ПРИЁМНИКИ ИЗЛУЧЕ́НИЯ

ПРИЁМНИКИ ИЗЛУЧЕ́НИЯ в ас­тро­но­мии, уст­рой­ст­ва для ре­ги­ст­ра­ции из­лу­че­ния, со­б­ран­но­го при­бо­ром для ас­тро­но­мич. на­блю­де­ний (напр., те­ле­ско­пом). Дей­ст­вие П. и. ос­но­ва­но на пре­об­ра­зо­ва­нии со­б­ран­но­го из­лу­че­ния в сиг­нал др. при­ро­ды, как пра­ви­ло в элек­трич. ток. Вид П. и. су­ще­ст­вен­но за­ви­сит от дли­ны вол­ны ис­сле­дуе­мо­го из­лу­че­ния; для ре­ги­ст­ра­ции элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния раз­ных диа­па­зо­нов спек­тра при­ме­ня­ют­ся прин­ци­пи­аль­но раз­ли­чаю­щие­ся при­бо­ры.

Осн. ха­рак­те­ри­сти­ки П. и. – т. н. кван­то­вая эф­фек­тив­ность (от­но­ше­ние чис­ла ре­ги­ст­ри­руе­мых фо­то­нов к об­ще­му чис­лу фо­то­нов, по­пав­ших на де­тек­тор), ли­ней­ность (про­пор­цио­наль­ность от­кли­ка де­тек­ти­руе­мо­му сиг­на­лу), ди­на­мич. диа­па­зон (раз­ли­чие ме­ж­ду са­мым силь­ным и са­мым сла­бым сиг­на­лом, ко­то­рые могут ре­ги­ст­ри­ро­вать­ся дан­ным П. и.), спек­траль­ный диа­па­зон, шу­мо­вые ха­рак­те­ри­сти­ки, бы­ст­ро­дей­ст­вие, раз­мер раз­ре­шаю­ще­го эле­мен­та. По прин­ци­пу дей­ст­вия П. и. раз­де­ля­ют на фо­тон­ные (де­тек­ти­ру­ет­ся сиг­нал, не­по­сред­ст­вен­но по­ро­ж­дае­мый по­гло­щён­ным фо­то­ном), те­п­ло­вые (к по­яв­ле­нию ре­ги­ст­ри­руе­мо­го сиг­на­ла при­во­дит на­грев де­тек­то­ра, вы­зван­ный по­гло­ще­ни­ем фо­то­на) и ко­ге­рент­ные (ге­те­ро­дин­ные де­тек­то­ры, фик­си­рую­щие и мощ­ность сиг­на­ла, и его фа­зу). Раз­ли­ча­ют так­же се­лек­тив­ные и не­се­лек­тив­ные П. и. (т. е. чув­ст­ви­тель­ные и не­чув­ст­ви­тель­ные к дли­не вол­ны па­даю­ще­го из­лу­че­ния в пре­де­лах сво­его спек­траль­но­го диа­па­зо­на).

Ис­то­ри­че­ски пер­вым рас­про­стра­нён­ным при­ём­ни­ком оп­тич. из­лу­че­ния (по­ми­мо гла­за) бы­ла фо­то­эмуль­сия, на­не­сён­ная на плён­ку или стек­лян­ную пла­стин­ку. Од­на­ко фо­то­эмуль­сия от­ли­ча­ет­ся не­вы­со­кой чув­ст­ви­тель­но­стью (кван­то­вая эф­фек­тив­ность не бо­лее не­сколь­ких про­цен­тов) и не­ли­ней­но­стью. В сер. 20 в. соз­да­ны П. и., ис­поль­зую­щие яв­ле­ние внеш­не­го фо­то­эф­фек­та. В этих П. и. ре­ги­ст­ри­руе­мые кван­ты элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния вы­би­ва­ют элек­тро­ны из фо­то­ка­то­да; по­лу­чен­ный та­ким об­ра­зом по­ток фо­то­элек­тро­нов мо­жет уси­ли­вать­ся в фо­то­элек­трон­ных ум­но­жи­те­лях. При­ме­не­ние та­ких П. и. час­то ог­ра­ни­чено их га­ба­ри­та­ми, не по­зво­ляю­щи­ми по­лу­чать мно­го­эле­мент­ные изо­бра­же­ния (од­но­вре­мен­но мож­но ис­сле­до­вать из­лу­че­ние, при­хо­дя­щее толь­ко с од­но­го на­прав­ле­ния). В ка­че­ст­ве П. и. при­ме­ня­лись так­же те­ле­ви­зи­он­ные П. и., но ши­ро­ко­го рас­про­стра­не­ния они не по­лу­чи­ли.

