Электронно-оптические преобразователи

Опыты крупного русского физика А. Г. Столетова (1839-1896 гг.) показали, что свет вырывает с поверхности тела отрицательные заряды и что эти заряды при определенных условиях можно использовать для образования тока (первые приборы с внешним фотоэффектом).

Фотоэффект довольно долго оставался просто физическим опытом, так как техника периода его открытия не была готова к его практическому использованию. Одной из основных причин этого было то, что фотоэлементы сами по себе дают очень небольшой ток (речь идет о внешнем фотоэффекте), который для приведения в действие каких-либо устройств нуждается в чувствительных реле. Широкий выход фотоэлементов на арену практического применения был начат лишь после того, как освоение электронных ламп позволило создать подходящие усилители.

Наиболее важна роль фотоэлементов с внешним фотоэффектом. Основной частью такого фотоэлемента является фотокатод, излучающий электроны при освещении. При этом надо оговориться, что термин «освещение» не нужно понимать в его обиходном смысле, связанном с видимым светом. Невидимые глазом ультрафиолетовые, инфракрасные и даже рентгеновы лучи тоже могут воздействовать на фотоэлемент и заставлять его срабатывать.

От материала фотокатода зависит, к каким именно частотам электромагнитного излучения он будет чувствителен.

Каждый металл в той или иной степени подвержен фотоэффекту. Но этот фотоэффект в большинстве случаев мал. Наибольшим фотоэффектом обладают щелочные металлы: литий, натрий, калий, рубидий, цезий. Однако фотокатоды из чистых металлов не применяются. Наиболее распространено использование для фотокатодов цезия в соединении с другими веществами. Чаще других применяются кислородно-цезиевые и сурьмяно-цезиевые катоды. Структура фотокатодов сложна. Например, кислородно-цезиевый катод состоит из слоя серебра, поверх которого расположен слой окиси серебра. Далее следует слой из окиси цезия и мельчайших частиц восстановленного серебра. Далее, на самой поверхности располагается тонкий слой атомов цезия. Подобную сложную структуру имеют и другие фотокатоды.