УДК 621.383.292.0895 : 006.354 Группа Э29


ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ИВНКЖЯПИНЯИВВВКЯНЯНВВЯВИВВЯШППМВНВНВ&ЯЯМЖВЯВВНИИВЯКВІМИІНВВВПВІІМР

У

ГОСТ
П6І2.І7-8Т

МНОЖИТЕЛИ ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ

Методы измерения спектральной
анодной чувствительности

Photomultipliers. Methods of measuring-
spectral anode sensitivity

ОКП 63 6722

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 мая 1981 г. № 2600 срок действия установлен

с 01.01.83

до 01.01.88'

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на фотоэлектронные- умножители (далее — ФЭУ) с числом каскадов умножения бо­лее одного и устанавливает два метода измерения спектральной: анодной чувствительности ФЭУ на фиксированных длинах волн в диапазоне 380—1200 нм:

  1. — основанный на выделении излучения в области заданной: длины волны с помощью узкополосного светофильтра;

  2. — основанный на выделении излучения в области заданной длины волны с помощью монохроматора..

Общие требования к проведению измерений, и требования без­опасности — по ГОСТ 11612.0—81.

Стандарт полностью соответствует Публикации МЭК 306—4..

  1. МЕТОД t

    1. Принцип измерения

      1. Метод основан на выделении излучения в области задан­ной длины волны в узком спектральном: интервале из излучения' лампы накаливания с известным распределением спектральной плотности силы излучения или с известной силой света и цветовой температурой с помощью узкополосного светофильтра. Длят, уменьшения потока излучения, падающего на фотокатод, приме­няют ослабитель излучения.

П

Издание официальное

ерепечатка воспрещен®;

Переиздание. Июль 1986~ г.

Значение спектральной анодной чувствительности относят к тому участку катода, который был использован при измерении.

  1. Аппаратура

    1. Измерения производят на установке, структурная схема которой приведена на черт. 1.

.'—блок питания и измерения режима источника излучения; 2—источник излучения; 3—ослабитель излучения; 4—узкополосный светофильтр; 5—свето­непроницаемая камера с ФЭУ и диафрагмой; ■5—источник напряжения ФЭУ с делителем напря- жения или отдельные источники напряжения; 7—ам­

перметр; 8—вольтметр



Черт. 1

  1. В качестве источника излучения применяют лампу нака­ливания, предназначенную для фотометрических, радиометричес­ких или температурных измерений, с известным распределением ■спектральной плотности силы излучения или с известной силой ■света и цветовой температурой.

Относительная погрешность определения силы излучения лам­пы не должна выходить за пределы ±12 %с вероятностью 0,95; относительная погрешность определения силы света не должна выходить за пределы ±6 % с вероятностью 0,95. Абсолютная по­грешность определения цветовой температуры не должна выхо­дить за пределы ± 50 К с вероятностью 0,95.

  1. В качестве ослабителя излучения используют различные устройства, позволяющие рассчитать распределение спектральной плотности потока излучения по распределению спектральной плот­ности силы излучения или по силе света и цветовой температуре лампы с учетом характеристик ослабителей. Для этой цели сле­дует использовать светофильтры, сетки (сетчатые ослабители), рассеивающие поверхности, работающие на просвет или отраже­ние. В качестве рассеивающих поверхностей используют молоч­ные стекла с известными спектральными коэффициентами яркости.

Допускается применять ослабитель из сочетания светофильт­ров, сетчатых ослабителей и рассеивающих поверхностей.

Ослабитель из светофильтров допускается применять при ос­лаблении тока анода до значения, указанного в п. 1.2.4, в 106 и менее раз.

Относительная погрешность определения коэффициента про­пускания ослабителя не должна выходить за пределы ±18 % с вероятностью 0,95.

  1. Поток излучения, падающий на фотокатод, должен обес­печивать ток анода в диапазоне, указанном в стандартах или технических условиях на ФЭУ конкретных типов.

  2. В качестве узкополосного светофильтра необходимо ис­пользовать интерференционный или абсорбционный светофильтр. Длина волны в максимуме спектральной характеристики пропус­кания светофильтра не должна отличаться более чем на ±15 нм ют длины волны, на которой должно производиться измерение •спектральной чувствительности.

Коэффициент Т узкополосного светофильтра, равный отноше­нию потока излучения, прошедшего через него, к световому по­току, падающему на него, должен быть определен с погрешностью не более ±10 % с вероятностью 0,95.

