Influence de la température sur les photomultiplicateurs

HAL Id: jpa-00236130

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236130

Submitted on 1 Jan 1959

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Influence de la température sur les photomultiplicateurs

A. Coche, G. Laustriat

To cite this version:

A. Coche, G. Laustriat. Influence de la température sur les photomultiplicateurs. J. Phys. Radium,

1959, 20 (7), pp.719-720. �10.1051/jphysrad:01959002007071901�. �jpa-00236130�

719

suggéré ^est valable, que l’on devrait observer ^{à une}

température ^{absolue de} l’ordre de 1150 la raie d’émis- sion de résonance de longueur ^{d’onde 4 051} A avec

FIG. 2.

Processus de l’émission à 77 OK et à rt oR.

une plus grande ^intensité pour ^cette température. ^Cette expérience n’a pas ^{encore été} faite et est actuellement

à l’étude..

Lettre _reçue le 4 mai 1959.

BIBLIOGRAPHIE [1] ^REISS (R.), ^{C. R. Acad.} Sc., 1956, 243, ^902.

[2] ^NIKITINE (S.), ^{J. Chim.} Phys., 1958, 76, ^{621. NIKI-}

TINE (S.), ^REISS (R.) ^{et SIESKIND} (M.), ^{C. R. Acad.}

Sc., 1958, 246, 3439.

[3] ^NIKITINE (S.) ^{et REISS} (R.), ^J. Physique Rad., 1956, 17,1017. ^NIKITINE (S.) ^{et REISS} (R.), ^{C. R. Acad. Sc.,} 1957, 244, ^2788.

INFLUENCE DE LA TEMPÉRATURE

SUR LES PHOTOMULTIPLICATEURS

Par A. COCHE et G. LAUSTRIAT,

Laboratoire de Chimie Nucléaire, Faculté des Sciences de Strasbourg.

Nous _avons, dans ^un précédent ^article [1], ^étudié

l’influence de la température ^sur la hauteur d’impul-

sion délivrée _par différents photomultiplicateurs (PM), lorsqu’ils ^{sont associés à un} scintillateur liquide, ^et

nous avons montré que la hauteur d’impulsion aug- mente lorsque ^la température ^diminue.

D’après ^{les travaux de certains auteurs} [2], [3], ^il

semblait _que cet effet dépendait ^{de la} longueur ^d’onde

de la lumière incidente. ^{Dans nos} premiers essais, ^la longueur ^d’onde pouvait ^{être modifiêe} par l’emploi ^de

scintillateurs différents, ^mais seulement dans l’inter- valle 3 600-4 300 À, ^à l’intérieur duquel ^{nous n’avions} remarqué ^aucune influence. Aussi, pour compléter ^cette étude, avons-nous effectué quelques expériences ^en

éclairant la photocathode ^{par de la} lumière dont la

longueur d’onde était susceptible de ^varier dans de

larges ^limites.

La méthode utilisée ^est celle de Morton pour la détermination du gain ^{des PM : on mesure} d’abord le

courant de cathode correspondant ^{à un flux lumineux} dont le domaine spectral ^{est défini} grâce’ ^{à un filtre}

interférentiel (isolant ^une bande de 150 A ^{à mi-} hauteur), puis ^{le courant} d’anode, après affaiblissement du flux incident _par un filtre neutre. Dans nos expé- riences, ^{ces mesures sont} effectuées à deux tempé- ratures : + ^{20° et}

30 °C.

Le dispositif expérimental, formé de deux encèintes

isolées, thermiquement, ^{est voisin de celui décrit} précé- demment [1], l’enceinte supérieure ayant ^{été modifiée de} manière _{que la} lumière émise _par une lampe ^{à ruban}

de tungstène ^{tombe sur la} photocathode après passage à travers les filtres.

Cette étude a porté ^sur 10 tubes : 3 Du Mont 6 292,

4 Radiotechnique ^{53 AVP et 3 RCA 6} 342. Les résul- tats relatifs aux deux premiers types ^{de tubes sont}

indiqués sur les figures 1 ^{et 2} (1).

FIG. 1.

Sur la figure 1, ^{on a} porté ^les valeurs du courant de cathode des différents PM en fonction de là longueur

d’onde À de la lumière incidente (le ^courant à + 20°C étant pris égal ^à 100 pour chaque longueur d’onde).

