DE1074170B

DE1074170B - Verfahren und Einrichtung zum Messen der spektralen Empfindlichkeit von Fotokathoden

Info

Publication number: DE1074170B
Application number: DENDAT1074170D
Authority: DE
Inventors: Berlin und Erich Kosche Berlin-Treptow Dipl.-Phys. Dr. Werner Krüger
Original assignee: VEB Werk für Fernmeldewesen, Berlin - Oberschöneweide
Publication date: 1960-01-28

Description

Verfahren und Einrichtung zum Messen der spektralen Empfindlichkeit von Fotokatoden Zum Messen der spektralen Empfindlichkeit von Fotokatoden, insbesondere mit äußerem Fotoeffekt, wird ein über ein Interferenzfilter-Spektroskop erzeugter Lichtsrahl bestimmter Wellenlänge und Intensität auf die Fotokatode geworfen. Unter Verwendung apparativer Mittel wird der jeweils entstehende Fotokatodenstrom gemessen. Um die spektrale Kennlinie der betreffenden Fotokatode genau aufnehmen zu können, müssen diese Messungen für möglichst viele Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen, also hinreichend oft durchgeführt werden. Dieses Meßverfahren ist sehr umständlich und zeitraubend.
Infolgedessen ist dieses Verfahren ungeeignet, die spektrale Empfindlichkeit von Fotokatoden während des Formierungsprozesses der Katode so zu messen, daß die spektrale Kennlinie in Bruchteilen einer Sekunde aufgenommen werden kann. Es besteht jedoch das Bedürfnis hierzu.
Dieses Ziel ist nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Lichtstrahl das gesamte Spektrum in engbegrenzten unterschiedlichen Wellenlängenbereichen durchwandert und die hierbei auf der Katode aus lösten unterschiedlichen Fotoelektronenströme oszillo grafisch unmittelbar als spektrale Kennlinie der Fotokatodenschicht abgebildet werden.
Zwei Ausführungsbeispiele einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Abb. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht das optische System einer Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung; Abb. 2 ist eine Ansicht auf einen Einzelteil der Einrichtung nach Abb. 1 in den gekennzeichneten Pfeilrichtungen; Abb. 3 zeigt in der gleichen Ansicht einen weiteren Einzelteil dieser Einrichtung; Abb. 4 zeigt in schematischer Seitenansicht das optische System einer zweiten Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung.
Ein von einer Lichtquelle 1 ausgehender Lichtstrahl gelangt über ein Objektiv 2 auf das Interferenzfilter 3 eines Spektroskops nach Maßgabe der jeweiligen Lage, die ein in einer lichtundurchlässigen Scheibe 4 befindlicher spiralförmiger Blendenschlitz 5 mit Bezug auf das Filter 3 einnimmt. Da die Scheibe 4 sich ständig dreht, wandert der Lichtschlitz bei jeder Umdrehung der Scheibe einmal über die Filterfläche, also über das gesamte Spektrum, wie aus Abb. 2 ersichtlich.
Gemäß Abb. 1 liegen die dem Interferenzfilter 3 vor- oder nachgeschaltete Blendenscheibe4 und das Filter 3 zwischen einem Kondensorlinsensystem 6, durch das der Lichtstrahl in engbegrenzten unterschiedlichen Wellenlängenbereichen auf eine Foto- katode 7 mit äußerem Fotoeffekt fällt. Die hierbei auf der lichtempfindlichen Emissionsschicht 8 der Katode ausgelösten unterschiedlichen Fotoelektronenströme werden bei sich drehender Blendenscheibe 4 auf dem Bildschirm einer nicht dargestellten Katodenstrahl-Oszillografenröhre abgebildet und erscheinen dort als spektrale Kennlinie der Katodenschicht.
Bei konstanter Drehzahl der Scheibe 4 durchwandert der Lichtstrahl das gesamte Spektrum kontinuierlich mit gleichbleibender Geschwindigkeit. Die Steigung der Spirale des Blendenschlitzes 5 entspricht, wie aus Abb. 2 ersichtlich, der Länge des Interferenzfilters 3. Die Größenverhältnisse der Scheibe 4 bzw. des Blendenschlitzes 5 und des Filters 3 können so gewählt sein, daß die Krümmung der Spirale mit der Krümmung der Wdlenlängenmarkierungslinien 9 des Filters 3 gemäß Abb. 3 übereinstimmt. Die Linien 9 begrenzen die Wellenbereiche unterschiedlicher Wellenlänge und sind auf dem Filter 3 in Form lichtundurchlässiger Streifen angeordnet, so daß sich auf dem Bildschirm der Katodenstrahlröhre eine Wellenlängenskala markiert. Wird der Blendenschlitz nicht mit konstanter, sondern mit veränderlicher Breite ausgestattet, so ist es möglich, auf diese Weise dafür zu sorgen, daß die Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge energiegleich sind.
Anstatt die Spiralblendenscheibe 4 unmittelbar vor oder hinter dem Filter 3 anzuordnen, kann sie durch ein Objektiv in die Ebene des Filters abgebildet werden.
Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 ist die drehbare Scheibe 4 des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels wirkungsgleich durch ein sich drehendes Polygon»Prisma 10 ersetzt, auf das der von der Lichtquelle 1 ausgehende Lichtstrahl durch den Spalt 11 einer Blende 12 fällt. Das Prisma 10 wirft bei seiner Drehung das Bild des ausgeleuchteten Spaltes 11 über das Linsensystem 2> 6 wieder auf das Interferenzfilter 3 mit der gleichen Wirkung wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 bis 3. Die Spaltabbildung auf der Katode 7, 8 durchwandert also wieder den ganzen Wellenlängenbereich. Dabei kann das Kondensorlinsensystem 6 quer zur Achse des optischen Systems verschiebbar sein. Dies hat den Vorteil, daß verschiedene Teilflächen der Fotokatode gesondert und nacheinander untersucht werden können. Diese Teilflächen können sehr klein sein, wenn das optische System, z. B. die Sammellinse 2, mit einer Irisblende ausgerüstet ist. Außerdem kann in das Linsensystem eine Filterkombination eingeschaltet sein, die so ausgebildet ist, daß die Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängenbereiche energiegleich sind.
Das Filter 3 der Ausführungsform nach Abb. 4 kann gemäß Abb. 3 wieder mit lichtundurchlässigen Streifen 9 bedeckt sein. Der Lichtspalt 11 kann nach Maßgabe der mittleren Krümmung der Wellenlängenmarkierungslinien 9 gekrümmt sein.
PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zum Messen der spektralen Empfindlichkeit von Fotokatoden, insbesondere mit äußerem Fotoeffekt, unter Verwendung eines Interferenzfilter-Sp ektroskops, durch das ein Lichtstrahl auf die zu untersuchende Fotokatode geworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl das gesamte Spektrum in engbegrenzten unterschiedlichen Wellenlängenbereichen durchwandert und die hierbei auf der Katode (7, 8) ausgelösten unterschiedlichen Fotoelektronenströme oszillografisch unmittelbar als spektrale Kennlinie der Fotokatodenschicht abgebildet werden.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl das gesamte Spektrum mit gleichbleibender Geschwindigkeit kontinuierlich durchwandert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl das gesamte Spektrum in schnell aufeinanderfolgenden Zeitstufen durchwandert.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Interferenzfilter-Spektroskop (3) lichtundurchlässige Streifen (9) in Richtung der Änderung der Wellenlänge ango bracht sind, die im Oszillogramm als Wellenlängenskala erscheinen.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl ein Linsensystem (2, 6) passiert, in das eine sich drehende, lichtundurchlässige Scheibe (4) mit einem über das Interferenzfilter (3) wandernden, spiralförmigen Blendenschlitz (5) eingeschaltet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Spirale des Blendenschlitzes (5) der Länge des Interferenzfilters (3) entspricht und die Krümmung der Spirale mit der Krümmung der Wellenlängenmarkierungslinien (9) des Interferenzfilters übereinstimmt.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Blendenschlitzes (5) derart in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Scheibe gewählt ist, daß die Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge energiegleich sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenscheibe (4) unmittelbar vor oder hinter dem Interferenzfilter (3) angeordnet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Blendenscheibe (4) und dem in der Strahlenrichtung hinter ihr liegenden Interferenzfilter (3) ein Linsensystem angeordnet ist, daß den Blendenschlitz auf dem Interferenzfilter abbildet.

10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß- der Lichtstrahl durch einen Spalt (11) hindurch auf ein sich drehendes Polygon-Prisma (10) fällt, das einem Linsensystem vorgeschaltet ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensorlinse (6) quer zur Achse des optischen Systems verschiebbar ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sammellinse (2) mit einer Irisblende ausgerüstet ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtspalt (11) nach Maßgabe der mittleren Krümmung der Wellenlängenmarkierungslinien des Interferenzfilter,-Spektroskops (3) gekrümmt ausgebildet ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl eine Filterkombination passiert, die für alle Wellenlängenbereiche hinter dem Interferenzfilter-Spektroskop (3) die Energiegleichheit der Strahlung bewirkt.