В 1969 в «Bell Laboratories» (США) раз­ра­бо­та­ны при­бо­ры с за­ря­до­вой свя­зью (ПЗС). Ны­не ПЗС-де­тек­то­ры наи­бо­лее ак­тив­но ис­поль­зу­ют­ся в ас­тро­но­мии для ре­ги­ст­ра­ции из­лу­че­ния оп­ти­ческо­го, ульт­ра­фио­ле­то­во­го и мяг­ко­го рент­ге­нов­ско­го диа­па­зо­нов. Из отд. ПЗС-эле­мен­тов со­став­ля­ют­ся де­тек­то­ры в ви­де ли­не­ек или мат­риц. Дос­то­ин­ст­ва­ми ПЗС-де­тек­то­ров яв­ля­ют­ся вы­со­кая кван­то­вая эф­фек­тив­ность (де­сят­ки про­цен­тов) и ли­ней­ность. Ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние по­лу­ча­ют так­же при­ём­ни­ки оп­тич. из­лу­че­ния со све­то­чув­ст­вит. эле­мен­та­ми, соз­дан­ны­ми на ос­но­ве тех­но­ло­гии КМОП (ком­пле­мен­тар­ный ме­тал­ло­ок­сид­ный по­лу­про­вод­ник).

Для ре­ги­ст­ра­ции из­лу­че­ния в ближ­нем, сред­нем и час­тич­но даль­нем ИК-диа­па­зо­не (до де­сят­ков мик­ро­мет­ров) в ас­тро­но­мич. ин­ст­ру­мен­тах ис­поль­зу­ют­ся де­тек­то­ры, со­став­лен­ные из фо­то­дио­дов и фо­то­про­вод­ни­ков на ос­но­ве InSb, HgCdTe (твёр­дый рас­твор рту­ти, кад­мия и тел­лу­ра) и др. по­лу­про­вод­ни­ков (Si:As, Ge:Ga). В бо­лее длин­но­вол­но­вом ИК-диа­па­зо­не ис­поль­зу­ют­ся те­п­ло­вые де­тек­то­ры, гл. обр. де­тек­то­ры на ос­но­ве бо­ло­мет­ров и мат­риц бо­ло­мет­ров.

В суб­мил­ли­мет­ро­вом и ра­дио­диа­па­зо­нах для ре­ги­ст­ра­ции из­лу­че­ния при­ме­ня­ют ко­ге­рент­ные ге­те­ро­дин­ные де­тек­то­ры на ос­но­ве обыч­ных ра­дио­при­ём­ных уст­ройств (ра­дио­мет­ров), а так­же на ос­но­ве бо­ло­мет­ров с элек­трон­ным ра­зо­гре­вом, уст­ройств «сверх­про­вод­ник – изо­ля­тор – сверх­про­вод­ник» (SIS) и др. Дос­то­ин­ст­во ге­те­ро­дин­ных П. и. – очень вы­со­кое спек­траль­ное раз­ре­ше­ние. Ны­не они ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в ра­дио­ас­тро­но­мии, а так­же для ре­ги­ст­ра­ции из­лу­че­ния в те­ра­гер­це­вом диа­па­зо­не спек­тра.

Для ре­ги­ст­ра­ции из­лу­че­ния в гам­ма- и рент­ге­нов­ском диа­па­зо­нах ис­поль­зу­ют­ся те же П. и., что и в ядер­ной фи­зи­ке (см. Де­тек­то­ры час­тиц). На кос­мич. те­ле­ско­пах жё­ст­ко­го ко­рот­ко­вол­но­во­го диа­па­зо­на при­ме­ня­ют­ся про­пор­цио­нальные счёт­чи­ки­ (напр., на ос­но­ве ксе­но­на), сцин­тил­ля­ци­он­ные де­тек­то­ры (на ос­но­ве NaI, Bi₁₂GeO₂₀ и др.), по­лу­про­вод­ни­ко­вые де­тек­то­ры (напр., кад­мий-цинк-тел­лу­ро­вые, де­тек­то­ры с мик­рока­наль­ны­ми пла­сти­на­ми), сверх­про­во­дя­щие тун­нель­ные де­тек­то­ры. Для ре­ги­ст­ра­ции из­лу­че­ния в мяг­ком рент­ге­нов­ском диа­па­зо­не всё бо­лее ши­ро­кое при­ме­не­ние на­хо­дят ПЗС-де­тек­то­ры.