Cellule photoélectrique. Cette invention se rapporte à une -cel lule photoélectrique, sensible pratiquement seulement à des radiations -dans les régions bleues et. ultraviolettes du spectre.
En général, l'activité photoélectrique est de deux types, à savoir du type "normal" et du type "sélectif". Pour les substances qui accusent seulement un effet photoélectrique "normal", l'activité photo-électrique aug mente continuellement à mesure que la lon gueur d'oncle diminue; tandis qu'avec les substances qui accusent un effet photo électrique "sélectif", l'activité photoélectri- que atteint une valeur maximum pour une longueur d'onde particulière, qui peut être désignée comme longueur d'onde critique.
Dans les -deux cas, une certaine fré quence minimum ou longueur d'onde maxi mum est nécessaire, pour un métal donné, pour produire une libération .d'électrons. 3 mesure que la longueur d'onde diminue, l'é mission augmente jusqu'à ce que la longueur d'onde critique soit atteinte pour des métaux à activité "sélective" ou de façon continue pour un métal montrant une activité "nor- male".
Jusqu% présent, les métaux employés or dinairement comme cathode photosensible pour des cellules photoélectriques étaient les métaux alcalins, tels que le cacsium, le rubidium, le potassium et le sodium. Ces mé taux accusent un effet photoélectrique ,,sélectif" ayant une valeur maximum pour une longueur d'onde particulière dans la ré gion visible -du spectre.
La sensibilité "sélec- tive" dans la région rouge du spectre peut être obtenue en employant un sous-oxyde de caesium, mais dans la région ultraviolette aucune matière n'a été trouvée qui ait le même degré de sensibilité "sélective" que les métaux alcalins ou le sous-oxyde de caesium dans leurs régions sensibles respectives.
Du ,cadmium a été employé pour des cellules photoélectriques sensibles seulement aux ra- diations ultraviolettes, mais l'effet photo électrique obtenu avec cette matière est telle ment faible qu'il ne peut être décelé qu'avec un électromètre ou électroscope sensible.
Les matières employées jusqu'à présent pour -des cellules photoélectriques donnant un effet photoélectrique "normal" sont sen sibles à la fois à la lumière visible et à la lu mière ultraviolette et, par suite, ne sont pas utiles pour mesurer la lumière ultraviolette ou près -de la. région ultraviolette à l'exclu sion de la lumière visible :de longueurs d'onde plus longues.
De plus, les métaux alcalins, grâce à leur point de fusion bas, n'ont pas un fonctionne ment uniforme et quand ils sont soumis à une source de lumière intense, ils peuvent être surchauffés de façon à occasionner une volatilisation partielle du dépôt de métal al calin actif.
La cellule photoélectrique suivant l'in vention, comprenant une enveloppe, ,une anode et une cathode y renfermées, se caracté rise en ce que la cathode consiste en au moins un des métaux du groupe,du cérium -des mé taux terreux rares.
La présente invention se base sur la :dé- couverte que les métaux du groupe du cé rium des métaux terreux rares, quand ils sont employés comme cathode dans une cel lule photoélectrique, sont extrêmement sen sibles dans les régions bleues et ultra violettes du spectre, mais ne sont pas affec tés par .des radiations de longueurs d'onde plus grandes. Dans une forme d'exécution de l'invention, on emploie du métal mixte (Mischmetall) qui est un mélange de métaux du groupe du cérium,
comme cathode dans une ellulé photo-électrique -dont l'enveloppe est composée de verre transparent à la lu mière dans les régions bleues et ultra- violette; du spectre.
Le métal mixte (hfischmetall) ou autre métal du groupe du cérium peut être vapo risé contre une paroi de l'enveloppe, adja cente au fil d'entrée de cathode, préférable ment après que la cellule aura -été évacuée. Si an le désire, la partie de l'enveloppe ad- jacente au fil d'entrée de la cathode peut être antérieurement revêtue d'une couche d2 métal précieux, tel que de l'or, avant de faire vaporiser le métal mixte, afin d'obtenir un meilleur contact électrique avec la borne de la ,cellule.
Si on désire limiter l'action photoélectri que seulement à la lumière .dans les régions bleues et violettes -du spectre, l'enveloppe peut être composée de verre à chaux ordi naire qui n'est pas transparent à la lumière ultraviolette. Une cellule pareille sera sensi ble seulement à. une bande étroite idu spec tre et peut être employée pour déterminer la quantité de lumière d'une source donnée dans cette région particulière du spectre.
Le métal mixte est préférablement appli qué à un membre de support métallique logé dans l'enveloppe et qui est capable d'être chauffé par des courants d'induction à haute fréquence, en vue de vaporiser le - métal mixte. Ce membre de support métallique est construit préférablement de façon qu'après la formation de la. cathode active, il puisse être amena à une portion de l'enveloppe oit il n@intercepte pas le fonctionnement du dis positif.
Si on le désire, le support pour le mG- tal mixte peut être construit de façon à di riger le méta'_ vaporisé sur une portion res treinte de l'enveloppe et à protéger ainsi d'autres portions de -celle-ci contre tout re vêtement.
