PROTOCOLE EXPERIMENTAL:

1)-PRINCIPE DES MESURES:

La p h o t o c a t h o d e de Csl e s t t o u t d ' a b o r d montée dans l e d i s p o s : t i f de mesure en b o î t e à g a n t s . Ce montage s ' e f f e c t u e sous atmo-sphère d ' a z o t e avec un degré d ' h y g r o m é t r i e r e l a t i v e i n f é r i e u r à 5%, Nous e f f e c t u o n s e n s u i t e un rir.çage de l ' e n c e i n t e de mesure p a r c i r -c u l a t i o n de gaz de fon-ctionnement du -compteur. La p a r o i en arTiodur de l ' e n c e i n t e ne nous p e r m e t t a n t pas d ' e f f e c t u e r l e vide nous

som-mes obligés de faire circuler un volume de gaz égal a au moins dix fois le volume de l'enceinte pour obtenir une transparence optimale.

La photocathode étant escamotée, nous procédons tout d'abord à une première mesure du flux de lumière incidente. Cette mesure consis-te à relever le spectre de la lampe au deuconsis-terium par rotation du réseau à l'aide d'un moteur régulé. (Dans le cas de l'utilisation du Csl et du méthane nous nous sommes limités à des longueurs

d'onde comprises entre 15C et 200 r.m). Ensuite la photocathode étant en "position mesure", nous répétons la même opération, mais cette fois-ci en utilisant le signal obtenu sur le fil du compteur. (Ce signal est utilisé er. tant que comptage d'impulsions s. la sortie d'un ictomètre). En fin de mesure, nous réeffectuons un enregis-trement avec le P.M. afin de noter une éventuelle dérive des condi-tions d'insolation lumineuse. Le cas échéant nous procédons à une correction linéaire pour estimer le flux réel insolant la photoca-thode .

2 DEVALUATION DES INCERTITUDES:

L'efficacité quar.^ique d'une photocathode nous est donnée par l'expression :

c E ⁿ,, G^{D M} e T- o PM PM

L.q - • — ;

I

avec: c: taux de comptage des impulsions sur le fil ;

E ..,,: efficacité quanticue du P.M.;

q h - î ^ • '

pose une mesure absolue de l'efficacité quantique d'un photo-détecteur. En première approche nous négligerons les erreurs sys-tématiques dues à l'appareillage et au mode opératoire. Dans le cas d'une mesure relative de l'efficacité quantique des photocatho-des (détermination de E /E _ „ ) , nous mouvons considérer eue seules

q qPM

les grandeurs c,G ,et I sont soumises à incertitude L'ensemble

r n 5

de ces incertitudes nous conduit à une valeur de £±Z /E _^w infé-q infé-qPM

rieure a 40%. Mais, bien entendu, le bruit de fond restant constant, les incertitudes relatives sont d'autant plus importantes que le signal mesuré est faible. Donc, les expressions Ac/c e t À l / I dépen-dront du flux lumineux incident, et de l'efficacité quantique de la photocathode. Afin de donner une idée de leurs variations, nous avons représenté figure 27 une estimation de Ac/c+Al/I en fonc-tion de la longueur d'onde du rayonnement incident dans un cas typique de mesure. Pour déterminer l'efficacité quantique absolue d'une photocathode il nous faut procéder a 1'estimation de l'effi-cacité quantique du P.M.. Nous nous heurtons alors à deux problèmes

majeurs. Tout d'abord un étalonnage absolu (par rappen à des lampes éta-lons ou le rayonnei.snt du corps noir) est particulière::."t délicat surtout ^: dans 1'ultra-violet lointain. Ensuite, le depdt fluorescent utilisé est dé-posé sur l'extérieur du P.M. et son efficacité quantique est soumise à une Fiaure 21 : variation typique évolution mal connue. Par conséquent,

des incertitudes.

nous nous somrries contentés d'une estimation moyenne de l'efficacité quantique du P.M.. La courbe de réponse spectrale de la photocathode du P.M. QUANTACON 8850 a été déterminée par le constructeur et les travaux de Vasseur (43) nous permettent d'estimer l'efficacité

quan-tique ainsi que les spectres d'absorption et de réémission du dépôt de para-terphényl. Ces considérations nous donnent une efficacité quantique du P.M. d'environ 10% dans la bande 130-250 nm. Malheu-reusement cette estimation n'est à prendre en compte qu'avec une incertitude relative d'environ 50%. L'usage d'un P.M. à photocathode de Csl et fenêtre de fluorure de lithium (LiF) nous aurait permis un étalonnage plus fin. L'utilisation d'un tel tube est à envisager dans le cadre d'une amélioration future de l'appareillage.

3)-PROBLEMES EXPERIMENTAUX:

Dans l'ultra-violet lointain en raison des très fortes sections efficaces de corps tels que la vapeur d'eau ou l'oxygène, la trans-parence des milieux traversés est très vite affectée par une légère pollution. Par conséquent il est difficile de mesurer avec le P.M.

la quantité de lumière qui insole réellement la photocathode. Avec la structure actuelle de l'appareillage cette difficulté est accen-tuée par la distance d'environ 100 mm qui sépare le F.M. du plan de la photocathode. En ce qui concerne également la morphologie de l'appareillage nous avons subit plusieurs contraintes:

-le fil de 20 um est en vue directe de la photocathode. Donc notre choix d'un gaz, assurant le fonctionnement correct du compteur tout en étant transparent à ^-a lumière incidente s'est limité aux alcanes ;

-le champ électrique au voisinage de la photocathode est fixé à une valeur d'environ 90 V/mm par la tension de fonctionne-ment du compteur. Et, nous n'avons pas pu évaluer l'influence de ce paramètre.

Le traitement du signal issu du P.M. pose gaiement des problèmes.

En effet, nous effectuons la mesure du courant anodique. Nous avons donc été soumis aux variations du gain du tub-; dues aux fluctuations

de sa tension d'alimentation. En outre, pour de très faibles flux le signal utile est largement masqué par le bruit de fond (A 1600V le bruit de fond de 0,3 nA a la même valeur que le signal obtenu avec un flux de 3.10 ph/s) . Nous pourrions lever ces problèmes en effectuant nos mesures en comptage de "photo-électrons uniques", mais l'emploi d'une telle méthode est très délicat (emploi de basses températures). Jusqu'à présent les photocathodes n'ont pas été réa-lisées dans notre laboratoire et, malgré toutes les précautions de manutention prises, de nombreux dépôts de Csl ont été détériorés.

Tant que les photocathodes ne sont pas fabriquées sur leur empla-cement de mesure il est impossible d'obtenir une qualité optimale et une bonne reproductibilité des résultats.