V absorbční fotometrii se UV, viditelné a blízké infračervené záření detekuje fotometricky. A to tak že se záření přemění na elektrickou energii která se poté měří. Podle principu fotoelektrického jevu dopadá světelné kvantum na fotosenzibilní vrstvu detektoru a předává svou energii elektronům. Část energie se mění přímo a energii kinetickou a část se spotřebuje ne uvolnění elektronu z atomu. tento základní proces lze vyjádřit Einsteinovým vztahem
Fotonky a fotonásobiče pracují na principu vnějšího fotoelektrického jevu to znamená, že po dopadu světelného kvanta na katodu dojde k emisi elektronů, které se díky vloženému napětí mezi katodou a anodou pohybují směrem k anodě a to se detekuje jako elektrický proud. Existují dva typy fotonek a to fotonky vakuové a fotonky plynové, ty jsou naplněny malým množstvím plynu.
Fotonka je evauováná skleněná banička s citlivou fotokatodou K, kterou nejčastěji tvoří fotosenzibilní vrstva přímo na stěně baničky. Proti ní je ve středu umístěna anoda A ve formě drátěné síťky. Katoda je spojena se záporným pólem a anoda s kladným.
U fotonky plněné argonem nebo kryptonem při tlaku 0,5 toor rtuti se setkávají uvolněné elektrony s atomy plynu a ionizují jej, a proto jich na anodu dopadá vice než jich bylo uvolněno.
Fotonásobiče jsou jen zvláštním případem fotonky u níž je fotoelektrický proud mnohonásobně zesilován sekundární emisí elektronů. Mezi katodou a anodou je umístěno několik dynod (4 – 8), z níž každá má vůči té předcházející zvyšující se kladný potenciál, většinou je rozdíl napětí 50 – 300V. Elektrony uvolněné z kadody jsou díky secímu potenciálu urychlovány k první dynodě. díky své kynetické energii z ní vyrážejí více sekundárních elektronů obvykle 4 – 5, ty jsou urychlovány k druhé dynodě kde se vše opakuje, až nakonec dopadá na anodu mnohonásobně zesílený prou elektronů.
Spektrální citlivost fotonky a fotonásobiče
Spektrální citlivou je závislá na úpravě a materiálu ze kterého je vyrobena fotosenzitivní vrstva katody a u fotonásobiče i na materiálu ze kterého je vyroben povrch dynod. Katody tvořené vrstvou alkalického kovu mývají většinou absorbční maxima pouze v oblasti UV záření. Byla proto snaha posouvat tato maxima do oblasti viditelného a infračerveného záření. Toho se docilovalo různými úpravami povrchu fotokatod například poprch byl pokrýván vrstvou hydroxidu alkalického kovu. Nyní se používá složených fotokadot s tzv. oxidovanou mezivrstvou, nebo na principu slitin. Katody s oxidovanou vrstvou mají jako základ vrstvu stříbra na něm je nanesen oxid alkalického kovu a na konec je zde alkalický kov. Oxidovaná vrstva je zde proto, že působí jako polovodič a zvyšuje výtežek elektronů. Katody tohoto typu mají například toto složení:
Ag-K2O-K, nebo Ag-Cs2O-CS.
Katody na principu slitin jsou kombinací alkalického kovu a antimonu, bizmutu, ale i jiných kovů. nejčastějšími kombinacemi jsou Sb-Cs, Te-Cs nebo Pt-Sb, Pb-Sb.
U fotonásobičů mají katody složení nejčastěji Sb-Cs, Ag-Cs.
Spektrální citlivost fotonky je dána takzvanou mezní hodnotou vlnové délky, při vyšší hodnotě vlnové délky nedochází již k emisi elektronů. Možnost emise elektronů je spojena s výstupní prací kovu ze kterého je vyroben povrch katody. nejnižší výstupní práci mají alkalické kovy (Na 2,46; K 2,24; Rb 2,17; Cs 1,9 eV), proto se cesium používá pro takzvané červené fotonky, díky jeho nízké výstupní práci je možná emise záření i pro vysoké vlnové délky.
Citlivost fotonek
Citlivost fotonek se udává jako maximální výtěžek elektronů v mA/lumen při barevné teplotě dopadajícího záření 2850 °K. Kdyby každé světelné kvantum poskytovalo jeden elektron, pak by při vlnové délce 555 nm by tato hodnota činila 707 mA/lumen. skutečná citlivost fotonek je však mnohem nižší obvykle u vakuových činí 10 – 140 mA/lumen. U fotonásobičů je citlivost zvyšována sekundární emisí elektronů. Pokud se při dopadu uvolní 4 – 5 elektronů potom je konečné zesílení asi 106.