Фотоэлемент или фотоэлемент — это тип газонаполненной или вакуумной трубки , чувствительной к свету. Такую трубку правильнее называть «фотоэмиссионной ячейкой», чтобы отличать ее от фотоэлектрических или фотопроводящих ячеек. Фотоэлементы ранее использовались более широко, но теперь во многих приложениях заменены твердотельными фотодетекторами. Фотоумножительная трубка является одним из самых чувствительных детекторов света и до сих пор широко используется в физических исследованиях.
Фотоэлементы работают по принципу фотоэлектрического эффекта : входящие фотоны ударяются о фотокатод , выбивая электроны с его поверхности, которые притягиваются к аноду . Таким образом, ток зависит от частоты и интенсивности входящих фотонов. В отличие от фотоумножительных трубок , усиления не происходит, поэтому ток через устройство обычно имеет порядок нескольких микроампер . [1]
Диапазон длин волн света, в котором чувствительно устройство, зависит от материала, используемого для фотоэмиссионного катода. Цезий - сурьмянистый катод дает устройство, которое очень чувствительно в фиолетовой и ультрафиолетовой области с чувствительностью, падающей до слепоты к красному свету. Цезий на оксидированном серебре дает катод, который наиболее чувствителен к инфракрасному и красному свету, падая к синему, где чувствительность низкая, но не нулевая. [2]
Вакуумные приборы имеют почти постоянный анодный ток для заданного уровня освещенности относительно анодного напряжения. Газонаполненные приборы более чувствительны, но частотная характеристика модулированного освещения падает на более низких частотах по сравнению с вакуумными приборами. Частотная характеристика вакуумных приборов, как правило, ограничена временем прохождения электронов от катода к аноду.
Одним из основных применений фотоэлемента было считывание оптических звуковых дорожек для проецируемых фильмов. Фотоэлементы использовались в различных светочувствительных приложениях [3] , пока некоторые из них не были заменены фоторезисторами и фотодиодами .