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/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / sci / physics / 23211 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-21  |  2.4 KB
  1. Path: sparky!uunet!zaphod.mps.ohio-state.edu!uwm.edu!rpi!bu.edu!nntp-read!merritt
  2. From: merritt@macro.bu.edu (Sean Merritt)
  3. Newsgroups: sci.physics
  4. Subject: Re: photon 'detectors' - how reliable?
  5. Message-ID: <MERRITT.93Jan21103409@macro.bu.edu>
  6. Date: 21 Jan 93 15:34:09 GMT
  7. References: <wwadge.727584610@csr>
  8. Sender: news@bu.edu
  9. Organization: Boston University Physics Department
  10. Lines: 57
  11. In-reply-to: wwadge@csr.UVic.CA's message of 21 Jan 93 02:50:10 GMT
  12.  
  13. In article <wwadge.727584610@csr> wwadge@csr.UVic.CA (Bill  Wadge) writes:
  14.  
  15.  
  16. >   I was browsing through one of the many 'pop' physics books,
  17. >   where they are describing one of the stock quantum mechanics
  18. >   experiments, and noticed something along the lines of
  19. >
  20. >    .. towards a detector which records every photon ..
  21. >
  22. >   Is this possible? Can one really build a device so sensitive that it will
  23. >   detect 100% reliably every photon that enters it, and never
  24. >   go off by accident?
  25. >
  26. >   Seems unlikely, but then I'm not a physicist ...
  27.  
  28. First, Bill if you are really interested in this stuff, get yourself an
  29. Electro-Optics Handbook, put out by RCA(Solid State division, Electro
  30. Optics and Devices division. This and your last question are fully
  31. answered there.
  32.  
  33. What your asking about is the "quantum efficiency" of the detector.
  34. If this is a device that uses a method of converting photon
  35. flux into an electrical current(photo-electric device) if we
  36. ignore noise:
  37.  
  38. qe = number of charge carriers generated divided by number of photons
  39. generated.
  40.  
  41. let i be the current
  42. "   e "    " charge
  43. Popt the omptimal power output of the source         
  44. h*nu = energy of the photons(h is Planck's constant)
  45.  
  46. qe =(i/e)/ (Popt/h*nu)
  47.  
  48. the parameters here are i and Popt. It is easy to see that you
  49. can't hope to get 100% qe, infact real devices seldom do better
  50. than 25%. I think the best photomultipliers are something less
  51. than this. If you consider quantum noise or S/N it just lowers
  52. the qe more. Although it is much more mathematically complicated.
  53.  
  54. Usually  the qe is specified interms of wavelength, and a function
  55. called "responsivity" R = R (lambda).
  56.  
  57.  
  58. qe(lambda) = [R(lambda)*h*c]/(e*lambda)
  59.  
  60. the units of R are [area/power] power is in watts or lumens.
  61. somettimes itis given in [volume/power].
  62.  
  63.  
  64. -sjm
  65.  
  66. --
  67. Sean J. Merritt                 |"Road-kill has it's seasons just like     
  68. Dept of Physics Boston University|anything, there's possums in the autumn  
  69. merritt@macro.bu.edu             |and farm cats in the spring." T. Waits
  70.