Le .dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'-exécution de la cel lule photoélectrique qui fait l'objet de la présente invention, ainsi qu'une variante de détail.
Fig. 1 est une vue, partie en .coupe, de cette cellule photoélectrique; Fig. 9- est: une vue, partie en coupe, de la même cellule, mais tournée d'un angle de 9U par rapport à la fig. 1; Fig. 3 est une vue en perspective du sup port de matière photosensible; Fig. 4 est une vue en perspective d'une variante de support du métal mixte, -et Fig. 5 est une vue en plan de la mon-.
turc représentée à la fig. 4 avec une enve loppe {lui l'entoure montrée en coupe.
La. cellule photoélectrique représentée aux fig. 1 et 3 comprend une enveloppe 10 renfermant une cathode 11 et une anode 12. L'anode consiste en un châssis métallique comprenant deux tiges verticales 13 et 14 et un membre transversal d'assemblage 15. Les membres verticaux 13 et 14 sont scellés dans le bouchon 16 du tube.
La cathode 11 comporte un mince revê tement -e métal mixte déposé sur la paroi de l'enveloppe et reliée à une borne extérieure 17 au moyen d'un fil 18 scellé dans la paroi latérale de l'enveloppe. Un support mobile pour le métal mixte est monté sur le châssis 12 préalablement à son dépôt sur l'enveloppe. Ce support est de forme telle qu'il puisse être chauffé facilement par des courants d'induction à haute fréquence depuis l'exté rieur de l'enveloppe.
Dans la forme repré sentée aux fig. 1, 2 et 3, il .consiste en une plaque tubulaire creuse 19 disposée autour -des tiges 13 et 14, de façon à pouvoir être glissée facilement d'une extrémité à l'autre de celle-ci et sur une face clé la plaque est monté un ruban de métal mixte 20 fixé à celle-ci au moyen d'une bride 21 soudée au support.
Dans la fabrication du tube, le fil -de ca thode 18 est scellé ,dans la paroi de l'enve loppe et la monture de l'anode est aussi scellée -dans celle-ci. Le tube est alors recuit et évacué et la plaque 19 amenée à la posi tion montrée à la fig. 1 en traits pleins et ,chauffée au moyen d'une bobine :d'induction à haute fréquence disposée autour de l'enve loppe. Ce chauffage est continué jusqu'à ce qu'une couche appréciable de métal mixte ait été vaporisée du support vers la paroi de l'enveloppe.
Si on le désire, on peut, préalablement au scellement de la monture .dans l'enveloppe, revêtir l'enveloppe au voisinage du fil d'en trée 18, -d'un métal précieux tel que l'or, pour établir un bon contact électrique entre le mé- tal mixte vaporisé subséquemment et le fi', d'entrée 18. Ce revêtement -d'or peut être ap pliqué au pinceau sous la forme d'or pailletté liquide, -qu'on sèche pendant quelques minu tes à environ 150 C et qu'on recuit alors pendant 10 à 15 minutes à une température d'environ 500 C. Pendant la recuite un cou rant d'air :devra être maintenu à travers la -cellule pour emmener la matière volatilisée du revêtement.
Il est évident que d'autres méthodes pour former le dépôt d'or pour raient aussi être employées.
Après que la cathode a été formée, le por teur de métal mixte 19 sera. amené à la. po sition montrée en traits pleins à la fig. 2 et le tube sera scellé.
L'enveloppe 10 est composée d'un verre qui est transparent à la lumière dans la ré gion qu'on désire mesurer et afin de dimi nuer l'absorption des rayons ultraviolets dans le verre, une mince fenêtre 22 est for mée dans l'enveloppe à l'opposé de la ca thode<B>Il.</B> La fenêtre 22 est formée en chauf fant une portion de l'enveloppe et en rentra lit cette portion pour former une portion bombée rentrante à coupole ou sommet mince.
Une fenêtre de ce genre augmente très considérablement le rendement .en courant de la cellule, particulièrement dans les région du spectre -de longueurs d'onde inférieures. l'augmentation totale du courant photo électrique de la. cellule. -quand elle est son mise à une forte source de lumière ultra violette, tel qu'un arc de mercure, étant plu sieurs fois plus grande que dans le cas où une fenêtre pareille n'est pas employée.
Dans les fig. 4 et 5, le membre de sup port pour le métal mixte est montré sous forme d'un cylindre 23 ayant un côté con cave, comme en \34, le métal mixte 20 étant fixé dans la cavité de ce cylindre. Au moyen c1.e cette construction, le métal mixte est di rigé sur une surface limitée de l'enveloppe et une plus grande uniformité est obtenue sur toute la surface de la cathode.
Si on le désire, un remplissage de gaz rare, tel que l'argon, le néon ou l'hélium, à, une. pression convenable peut être employé. La cellule photo-électriqûe décrite est pratiquement non-sensible à la lumière dans le spectre visible, l'effet photo-électrique commençant clans la région bleue de celui- ci et s'étendant jusque dans la régiôn ultra violette.