Приемники излучения

Регистрация монохроматических лучистых потоков (и интерферограмм) осуществляется с помощью приемников излучения, преобразующих электромагнитную энергию в другие виды энергии (чаще всего – в электрическую), более удобные для измерения. В спектральных приборах используют тепловые, фотоэлектронные и фотохимические приемники излучения.

Тепловые приемники (термоэлементы, болометры, оптико-акустические приемники) реагируют на количество электромагнитной энергии, затраченной на нагревание приемного элемента. Их используют главным образом в средней и дальней областях ИК-спектра.

Фотоэлектронные (фотоэлектрические) приемники (фотоэлементы, фотоумножители, фоторезисторы, фотодиоды) используют явление внешнего или внутреннего фотоэффекта. Фотоэлектронный приемник включают в электрическую цепь. При освещении такого приемника в силу явления фотоэффекта ток в цепи возрастает пропорционально величине электромагнитной энергии, падающей на приемник. Фотоэлектронные приемники являются наиболее распространенным типом приемника для УФ, видимой и ближней ИК областях спектра.

К фотохимическим приемникам излучения относится фотоэмульсия – один из наиболее старых приемников излучения. Фотоэмульсия содержит мельчайшие кристаллы галогенидов серебра, которые под действием излучения частично восстанавливаются до металлического серебра. После химической обработки (проявление и фиксирование) экспонированной эмульсии фотографическое изображение становится видимым. Количество серебра, выделившегося под действием излучения, можно охарактеризовать в виде величины почернения:

S = lg (ф_о / ф),

Где ф_о и ф – мощности световых потоков одного и того же источника света, пропускаемых через незасвеченный и засвеченный участки фотоэмульсии. Фотографическая регистрация спектров используется в приборах для атомно-эмиссионного анализа – спектрографах.* Существенный недостаток такого способа регистрации – большая длительность определений.

Весьма чувствительным приемником видимого излучения является глаз человека. Однако он обладает различной чувствительностью к излучению разных длин волн. Чувствительность глаза максимальна для восприятия зеленого цвета (λ ~ 555нм). Визуальная регистрация используется в приборах для атомно-эмиссионного анализа – спектроскопах.

На рис. 2.3. приведены принципиальные схемы приборов для эмиссионного и абсорбционного анализа.

Рис. 2.3. Схемы приборов для эмиссионного (а) и абсорбционного (б) методов анализа: 1-внешний источник излучения; 2-спектральный прибор;
3-образец; 4-приемник излучения; 5-регистрирующее устройство.