Теперь у нас в руках отпаянная и вакуумированая сборка из фотоэлемента и «насоса». В полости «насоса» — цезий, а в колбе фотоэлемента — теллур. Сборка заполнена остаточными газами. Их следует удалить, нагревая титановое кольцо ТВЧ.
После того, как титан нагревается до красного свечения, его поверхность очищается от окислов, что ухудшает теплоотдачу излучением, и поглощает газы, что дополнительно уменьшает теплоотдачу теплопроводностью. Поэтому вначале нагрев идёт медленнее, а затем температура кольца резко повышается. После этого следует прогреть таким же образом попеременно катод и титан, прогреть сборку горелкой, каждый раз удаляя газы титаном. (Беречь вводы от растрескивания!) При этом следует также беречь теллур от преждевременного распыления и попадания на цезий, где он прилипает намертво, после чего сборку придется перепаивать.
Убедившись, что внутренняя поверхность сборки обезгажена, следует поместить теллур напротив катода и подогреть стекло воздухом от нагретой спирали или очень мягким пламенем. Если теллур напылится на стекло и его наличие там не желательно, то его оттуда так же перегоняют на катод.
Слой теллура отчётливо виден на катоде, так как он имеет другой цвет, чем окисленный металл.
Цезий в высоком вакууме испаряется даже при комнатной температуре, поэтому теллуровое зеркало в течение недели меняет свой цвет и покрывается цветами побежалости. Для ускорения реакции всю сборку нагревают в градиентной печи. Фотоэлемент — до 200°, а цезий — до 150°. Перед этим нужно обезгазить сам цезий, перегнав его с помощью печки, сделанной из остеклованного резистора в присутствии накалённого титана. Для этого титан греют ТВЧ, а цезий подогревают печкой или горелкой. При этом загорается разряд в парах цезия. Ввиду того, что при этом возможно появление мягкого ультрафиолета, проходящего сквозь стекло колбы, работать следует в стеклянных очках.
Градиент температуры при обработке теллурового зеркала парами цезия нужен для того, чтобы избежать конденсации цезия в фотоэлементе, что вызывает сильные утечки по стенкам колбы. С другой стороны — следует нагревать напылённый теллур осторожно, так как возможна его обратная перегонка на стекло и порча работы.
После охлаждения фотоэлемента следует проверить его чувствительность к видимому свету (должна быть малой) и к излучению ртутного разряда (должна быть высокой). Для этого надо включить фотоэлемент в цепь из источника тока напряжением около ста вольт (соблюсти полярность!), гальванометра или микроамперметра и защитного сопротивления в несколько мегом.
Утечки указывают на то, что на стекле колбы сконденсировался избыток цезия. Его следует отогнать, нагрев фотоэлемент в печи до 200°.
Остальная часть сборки должна находится вне печи. При малой чувствительности следует повторить обработку катода цезием. После этого надо прогреть титан и после его охлаждения отпаять готовый фотоэлемент от «насоса».
Так же делается фотоэлемент TeRb2 и ТеК2. Эти металлы перегоняются при температуре, несколько более высокой, чем для цезия. При работе с калием следует вместо повышения температуры увеличить продолжительность обработки, так как калий может ухудшить прозрачность стекла. Подробности и способ изготовления других фотокатодов можно прочитать в книге Соммера (см. список литературы).
Глава 26. Изготовление йодной ячейки.
Йодные ячейки представляют собой колбу определённой длины, заполненную парами йода и имеющую окна из оптического стекла для прохода сквозь неё излучения. Пары йода в ячейке поглощают свет из сплошного спектра, давая спектр поглощения из огромного количества узких линий.
Применяется ячейка в физических исследованиях и в астрономии. Давление паров йода, от которого зависит степень поглощения, должно быть стабильным, поэтому ячейку следует заполнять дозированным количеством йода и нагревать до такой температуры, чтобы он весь испарился.
Исходя из удобства изготовления, колбу ячейки лучше всего делать из стекла «пирекс», в который можно впаять окна из стекла ЛК-5. Разумеется, они могут быть сделаны разной формы, в том числе, в виде линз.