لامپ تکثیر کننده فوتون یا PMT چیست؟
یک PMT یا فتومالتی پلایرتیوب که برای تشخیص نور سیگنال های بسیار ضعیف مفید است، وسیله ای است که در آن جذب یک فوتون منجر به گسیل یک الکترون می شود. این آشکارسازها با تقویت الکترون های تولید شده توسط فوتوکاتد در معرض شار فوتون کار می کنند.
لامپ تکثیر کننده فوتون یا PMT چیست؟
شرح کلی
لامپ تکثیر کننده فوتون بخشی از یک شمارنده ی سوسوزنی است، بدون تقویت حاصل از تکثیر کننده فوتون، سوسوزن به عنوان یک آشکارساز تابش نمی تواند نقشی داشته باشد. تکثیر کننده فوتون اصولا یک تقویت کننده سریع است، که در زمانی در حدود 9-10 ثانیه یک تپ فرودی نور دیدگانی را با ضریب 106 یا بیشتر تقویت می کند.
تکثیر کننده فوتون ار یک لوله شیشه ای تهی از هوا، یک فوتوکاتد در ورودی، و چندیدن داینود در درون ساخته می شود. فوتون های تولید شده در سوسوزن وارد لامپ شده و به فوتوکاتد، ساخته شده از ماده ای که وقتی نور به آن می خورد الکترون گسیل می دارد، برخورد می کنند. الکترونهای گسیلی از فوتوکاند به یاری یک میدان الکتریکی به سوی اولین داینود، اندود شده از ماده ای که وقتی الکترون به آن می خورد چندین الکترون ثانوی گسیل می دارد، راهنمایی می شوند. الکترون های ثانوی از اولین داینود به سوی داینود دوم، و از آنجا به سومی، و الی آخر، حرکت می کنند. لامپ های تکثیر کننده تجارتی نوعی ممکن است تا 15 داینود داشته باشد. تولید الکترونهای ثانوی از داینود های متوالی، منجر به تقویت پایانی تعداد الکترونها خواهد خواهد شد.
الکترونهای تولید شده در لامپ تکثیر کننده توسط یک میدان الکتریکی، که با کاربست یک پتانسیل مثبت بالای فزاینده بر هر داینود تامین می شود، از یک داینود به داینود دیگر راهنمایی می شوند. اختلاف پتانسیل بین دو داینود متوالی از مرتبه ی 80 تا 120 ولت است.
ماده ی فوتوکاتد که در بیشترلامپ های تکثیر کننده تجاری به کار می رود ترکیبی است از سزیم و آنتیموان (Cs-Sb) ماده ای که برای اندودن داینودها به کار می رود یا Cs-Sb یا نقره-منیزیم است (Ag-Mg). آهنگ گسیل الکترونهای ثانوی داینود ها نه تنها به نوع سطحی بستگی دارد بلکه به ولتاژ کاربسته هم وابسته است.
یک پارامتر بسیار مهم هر لامپ تکثیر کننده حساسیت طیفی فتوکاتد آن است. برای رسیدن به بهترین نتیجه ها، طیف سوسوزن باید با حساسیت فوتوکاتد بخواند. اندود Cs-Sb در 440nm دارای بیشترین حساسیت است، که به خوبی با پاسخ طیفی بیشتر سوسوزنها همساز است. این پاسخ، موسم به پاسخ S-11 ، در شکل زیر نشان داده شده است. پاسخ های دیگر لامپ های تجارتی عبارتند از s-20 س-13 و غیره.
پارامتر مهم دیگر تکثیر کننده فوتون، اندازه جریان در تاریکی آن است. جریان در تاریکی بیشتر از الکترون های تشکیل می شود که پس از جذب انرژی گرمایی به وسیله ی کاتد گسیل می شوند. این فرایند به گسیل گرما یونی معروف است؛ و یک فوتوکاتد به قطر 50mm ممکن است در تاریکی و در دمای اتاق تا 105 الکترون در هر ثانیه آزاد کند. سرد کردن کاتد، این چشمه ی نوفه را به ازای هر 10 تا 15 درجه کاهش در دما، تقریبا نصف می کند. گسیل گرمایونی ممکن است از داینودها و دیوار شیشه ای لامپ نیز صورت می گیرد، ولی سهم آنها ناچیز است. بر اثر بمباران فوتوکاند به وسیله ی یونهای سنگینی که از یونش گاز باقی مانده در لامپ حاصل می شوند نیز ممکن است الکترون هایی آزاد شود. وبالاخره، نور گسیل شده از باز ترکیب یونی نیز ممکن است با خوردن به کاتد یا داینودها الکترون آزاد کند. مسلما، مقدار جریان در تاریکی، در مواردی که چشمه تابش بسیار ضعیف است از اهمیت بیشتری برخوردار است. هنگام خرید لامپ های تکثیر کننده فوتون، جریان در تاریکی و پاسخ طیفی، هر دو، را باید در نظر گرفت.
یادآوری می کنیم که الکترونها از یک داینود به داینود دیگر توسط یک میدان الکتریکی راهنمایی می شوند. اگر میدان مغناطیسی حضور داشته باشد، ممکن است الکترونها را به گونه ای منحرف کند که همه ی آنها به داینود دیگر برخود نکنند و تقویت کاهش یابد. حتی میدان مغناطیسی ضعیف زمین ممکن است گاهی موجب این اثر ناخواسته شود. تاثیر میدان مغناطیسی را می توان با پوشاندن لامپ های تکثیر کننده با یک ورقه ی استوانه ای فلزی، موسم به فلز µ ، به کمینه رساند. فلز µ را می شود در شکل ها و اندازه های مختلف از بازار تهیه کرد.
لامپ های تکثیر کننده تجارتی از نظر شکل هندسی و آرایش فتوکاتد ها و داینودها، دارای تنوع اند. معمولا، فتوکاتد به صورت یک لایه نیمه شفاف بر سطح داخلی پنجره ی لامپ رسوب داده شود. سطح بیرونی پنجره، در بیشتر لامپها تخت است تا جفت سازی نوری آن با سوسوزن آسانتر شود. دو شکل هندسی متفاوت برای داینود ها در شکل زیر نشان داده شده است.
جهت سفارش قطعات الکترونیکی و یدکی تجهیزات پزشکی و مشاوره در خرید میتوانید از طریق لینک دریافت مشاوره تجهیزات پزشکی اسکن طب با ما در تماس باشید.
