Клеев И.В., студ. IV курса
Кузнецов Н.Ю., студ. V курса
Юрицын М.В., студ. IV курса
Московский физико-технический институт
В настоящее время весьма актуальной темой различных прикладных задач стало определение размеров частиц, перемещающихся в потоке. Существует несколько способов решения такой задачи, которые, естественно, требуют различных технических, энергетических, финансовых и интеллектуальных затрат. Данная работа посвящена наиболее, на наш взгляд, гибкому по приведенным выше параметрам методу решения этой проблемы.
Предположим, что частица имеет сферическую форму. Это предположение позволяет нам использовать CCD-линейку вместо CCD-матрицы, как это было бы в случае произвольной формы частиц. Определив опытным путем распределение интенсивности рассеяния, возможно вычисление размеров частиц. Средства измерения интенсивности наблюдения рассеяния должны обладать следующими параметрами: высокой чувствительностью, низким уровнем шумов, приемлемой спектральной характеристикой. Из нескольких устройств, позволяющих обеспечить необходимые для эксперимента условия, выбрана CCD (Charge Coupled Device, в русской транскрипции Прибор с Зарядовой Связью - ПЗС) - фотолинейка.
Конкурентами фотолинейке, основанной на CCD - технологии, были оптическая линейка, основанная на CMOS технологии, ФЭУ (фотоэлектронный умножитель) и обычный фотоприемник. При выборе технологии, мы основывались на гибкости данных устройств к удовлетворению следующим параметрам:
- темновой ток (нА/см2)– результат спонтанной генерации электрон – дырочных пар. Теоретически он очень мал, но из-за несовершенства технологии (появление примесей в полупроводниках и, как следствие, промежуточных энергетических уровней) может резко увеличиться;
- неоднородная чувствительность (1-5 %) - появляется из-за того, что ячейки ПЗС имеют разную чувствительность. Устраняется путем проведения “контрольного” измерения и запоминания контрольных значений. Потом они используются как коэффициенты корреляции при последующих измерениях;
- шумы – прежде всего это шум светового потока, величина которого есть корень из числа фотоэлектронов;
- спектральная характеристика.
В качестве опытного образца по итогам предварительного исследования была взята фотолинейка фирмы Toshiba TCD1208AP.