Погрешность, вносимая конечной шириной спектрального ин­тервала, выделяемого узкополосным светофильтром, не должна превышать ±10 %. Формула расчета погрешности приведена в •справочном приложении 1.

    1. Требования к блоку питания и измерения режима источ­ника излучения, диафрагме, светонепроницаемой камере, источ­нику напряжения ФЭУ с делителем напряжения или отдельным источникам напряжения, амперметру и вольтметру — по ГОСТ 11612.0—81. Перечень аппаратуры приведен в рекомендуемом приложении 2.

  1. Измерение спектральной анодной чувст­вительности при заданном напряжении пита­нії я ФЭУ

    1. Подготовка и проведение измерений

      1. Устанавливают на ФЭУ напряжение питания, указан­ное в стандартах или технических условиях на ФЭУ конкретных типов и выдерживают под напряжением в течение времени, ука­занного в тех же стандартах или технических условиях.

      2. Подают на фотокатод поток излучения и выдерживают ФЭУ в течение времени, указанного в стандартах или техничес­ких условиях на ФЭУ конкретных типов. Измеряют ток анода ФЭУ.

      3. .Перекрывают поток излучения и измеряют ток анода ФЭУ.

    2. Обработка результатов измерения

      1. Определяют спектральную анодную чувствительность S (X) а , A/Вт, по формуле

3(Ч.“ -^Гм’ <’>

где Iа, 1ат —ТОК ЗНОДЗ ПрИ ОблучеННОМ И НЄОблуЧЄННОМ фОТО- кзтоде соответственно, А;

Ф(%) — поток излучения, падзющий нз фотокатод, Вт;

М — коэффициент, приводящий спектральную чувствитель­ность, измеренную с узкополосным светофильтром С' длиной волны Ло в максимуме пропускания, к спект­ральной чувствительности на длине волны X, заданной: в стандартах или технических условиях на ФЭУ кон­кретных типов.

Коэффициент М определяют по типовой относительной спек­тральной характеристике фотокатода и рассчитывают по формуле

s

(2>

(V

S(X0)

где S(a) — относительная спектральная чувствительность фото­катода на заданной длине волны %;

S(Zo) — относительная спектральная чувствительность фото­катода на длине волны Хо максимума пропускания узкополосного фильтра.

При использовании лампы с известным спектральным распре­делением силы излучения и ослабителя из светофильтров или сетчатого ослабителя поток излучения Ф(Х) в ваттах, падающий, на фотокатод, определяют по формуле

ОО

Ф(л) = 2f 1К тф(л>с(л)б/л , (3)

о

где Q — телесный угол, который ограничивает поток излучения., падающий на фотокатод, ср;

f}. спектральная плотность силы излучения лампы,. Вт/ср-нм;

тф (X) — спектральный коэффициент пропускания узкопо­лосного светофильтра;

тс(к) — спектральный коэффициент пропускания ослабите­ля из светофильтров или сетчатого ослабителя.

При использовании лампы с известным спектральным распре­делением силы излучения и ослабителя с рассеивающими поверх­ностями поток излучения Ф(Х) в ваттах, падающий на фотокатод,, определяют по формуле

ОО

Ф(Х)= f h ч(Х)хр(Х)^ , (4>

о

где тр(X) — спектральный коэффициент пропускания ослабите-
ля с рассеивающими поверхностями.При использовании лампы с известной силой света и цветовой температурой поток излучения Ф(Х) в ваттах, падающий на фото­катод, определяют по формуле

Ф(Х)=Д,7ЧС(Х)Й (5)

•ИЛИ

Ф(М=/ї,7’тр(Х), (6)

где Iv сила света лампы, кд;

Т — коэффициент узкополосного светофильтра, Вт/лм.

Коэффициент Т определяют по ГОСТ 17333—80 для источника света с той же цветовой температурой, что и используемая лампа.

  1. Измерение напряжения питания ФЭУ при заданной спектральной анодной чувствитель­ности

    1. Подготовка и проведение измерений

      1. Определяют фототок анода 7аф в амперах по формуле

т _ 5(Х)аФ(Х)

•*аф — щ

где S(X)a —заданная спектральная анодная чувствительность, А/Вт;

Ф(Х) —поток излучения, определенный по формулам (3—6).

  1. Увеличивают напряжение питания ФЭУ при облучен­ном фотокатоде до тех пор, пока ток анода не станет равным то­ку, определенному по формуле (7).

  2. Перекрывают поток излучения и измеряют ток анода.

