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Auteur(s)
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Jean-Michel MERMET : Ingénieur de l'École nationale supérieure de chimie de Strasbourg - Docteur ès sciences - Consultant - Spectroscopy Forever
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Lire l’articleINTRODUCTION
De nombreuses méthodes d'analyse élémentaire sont fondées sur l'utilisation de spectres de raies atomiques. On peut citer la spectrométrie d'émission atomique avec comme sources de rayonnement possibles la flamme, l'arc, l'étincelle, la décharge luminescente et les plasmas, en particulier les Plasmas à Couplage Inductif ou ICP, et les plasmas produits par laser ou LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectrometry), la spectrométrie d'absorption atomique avec comme sources d'atomisation la flamme et le four, et la spectrométrie de fluorescence atomique. Les spectres de raies atomiques sont liés à la production ou à l'absorption de photons. Les photons peuvent être facilement transportés sur de longues distances, et leur collecte est facile, et cela en utilisant une optique très simple, miroir ou lentille. Les photons n'ont pas de masse, ce qui signifie qu'ils ne produiront pas d'effets de mémoire ou de phénomènes d'implantation, par exemple au niveau du détecteur. Pour pouvoir identifier les raies émises et mesurer leur intensité, il est nécessaire de pouvoir quantifier le nombre de photons mis en jeu. C'est le rôle du détecteur de pouvoir transformer les photons en un signal, généralement électrique, signal qui pourra ensuite être amplifié, traité et utilisé dans les logiciels des systèmes. Les différents détecteurs de photons actuellement utilisés en spectrométrie atomique analytique seront décrits dans cet article.
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- Version archivée 1 de avr. 1981 par Robert GOUTTE, Claude LESUEUR
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Détection multicanal
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2. Tubes photomultiplicateurs
Un tube photomultiplicateur est un détecteur qui, d'une part, convertit les photons émis par la source de rayonnement en électrons, et d'autre part, amplifie ces électrons pour produire un courant proportionnel au nombre de photons incidents. Cette technologie date de 1936. Un tube photomultiplicateur est constitué d'une enceinte sous vide (10–4 · Pa) qui comprend (figure 1) :
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une fenêtre d'entrée transparente au rayonnement à étudier ;
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une cathode photoémissive qui convertit par effet photoélectrique des photons en électrons ;
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des électrodes de focalisation électrostatique pour diriger les électrons ainsi produits vers le multiplicateur d'électrons ;
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un multiplicateur d'électrons, constitué d'une série de dynodes portées à des hautes tensions positives et croissantes, et où les électrons sont multipliés par émission secondaire ;
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une anode qui collecte les électrons à la sortie de la dernière dynode.
2.1 Fenêtre
Son matériau dépend du domaine de longueur d'onde d'intérêt, en particulier de la réponse spectrale dans l'UV. Les quatre principaux matériaux utilisés sont le verre, le verre spécial UV, la silice et le fluorure de magnésium. La sélection se fait selon la limite inférieure du domaine de longueur d'onde d'intérêt, c'est-à-dire 300 nm pour le verre, 185 nm pour le verre spécial UV, 160 nm pour la silice fondue et 115 nm pour le fluorure de magnésium. Le fluorure de magnésium est utilisé de préférence aux autres halogénures d'alcalins, car il est le moins sensible à l'humidité, c'est-à-dire aux phénomènes de déliquescence.
HAUT DE PAGE2.2 Photocathode
Les premières photocathodes sont apparues dans les années 1920. Le principe de la photocathode est fondé sur l'effet photoélectrique....
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Tubes photomultiplicateurs
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Photomultiplier tubes, Basics and Applications. - 3rd Edition, Hamamatsu Photonics KK (2006).
-
(2) - Relative response data for sensitive devices (« S » curves). - JEDEC Publication no 50, Electronic Industries Association, Engineering Department, Washington, DC, 20006 (1964).
-
(3) - POUSSEL (E.), MERMET (J.-M.), SAMUEL (O.) - Simple experiments for the control, the evaluation and the diagnosis of inductively coupled plasma sequential systems. - Spectrochim. Acta, 48B, p. 743 (1993).
-
(4) - FURUTA (N.), McLEOD (C.W.), HARAGUCHI (H.), FUWA (K.) - Evaluation of a silicon-intensified target image detector for inductively coupled plasma emission spectrometer. - Appl. Spectrosc., 34, p. 211 (1980).
-
(5) - KARANASSIOS (V.), HORLICK (G.) - Spectral characteristics of a new spectrometer designed for atomic emission spectrometry. - Appl. Spectrosc., 40, p. 813 (1986).
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(6)...
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