Астронет > 3.10 Оценка влияния нелинейности

Астронет: А. В. Миронов/ГАИШ Прецизионная фотометрия
http://variable-stars.ru/db/msg/1169494/node20.html

Прецизионная фотометрия

<< 3.9 Вывод формул учета ... | Оглавление | 3.11 Счетная характеристика фотоумножителя >>

3.10 Оценка влияния нелинейности на измерение световых потоков

Оценим влияние нелинейности на отсчет при мертвом времени 50 нс. В 1975-1986 годах, когда использовался фотометр с ФЭУ-79, импульсным усилителем системы Ю.Колпакова и А.Магницкого (``Приборы и техника эксперимента'', Т.4, 1976, С.130) и отечественным электронносчетным частотомером Ч3-38, это значение $\tau$ считалось характерным при фотометрических работах в Тянь-Шаньской обсерватории ГАИШ.

Из данных, приведенных в ``Пулковском курсе'' (1973, С.192), следует, что в монохроматическом свете с длиной волны $\lambda=5600\mbox{\r{A}}$ в полосе шириной $1\mbox{\r{A}}$ на площадь 1см² на верхней границе земной атмосферы за одну секунду приходит 10 ${}^6$ фотонов от звезды нулевой визуальной величины. Следовательно, в полосе на 1см² приходит в секунду почти 10 ${}^6$ фотонов. Собранные зеркалом диаметром 0.5м ( $S=2\cdot10^3{\textit\,см}^2$ ) и зарегистрированные приемником со средним по спектральной полосе квантовым выходом 10%, эти фотоны должны дать почти импульсов в секунду. Для звезды 5-й величины это значение составит $2\cdot10^6$ , а для звезды 10-й величины $2\cdot10^4$ импульсов в секунду.

При нелинейности, соответствующей мертвому времени $\tau=50$ нс, получаем значения, приведенные в табл.3.2.

Таблица 3.2: Влияние нелинейности для метода счета фотонов

		$\Delta N/N\cdot100\%$
$2\cdot10^4$	$1.998\cdot10^4$	$0.1\,\%$
$2\cdot10^6$		$9.1\,\%$
$2\cdot10^8$		$90.9\,\%$

Из табл.3.2 видно, что влияние нелинейности достаточно велико и обязательно требует учета. На практике можно учитывать нелинейность по формулам, если недобор сосчитанных импульсов составляет несколько процентов. Для мертвого времени 50нс это соответствует потокам фотоэлектронов до 10 ${}^6$ имп/с.

Итак, при больших потоках метод усиления постоянного тока оказывается выгоднее, чем метод счета фотонов. При малых потоках значительно лучше считать фотоэлектроны. Впрочем, в обоих случаях возможны технические усовершенствования. Если мы уменьшим мертвое время , то тем самым расширим диапазон измерений для счета фотонов. В последние годы в Тянь-Шаньской обсерватории, перейдя на новый тип усилителей и уменьшив мертвое время до $\approx$ 25нс, по крайней мере на одну звездную величину была расширена область применимости формулы 3.9. Если техника счета фотонов сделает еще шаг вперед, то старый метод усиления постоянного тока, очевидно, будет принадлежать истории. Но пока вопрос так остро не стоит тем более, что существуют задачи, в которых нужно измерять световые потоки на совсем других уровнях, например при фотометрировании отдельных участков поверхности Солнца. Там достаточно света, даже если ширина спектральной полосы пропускания светофильтра будет составлять десятые доли ангстрема. Звездные же электрофотометры все больше и больше переводятся на режим счета фотонов. Именно про этот режим мы будем говорить при дальнейшем изложении материала.

<< 3.9 Вывод формул учета ... | Оглавление | 3.11 Счетная характеристика фотоумножителя >>