DE1074170B

DE1074170B - Method and device for measuring the spectral sensitivity of photocathodes

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. Method and device for measuring spectral sensitivity of photocathodes For measuring the spectral sensitivity of photocathodes, in particular with an external photo effect, one is generated via an interference filter spectroscope Light beam of a certain wavelength and intensity thrown onto the photo cathode. Under The photocathode current produced in each case is measured using apparatus. In order to be able to record the spectral characteristic curve of the photocathode in question precisely, these measurements must be carried out for as many light beams of different wavelengths as possible, therefore be carried out sufficiently often. This measuring method is very cumbersome and time consuming.

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. As a result, this method is unsuitable for the spectral sensitivity of photocathodes during the formation process of the cathode in such a way that the spectral characteristic curve can be recorded in fractions of a second. It exists however the need for this.

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. This object is achieved according to the invention in that the light beam wanders through the entire spectrum in narrowly limited different wavelength ranges and the different photoelectron currents released on the cathode oscillo graphically mapped directly as a spectral characteristic curve of the photocathode layer will.

Zwei Ausführungsbeispiele einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Two embodiments of a device for implementing the Process according to the invention are shown in the drawing.

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. Fig. 1 shows a schematic side view of the optical system of a Embodiment of the device according to the invention; Fig. 2 is a view of an individual part of the device according to Fig. 1 in the indicated arrow directions; Fig. 3 shows, in the same view, a further individual part of this device; Fig. 4 shows a schematic side view of the optical system of a second embodiment the device according to the invention.

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. A light beam emanating from a light source 1 passes over an objective 2 on the interference filter 3 of a spectroscope according to the respective Position, which is located in an opaque disc 4, spiral-shaped Aperture slot 5 with respect to the filter 3 occupies. Since the disc 4 is constantly rotates, the light slit wanders over the once with each revolution of the disc Filter surface, i.e. over the entire spectrum, as can be seen in Fig. 2.

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. According to Fig. 1, the interference filter 3 upstream or downstream Diaphragm 4 and the filter 3 between a condenser lens system 6 through which the light beam in narrowly limited different wavelength ranges on one Photo- cathode 7 falls with external photo effect. The here on the photosensitive Emission layer 8 of the cathode triggered different photoelectron currents are with a rotating aperture disk 4 on the screen of a not shown Cathode ray oscilloscope tube shown and appear there as a spectral characteristic the cathode layer.

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. At a constant speed of the disk 4, the light beam travels through the entire spectrum continuously at a constant speed. The slope the spiral of the diaphragm slot 5 corresponds, as can be seen from Fig. 2, the length of the interference filter 3. The proportions of the disc 4 or the aperture slit 5 and the filter 3 can be chosen so that the curvature of the spiral with the Curvature of the filament length marking lines 9 of the filter 3 according to Fig. 3 coincides. The lines 9 limit the wave ranges of different wavelengths and are arranged on the filter 3 in the form of opaque strips so that on a wavelength scale is marked on the screen of the cathode ray tube. Will the Aperture slot not with constant, but with variable width, so it is possible in this way to make the light rays more different Wavelength are equal in energy.

Anstatt die Spiralblendenscheibe 4 unmittelbar vor oder hinter dem Filter 3 anzuordnen, kann sie durch ein Objektiv in die Ebene des Filters abgebildet werden. Instead of the spiral diaphragm disk 4 immediately in front of or behind the To arrange the filter 3, it can be imaged into the plane of the filter through a lens will.

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. In the embodiment according to Fig. 4, the rotatable disc 4 of the Above-described embodiment has the same effect by a rotating Polygon »Prism 10 replaces that of the light source 1 outgoing Light beam falls through the gap 11 of a diaphragm 12. The prism 10 throws at his Rotation of the image of the illuminated gap 11 via the lens system 2> 6 again on the interference filter 3 with the same effect as in the embodiment according to Fig. 1 to 3. The gap image on the cathode 7, 8 thus wanders through again the whole wavelength range. The condenser lens system 6 can be transverse to Axis of the optical system be displaceable. This has the advantage that different Partial areas of the photo cathode can be examined separately and one after the other. These partial areas can be very small if the optical system, e.g. B. the converging lens 2, is equipped with an iris diaphragm. In addition, a Be switched on filter combination, which is designed so that the light rays different wavelength ranges have the same energy.

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. The filter 3 of the embodiment according to Fig. 4 can according to Fig. 3 again be covered with opaque strips 9. The light gap 11 can according to requirements the mean curvature of the wavelength marking lines 9 may be curved.

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. PATENT CLAIMS: 1. Method of Measuring Spectral Sensitivity of photo cathodes, in particular with an external photo effect, using an interference filter Sp ectroscope through which a beam of light is thrown onto the photocathode to be examined is characterized in that the light beam is narrowly limited in the entire spectrum wandering through different wavelength ranges and this on the cathode (7, 8) triggered different photoelectron currents directly on an oscillograph be mapped as the spectral characteristic of the photocathode layer.

Claims

2. The method according to claim 1, characterized in that the light beam walks through the entire spectrum continuously at a constant speed.

3. The method according to claim 1, characterized in that the light beam wanders through the entire spectrum in rapidly successive time stages.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that on the interference filter spectroscope (3) opaque strips (9) in the direction the change in wavelength ango, which is shown in the oscillogram as a wavelength scale appear.

5. Device for performing the method according to claim 1 and 2, characterized in that the light beam passes through a lens system (2, 6), into which a rotating, opaque disc (4) with an over the interference filter (3) migratory, spiral-shaped aperture slot (5) is turned on.

6. Device according to claim 4, characterized in that the slope the spiral of the aperture slot (5) corresponds to the length of the interference filter (3) and the curvature of the spiral with the curvature of the wavelength marking lines (9) of the interference filter matches.

7. Device according to claim 5 and 6, characterized in that the width of the diaphragm slot (5) as a function of the angle of rotation of the disc it is chosen that the light rays of different wavelengths have the same energy.

8. Device according to claim 5 to 7, characterized in that the diaphragm plate (4) is arranged immediately in front of or behind the interference filter (3) is.

9. Device according to claim 5 to 7, characterized in that between the diaphragm disk (4) and the one behind it in the direction of the beam Interference filter (3) a lens system is arranged that the aperture on the interference filter.

10. Device for performing the method according to claim 1 and 3, characterized in that the light beam passes through a gap (11) falls on a rotating polygon prism (10), which is connected upstream of a lens system is.

11. The device according to claim 10, characterized in that the Condenser lens (6) is displaceable transversely to the axis of the optical system.

12. Device according to claim 10 and 11, characterized in that that a converging lens (2) is equipped with an iris diaphragm.

13. Device according to claim 10 to 12, characterized in that that the light gap (11) according to the mean curvature of the wavelength marking lines of the interference filter, spectroscope (3) is curved.

14. Device according to claim 10 to 13, characterized in that that the light beam passes through a filter combination that applies to all wavelength ranges behind the interference filter spectroscope (3) the energy equality of the radiation causes.