Фотоэлектронный прибор типа проксимити с фотокатодом на основе гетероструктуры а3в5

Задача данного технического решения заключается в создании фотоэлектронного прибора типа проксимити с фотокатодом на основе гетероструктуры A₃B₅, пригодного для работы в режиме стробирования. Технический результат заключается в обеспечении возможности запирания фотокатода в фоточувствительном приборе типа проксимити. Это достигается за счет того, что фотоэлектронный прибор типа проксимити состоит из последовательно расположенных в вакуумном корпусе входного окна с фотокатодом, служащим для испускания электронов под действием регистрируемого излучения, и расположенного напротив него анода с электронночувствительным элементом, преобразующим поток электронов в рабочий сигнал, а так же блока питания, отличается тем, что фотокатод состоит последовательно из подложки, рабочего слоя, выполненного на основе гетероструктуры Al_xGa_(1-X)N, и нанесенной на него сетки электродов для запирания фотокатода, каждый из которых состоит из слоя изолятора (полупроводника с высоким сопротивлением) и слоя проводника (металла).

Полезная модель относится к фотоэлектронным приборам, содержащим фотокатод на основе гетероструктуры A₃B ₅, предназначенным для работы в режиме стробирования. Данные системы могут быть использованы в научно-исследовательских целях, для специальных применений, а так же в гражданской индустрии.

Известен класс фотоэлектронных приборов типа проксимити, предназначенных для регистрации оптических изображений, как правило, низкого уровня освещенности в различных спектральных диапазонах. Особенностью конструкции приборов типа проксимити (от англ. proximity - приближение) является малое расстояние между фотокатодом, преобразующим оптический сигнал в поток электронов, и экраном, формирующим изображение. Класс данных приборов включает электронно-оптические преобразователи для усиления яркости и фоточувствительные приборы для регистрации изображений в виде электрического сигнала. В первом случае экраном является люминесцентный слой на аноде, формирующий изображение в оптическом диапазоне, во втором случае экраном является электронночувствительная матрица ППЗ (прибор с переносом заряда), формирующая электрический сигнал.

Так, например, известен патент US 5466924 от 14.11.1995 (патентообладатель U.S. Philips Corp., Tarrytown, N.Y. (US)), в котором описан фотоэлектронный прибор типа проксимити для усиления яркости изображения. Прибор имеет входное окно с фотокатодом, приближенным к люминесцентному экрану. Недостаток данного устройства заключается в невозможности его использовать в режиме стробирования при использовании фотокатодов с гетероструктурой, например Al_xGa_(1-X) N. Фотокатод на основе данной структуры всегда "включен", т.е. генерирует фототок при минимальном освещении без приложения к фотокатоду дополнительного напряжения. Из-за малого расстояния в зазор между фотокатодом и экраном технически сложно вмонтировать электрод для запирания фотокатода.

Задача, решаемая в данной полезной модели, состоит в создании фотоэлектронного прибора типа проксимити с фотокатодом на основе гетероструктуры A₃B₅, пригодного для работы в режиме стробирования. Технический результат заключается в обеспечении возможности запирания фотокатода в фоточувствительном приборе.

Это достигается за счет того, что фотоэлектронный прибор типа проксимити состоит из последовательно расположенных в вакуумном корпусе входного окна с фотокатодом, служащим для испускания электронов под действием регистрируемого излучения, и расположенного напротив него анода с электронночувствительным элементом, преобразующим поток электронов в рабочий сигнал, а так же блока питания, отличается тем, что фотокатод состоит последовательно из подложки, рабочего слоя, выполненного на основе гетероструктуры Al_xGa_(1-X) N, и нанесенной на него сетки электродов, каждый из которых состоит из слоя изолятора и слоя проводника.

На рис. 1 представлено изображение схемы фотоэлектронного прибора типа проксимити. Фотоэлектронный прибор типа проксимити состоит из последовательно расположенных в вакуумном корпусе 1 входного окна с фотокатодом 2, служащим для испускания электронов под действием регистрируемого излучения, и расположенного напротив него анода с электронночувствительным элементом 3 (электронночувствительной матрицей или люминесцентным экраном), преобразующим поток электронов в рабочий сигнал, а так же блока питания (на рис. не показан) для подачи напряжения на соответствующие элементы. На рис. 2 изображен фотокатод. Фотокатод 2 состоит последовательно из механической подложки 2a, служащей для механической опоры при изготовлении фотокатода, технологической подложки 2b, служащей для выращивания на нем кристаллической решетки рабочего слоя, непосредствен рабочего слоя 2c, выполненного на основе гетероструктуры Al_x Ga_(1-X)N, служащего для поглощения излучения и генерирования фотоэлектронов. На рабочий слой 2c нанесена сетка электродов, каждый из которых состоит из слоя изолятора 2d, (полупроводника с высоким сопротивлением, например, SiO_X<2) и слоя проводника (металла) 2e. Сетка в общем случае может быть различной формы и размера ячеек, размер электрода порядка 2 микрон, а расстояние между электродами ~40 микрон. В завершение технологического процесса изготовления фотокатода его поверхность с сеткой очувствляют парами щелочного металла, например Цезия (Cs).

Данное устройство работает следующим образом. Излучения проходит через входное окно, преодолевает подложку фотокатода 2, проходит технологические слои 2a и 2b, попадает на рабочий слой 2c, где происходит генерирование фотоэлектронов. Для запирания фотокатода на металлический слой сетки 2e подается отрицательное напряжение, препятствующее вылету электронов из фотокатода. При подаче на сетку электродов переменного напряжения фотоэлектронный прибор может работать в режиме стробирования.

Таким образом, представлено техническое решение, обеспечивающее возможность запирания фотокатода в фотоэлектронном приборе типа проксимити.

Фотоэлектронный прибор типа проксимити состоит из последовательно расположенных в вакуумном корпусе входного окна с фотокатодом, служащим для испускания электронов под действием регистрируемого излучения, и расположенного напротив него анода с электронночувствительным элементом, преобразующим поток электронов в рабочий сигнал, а также блока питания, отличающийся тем, что фотокатод состоит последовательно из подложки, рабочего слоя, выполненного на основе гетероструктуры Al_xGa(_1-x)N, и нанесенной на него сетки электродов, каждый из которых состоит из слоя изолятора и слоя проводника.