Приложение на явлението фотоефект
В момента на базата на външния и вътрешния фотоефект се изграждат безкраен брой приемници на лъчение, които преобразуват светлинен сигнал в електрически сигнал и са обединени от общо име -фотоклетки . Те се използват широко в технологиите и в научните изследвания. Разнообразие от обективни оптични измервания са немислими в наше време без използването на един или друг вид фотоклетки. Съвременната фотометрия, спектрометрия и спектрофотометрия в най-широкия диапазон на спектъра, спектрален анализ на материята, обективно измерване на много слаби светлинни потоци, наблюдавани например при изследване на Раманови спектри, в астрофизиката, биологията и др., Е трудно да си представим без използване на фотоклетки; регистрацията на инфрачервените спектри често се извършва със специални фотоклетки за областта на дългите вълни на спектъра. Фотоклетките са изключително широко използвани в технологиите: контрол и управление на производствените процеси, различни комуникационни системи от предаване на изображения и телевизия до оптична комуникация на лазери и космическа технология представляват далеч не пълен списък от различни технически проблеми в съвременната индустрия и комуникация.
Историята на създаването на фотоклетки датира от над 130 години. Първата фотоклетка, базирана на вътрешния фотоелектричен ефект и използваща явлението фотопроводимост, е построена през 1875 г., първата вакуумна фотоклетка, базирана на външния фотоелектричен ефект, е построена през 1889 г. Промишленото производство на вакуумни фотоклетки в Русия е организирано от П.В. Тимофеев през 1930 г. Интересно е да се отбележи, че фотоклетките, използващи външния фотоелектричен ефект, са широко развити по-рано, въпреки че вътрешният фотоелектричен ефект е открит поне 50 години по-рано. Едва през четиридесетте години на нашия век, благодарение на бързото развитие на полупроводниковата физика и подробното проучване на вътрешния фотоелектричен ефект, започва създаването на нови фотоклетки, базирани на полупроводникови материали.
Огромното разнообразие от задачи, решавани с помощта на фотоклетки, породи изключително голямо разнообразие от видове фотоклетки с различни технически характеристики. Изборът на оптимален тип фотоклетки за решаване на всяка конкретна задача се основава на познаването на тези характеристики. За фотоклетки с външен фотоелектричен ефект (вакуумни фотоклетки) е необходимо да се знаят следните характеристики: работен обхват на спектъра; относителната характеристика на спектралната чувствителност (тя се нанася като зависимост от дължината на вълната на падащата светлина от безразмерната стойност на съотношението на спектралната чувствителност при едноцветно осветление към чувствителността при максимума на тази характеристика); интегрална чувствителност (определя се, когато фотоклетката е осветена със стандартен източник на светлина); стойността на квантовия добив (процентът от броя на излъчените фотоелектрони към броя на фотоните, падащи на фотокатода); инерция (за вакуумните фотоклетки обикновено се определя през времето на полета на електроните от фотокатода към анода). Важен параметър е също тъмният ток на фотоклетката, който е сумата от топлинното излъчване на фотокатода при стайна температура и тока на утечка.
В зависимост от материала на фотокатода и материала на крушката на фотоклетката те могат да се използват в диапазона 0,2 - 1,1 μm. Тяхната интегрална чувствителност е в диапазона 20 - 100 μA на 1 lm светлинен поток, а топлинната емисия е в границите. Много важно предимство на вакуумните фотоклетки е тяхната висока постоянство и линейност на връзката между светлинния поток и фототока. Следователно, дълго време те се използват главно в обективна фотометрия, спектрометрия, спектрофотометрия и спектрален анализ във видимата ултравиолетова област на спектъра. Основният недостатък на вакуумните фотоклетки при измерванията на светлината трябва да се счита за малкия размер на електрическите сигнали, генерирани от тези светлинни приемници. Последният недостатък е напълно елиминиран във фотоумножителните лампи (PMT), които представляват, като че ли, развитието на фотоклетките. PMT са построени за първи път през 1934 година.