FOTOMULTIPLICADORES

¿Qué son los fotomultiplicadores?

Los fotomultiplicadores son detectores de luz puntuales, esto es captan la presencia o ausencia de luz en un punto, para poder captar la luz de una superficie debe hacerse un barrido punto a punto a través de una línea y a su vez línea a línea hasta que se complete el área a detectar. Se emplean en los microscopios confocales donde gracias al sistema óptico que emplea un láser la luz que recogen proviene de un único punto.

¿Cómo está compuesto un fotomultiplicador?

Un fotomultiplicador está compuesto de un fotocátodo, que emite electrones cuando sobre él inciden fotones de energía adecuada. Un campo eléctrico acelera estos electrones y los dirige hacia un ánodo, que en estos tubos recibe el nombre de dínodo. La energía de los electrones incidentes provoca la emisión un número mayor de electrones secundarios que son dirigidos hacia un segundo dínodo. El número de dínodos y su disposición varía con el modelo de fotomultiplicador.

La eficiencia cuántica de los foto multiplicadores es entre el 20 y 30%, siendo generalmente mayor para los azules y menor para los rojos, no obstante existen fotomultiplicadores optimizados para tener una mayor eficiencia cuántica en determinados rangos del espectro (ultravioletas, verdes, rojos, etc.)

¿Cuáles son sus características?

Las principales características de cualquier fotomultiplicador aparecerán reflejadas en sus hojas de especificaciones. Algunas se refieren al tubo de forma global, pero otras hacen referencia a alguna de las partes del fotomultiplicador. A continuación se describen los principales parámetros que caracterizan las prestaciones de un fotomultiplicador

Sensibilidad

Es un parámetro que caracteriza la eficiencia de las conversiones de la luz en fotoelectrones. Se define la sensibilidad del fotocátodo como el cociente entre la corriente en el cátodo y el flujo incidente. Cuando se expresa en unidades radiométricas se denomina sensibilidad radiante del cátodo.

Ganancia

La ganancia del fotomultiplicador se define como el cociente entre la corriente en el ánodo y la corriente en el cátodo

En el caso límite en que la corriente en el fotocátodo esté formada por un único fotoelectrón, la ganancia estará dada por el número total de electrones recogidos por el ánodo, es decir, la carga de la señal de un único fotoelectrón. La ganancia total de un fotomultiplicador depende del número de dínodos y del factor de emisión secundaria que depende de la energía del electrón incidente. A su vez, la energía del electrón depende del potencial entre dínodos que es una fracción del voltaje total aplicado.

Tipos de fotomultiplicadores

Tipo frontal

Tiene un fotocátodo semitransparente el cual es un fotocátodo del tipo transmisor, que permite tener mejor uniformidad que el tipo lateral. La disposición frontal permite barrer áreas en un rango definido por el tamaño del tubo fotomultiplicador.

Tipo lateral

Los fotomultiplicadores laterales emplean un fotocátodo opaco o sea un fotocátodo del tipo reflector y una estructura de jaula circular para los dínodos, lo que ofrece buena sensibilidad y amplificación con un voltaje de alimentación relativamente bajo. Usados generalmente en espectrofotometría y sistemas fotométricos en general, reciben la luz incidente por un lado del tubo de vidrio. Las ventajas son su relativo bajo costo.

Arreglo de los dínodos

Un dínodo conforma el sistema de multiplicación de electrones. La gran sensibilidad de los tubos fotomultiplicadores, consiste en amplificación de corriente y relación señal ruido altas es debida al uso

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