On remarque que la température ^est pratiquement

sans influence sur le courant de cathode tant que la

longueur ^{d’onde est} inférieure à 5 000 A environ ;"

FIG. 2.

(1) ^{Nous avons} constaté, ^{avec les PM 6} 342, le compor- tement particulier suivant : la différence de potentiel ^néces-

saire _pour obtenir le courant de saturation de la cellule

cathode-première dynode ^est considérablement plus ^élevée qu’avec ^{les autres tubes et} l’effet de température ^{au niveau}

de la cathode (coefficient positif) augmente progressivement.

du violet au rouge, tandis que les courbes ^{de courant}

d’anode ont une allure identique ^à celles ^{des autres tubes.}

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01959002007071901

720

au delà de cette valeur, ^{on observe une} diminution du courant avec la température. ^Ce comportement, ^iden- tique pour ^tous les PM et sans doute caractéristique ^de l’alliage SbCs3 qui ^{constitue les} cathodes, ^{se trouve en}

accord avec les indications de Meessen [2] ^{et les obser-}

vations de Schaetti [4].

Les courbes de la figure 2

^sur laquelle ^{on a} porté

les valeurs du courant d’anode à

30°C (en prenant

encore égal ^{à 100 le courant} à + 20 °C, pour chaque longueur d’onde)

présentent toutes, ^{comme on} pou- vait s’y attendre, ^la même allure _que celle de la figure 1, puisque ^des variations relatives de ^{courant de cathode}

doivent entraîner des variations relatives identiques

du courant d’anode. Ces courbes mettent en évidence

un effet de température ^{sur les} dynodes (c’est-à-dire

une variation du gain ^du PM), ^{dont la valeur est}

ra

-

k

donnée par le rapport, . - Ik ^{où la} a ^et /& représentent respectivement ^{les courants d’anode et de} cathode,

avec la notation adoptée pour les figures 1 ^{et 2.}

Ce rapport ^a été trouvé indépendant ^{de la} longueur

d’onde ^et toujours compris ^entre 0,10 ^et 1,0 %/°C (les ^{tubes 6 292} présentant ^les valeurs les plus ^fortes

tandis _que les tubes 53 AVP ^ont lës coefficients les plus

faibles et les moins dispersés).

Les effets de température ^{sur la cathode et les} dynodes peuvent également ^{être mis en évidence en}

modifiant le dispositif expérimental ^{de manière} que la

photocathode émerge ^de quelques millimètres dans

l’enceinte supérieure. ^On peut ^{alors refroidir} sépa-

rément (du ^moins approximativement, ^{à cause du} gradient ^de température inévitable), ^{soit la} cathode, soit la chaîne des dynodes, ^{et l’on} constate, ^{si l’on}

éclaire ^{avec une lumière} rouge, soit ^une diminution

(effet ^de’ cathode), ^{soit une} augmentation (effet ^de dynodes) ^du courant d’anode.

Ces expériences précisent ^les résultats précédemment obtenus, ^{en montrant} qu’un changement ^de la tempé-

rature du PM affecte à la fois la cathode (coefficient positif ^{et variable au delà de 5 000} A) ^{et le} gain (coeffi-

cient négatif ^et constant). ^{Le sens de} la variation

globale (celle ^{du courant} d’anode) dépend ^{alors de la} longueur d’onde : ^il peut s’inverser au delà de 5 500 à 6 000 A, lorsque l’effet de cathode l’emporte ^{sur l’effet}

de dynodes.

Nous remercions M. J. Kurek qui ^{a fait de nom-}

breuses mesures au cours de ^ces expériences.

Lettre recue le 25 mai 1959.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^LAUSTRIAT (G.) ^{et COCHE} (A.), J. Physique Rad., 1958, 19, ^n° 12, ^927.

[2] ^MEESSEN (A.), ^J. Physique Rad., 1958, 19, ^n° 4, 437.

[3] ^KOECHLIN (Y.), Communication au Colloque ^Inter-

national sur l’Électronique Nucléaire, Paris, sep- tembre 1958.

[4] ^SCHAETTI (N.), ^Acta Electronica, 1956, 1, ^n° 2, ^25.