  3. Подают на фотокатод поток излучения и увеличивают напряжение питания до тех пор, пока фототок анода не станет равным току, определенному по формуле (7).

  4. Выдерживают ФЭУ под напряжением и при облучен­ном фотокатоде в течение времени, указанного в стандартах или технических условиях на ФЭУ конкретного типа.

Если фототок анода изменился, то изменяя напряжение пита­ния ФЭУ, добиваются такого напряжения, при котором фототок анода станет равным току, определенному по формуле (7).

Если ток анода при облученному фотокатоде в 100 и более раз превышает ток анода при необлученном фотокатоде, то последний не учитывают.

С помощью измерительного прибора определяют напряжение питания ФЭУ, соответствующее значению фототока анода, опре­деленному по формуле (7).

  1. Показатели точности измерения

Относительная погрешность определения спектральной анодной

чувствительности не должна выходить за пределы ±35 % с ве­роятностью 0,95.

  1. МЕТОД II

    1. Принцип измерения

      1. Метод основан на выделении излучения в области за­данной длины волны в узком спектральном интервале из излуче­ния лампы накаливания с помощью монохроматора. Исследуе­мый ФЭУ сравнивают с приемником, спектральная чувствитель­ность которого известна (далее «опорный приемник»). Для уменьшения разницы между сигналами, полученными от опорно­го приемника и исследуемого ФЭУ, следует применять ослаби­тель излучения.

Значение спектральной анодной чувствительности относят к тому участку катода, который был использован при измерении.

  1. Аппаратура

    1. Измерения производят на установке, структурная схема которой приведена на черт. 2.

/—блок питания и измерения режима источника излуче­ния; 2—источник излучения; 3—конденсор; 4—монохоома- тор; 5—опорный приемник; 6—прибор, измеряющий сигнал опорного приемника; 7—ослабитель излучения; 8—светоне­проницаемая камера с ФЭУ и диафрагмой; 9—источник на­пряжения ФЭУ с делителем напряжения или отдельные источники напряжения; 10—амперметр; 11—вольтметр

Черт. 2



Ослабитель излучения из светофильтров и сетчатый ослабитель могут быть помещены как перед монохроматором, так и после него.

  1. В качестве источника излучения используют лампу нака­ливания, предназначенную для фотометрических, радиометричес­ких или температурных измерений с телом начала, имеющим фор­му ленты или прямой вертикальной спирали.

  2. При измерении в областях спектра, где становятся ма­лыми излучения лампы, спектральная чувствительность ФЭУ или пропускание монохроматора, необходимо принять меры к умень­шению рассеянного света. Для этого должны быть использованы двойные монохроматоры или монохроматоры с вспомогательными светофильтрами, срезающие мешающие области спектра.Ослабитель излучения должен удовлетворять требова­ниям п. 1.2.3,

  3. Поток излучения должен удовлетворять требованиям п. 1.2.4.

  4. В качестве опорного приемника применяют тепловые- неселективные приемники излучения (термостолбики и др.).

Допускается использование селективных тепловых и фотоэлек­трических приемников с известной спектральной чувствитель­ностью.

    1. Относительная погрешность определения спектральной чувствительности опорного приемника не должна выходить за пре­делы ±8 % с вероятностью 0,95.

    2. Отклонение от линейности зависимости сигнала (тока или напряжения) опорного приемника от измеряемого потока из­лучения не должно выходить за пределы ±3 %.

    3. Прибор, измеряющий сигнал опорного приемника, дол­жен быть класса не хуже 1,5.

  1. И з м е р е н и е спектральной анодной чувст­вительности при заданном напряжении пита­ния ФЭУ

    1. Подготовка и проведение измерений

      1. Направляют излучение с длиной волны X после выход­ной щели монохроматора на опорный приемник.

      2. Измеряют сигнал опорного приемника.

      3. Направляют излучение по п. 2.3.1.1 на измеряемый ФЭУ. Покрывают поток излучения.

      4. Устанавливают на ФЭУ напряжение питания, указан­ное в стандартах или технических условиях на ФЭУ конкретного* типа, и выдерживают в темноте под напряжением в течение вре­мени, указанного в стандартах или технических условиях на ФЭУ конкретных типов.

      5. Измеряют ток анода ФЭУ по пп. 1.3.1.2 и 1.3.1.3.

    2. Обработка результатов измерений

      1. Определяют поток излучения Ф(Х) в ваттах, падающий на рабочую площадь опорного приемника, по формуле