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ لامپ فزون‌سازنوری موجود است. |