Фотокатод. 
Оптический метод регистрации излучений

Конструкция каждого ФЭУ должна обеспечить оптимальные условия попадания светового излучения на фотокатод (оптический вход ФЭУ), поэтому применяются различные геометрические расположения фотокатода относительно оси вакуумной колбы и различные материалы входных окон.

Для регистрации несфокусированного излучения используется торцевой оптический вход. В этом случае полупрозрачный фотокатод, работающий «на просвет» (излучение попадает на фотокатод со стороны подложки), формируется при изготовлении в виде тонкой пленки непосредственно на плоском входном окне. Диаметр фотокатода может превышать 250 мм, но наиболее широко применяются ФЭК с диаметрами рабочей площади от 5 до 50 мм.

Сфокусированные световые пучки можно регистрировать и с фотокатодом малой площади, в том числе — работающим «на отражение» (излучение попадает на фотокатод со стороны вакуума). Входное окно при этом располагается или на торце, или на боковой стенке колбы.

В этом случае мы имеем массивный фотокатод, формируемый на металлической, т. е. хорошо проводящей поверхности. Он имеет существенные преимущества перед полупрозрачным и по эмиссионным свойствам и, главное, по электрическим. Дело в том, что материал фотокатода — полупроводник с невысокой и сильно зависящей от температуры проводимостью. Электрод к полупрозрачному фотокатоду может быть проведен только по периферии, так что при больших интенсивностях света и соответственно больших токах эмиссии проводимость вдоль тонкой пленки от периферии к центру может оказаться недостаточной, особенно если фотокатод придется охлаждать для уменьшения темнового тока. В массивном фотокатоде ток от металлического электрода к поверхности течет не вдоль, а поперек слоя и ограничений по величине фототока практически не возникает.

Катодная камера Катодная камера ФЭУ образуется поверхностями фотокатода и первого динода, а также расположенными между ними электродами, форма и распределение потенциалов на которых определяют ее электронно-оптические свойства. У нее две функции: вытягивание электронов с фотокатода и фокусировка их на первый динод. Отсюда и характеристические параметры.

Эффективность, т. е. коэффициент сбора электронов с фотокатода на первый динод.

Острота фокусировки, определяющая допустимое отношение рабочих площадей фотокатода и первого динода.

Разброс времен полета электронов, вылетающих с различных точек фотокатода. Он приводит к неопределенности времени задержки импульса на выходе ФЭУ относительно момента поглощения фотона и определяет временную ширину многоэлектронного импульса.

Рис. 2.2.1 Некоторые варианты электронно-оптических систем для ФЭУ с торцевым входом. Числа у электродов — потенциалы.

На рис. 2.2.1 показаны три типа катодных камер ФЭУ с торцевым входом (и полупрозрачным фотокатодом). Ради улучшения эффективности сбора фотоэлектронов и, главное, ради уменьшения разброса времен их пролета из разных точек фотокатода, иногда приходится собирать довольно сложные электронно-оптические системы.