Способ регистрации заряженных частиц

 

Изобретение относится к способам регистрации заряженных частиц. Целью изобретения является увеличение точности регистрации за счет улучшения временного разрежения и возможности его регулирования. Цель достигается определенным режимом режекции, которая обусловливает попадание на регистрирующий детектор только одной частицы в течение короткого промежутка времени. Такая режекция осуществляется электрическим полем отклоняющей системы, на которую подаются постоянное и импульсное напряжения определенных амплитуды, длительности и частоты следования. Способ регистрации может быть применен в регистрирующих и контролирующих устройствах, где требуется повышенное временное разрешение. 2 ил. i (Л 00 о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (П 4 Ь 01 Т 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30.05.88. Бюл. N 20 (21) 4041745/24-25 (22) 29.12.85 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. M.A.Áoí÷Бруевича (72) В.И.Маслов, Г.Н.Фурсей и А.В.Кочерыженков (53) 621.387 ° 424(088 ° 8) (56) Васильев С. К., Вылов Ц., Осипенко В,П., 10рковски Я. Полупроводниковый бета-спектрометр с высоким энергетическим разрешением. — ПТЭ, 1975, У 2, с. 52.

Авраменко М,И. Получение наносекундных ионных импульсов на ускори" телях прямого действия, В сб. Электрофизическая аппаратура. — М.; Атомиэдат, 1966, с. 84-86.

Арутюнян В.Н. и др ° Автоматическое измерение фазового объема, В кн.

Труды 2-го Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. — М.:

Наука, 1972, т, 2в с. I 1.

„„SU, l 340371 А 1 (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ЗАРЯЖЕННЫХ

ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к способам регистрации заряженных частиц. Целью изобретения является увеличение точности регистрации за счет улучшения временного разрежения и воэможности его регулирования. Цель достигается определенным режимом режекции, которая обусловливает попадание на регистрирующий детектор только одной частицы в течение короткого промежутка времени. Такая режекция осуществляется электрическим полем отклоняющей системы, на которую подаются постоянное и импульсное напряжения определенных амплитуды, длительности и частоты следования, Способ регистрации может быть применен в регистрирукпцих и контролирующих устройствах, где требуется повышенное временное разрешение. 2 нл.

1 134037

Изобретение относится к экспериментальной методике ядерной физики и физики тнердого тела.

Целью изобретения является унели5 чение точности регистрации за счет улучшения временного разрешения и возможности его регулирования.

На фиг.l представлено устройство для регистрации заряженных частиц; на фиг.2 — зависимость суммарного напряжения на детекторе от времени.

На одной оптической оси 00 последовательно установлены источник заряженных частиц l фокусирующая система 15

2 и отклоняющая система 3 длиной 1.

На расстоянии 1. от отклоняющей системы 3 находится регистрирующий детектор 4 с зондирующей диафрагмой 5 диаметром S,, расположенной в фокальной 20 плоскости системы 2. Детектор 4 электрически свяэан с входом анализирующего тракта 6. На фокусирующую и отклоняющую системы ггодаются соответствеггно постоянные и;шряжения от источни- 25 ков 7 и 8, а импульсное напряжение— от генератора прямоугоJlüíых импуль.сов 9.

Возможны дна варианта регистрации. 30

В первом случае на фокусирующую систему 2 от источника постоянного напряжения 7 подаются напряжения, необходимые для фокусировки пучка частиц вдоль оси 00 на зондирующую диафрагму 5. На отклоняющую систему 3 от источника напряжения 8 подается постоянное напряжение величиной U соадающее электрическое поле, которое отклоняет пучок частиц на расстояние 40 (8 от оси 00 . Одновременно с постоянным напряжением на отклоняющую систе" му 3 подается импульсное напряжение прямоугольной формы величиной ,(U „ -UÄ) и длительностью 7„ от ге- 45 нератора импульсов 9. При поступлении импульса происходит компенсация постоянного напряжения и частицы будут попадать в зондирующую диафрагму 5 детектора 4, При периоде следования этих импульсов, большем длительности рабочего времени регистрирующе-анализирующего тракта, наложения импульсов в последнем могут возникать только от частиц, зарегистрированных детектором в течение одного импульса напряжения длительностью ф„, и, таким образом, время разрешения при данном режиме регистрации будет равно ф„ .

Рассмотрим второй режим регистрации, ггоэволяющий ггог1олнитеньно улучшить временное разрешение. Б этом режиме на отклоняюшую систему 3 подается прямоугольный импульс напряжения величиной U„, удовлетворяющей соотношениям )U„()U„(, и противоположного знака относительно постоянного напряжения, При таком соотноше нии величин постоянного и импульсного напряжений попадание на детектор возможно только тех частиц, которые пролетают отклоггяющую систему 3 в течение отрезка времени фронта импульса, при котором суммарное напряжение U на системе 3 меняет знак (.. фиг.ст, т.е. когда сканирующий пучок проходит через зондирующую диафрагму 5. Время разрешения ht в. этом случае определяется соотношением к о

Т

25 где Т вЂ” длительность фронта прямоФ угольного импульса.

В этом режиме как период следования импульсов, так и длительность самих импульсов должны быть не меньше рабочего времени регистрирующе-анализирующего тракта, чтобы исключить наложения от частиц, пришедших в передний и задний фронты импульса, Можно показать, что оптимальным с точки э.рения использования технических воэможностей генератора импульсов является режим при выполнении равенства Н „-211„.

Загрузка детектора в обоих. режимах регистрации уменьшается в l/gt 4 раз, где 6 t — время разрешения, с; — частота следования прямоугольных импульсов напряжения, Гц.

Уменьшение загрузки детектора приводит к увеличению продолжительности его работы, Покажем на примере преимущества . предлагаемого способа в части временного разрешения, Известно, что разрешающее время в известном решении составляет 2 мкс.

В то же время при предлагаемом способе, например, при следующих параметрах: U 1,5 кВ; с„= 5 нс; Т

1 нс; S, *003м; 1 l см; Ь

20 см; h ее 0,3 см, разрешающее время для электрона с энергией Е 15 кэВ составит: в первом режиме 5t 5 нс; во втором режиме ф t 5 пс.

13403

Пля реализации могут быть использованы электростатическая фокусирующая система и отклоняющая система типа бегущей волны с волновым сопротивлением 75 см, источники постоянного напряжения — стандартнме, например

BC-2З, генератор прямоугольных импульcos с выходным сопротивлением 75 Ом.

В этом случае параметры элементов, укаэанных на фиг,1, следующие: R<

1 МОм, R 75 смр С, С 0,1 мкФ.

Предлагаемый способ, может использоваться для регистрации пучков электронов,ионов идругих эаряженныхчастиц, Такие пучки широко применяются в электронных иионных микроскопах, в электро.вакуумных приборах и в ядерной физике. формула и зоб ре тени я

Способ регистрации заряженных частиц, при котором производят фокусиров7I

4 ку и режекцию частиц путем в< здейгтвия на заряженные частицы электрическим полем фокусирующей и отклоняющей систем, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью увеличения точности регистрации за счет улучшения временного разрешения и воэможности

его регулирования, на отклоняющую систему подают постоянное и импульсное прямоугольное напряжения, величины которых удовлетворяют соотношениям IU„) е )U j где U величина постоянного, а U „ — величина импульсного напряжения, причем постоянное и импульсное напряжения противоположного знака, при этом период следования импульсов Тс выбирают иэ соотношения

Т ъ, где — рабочее время регистс-" ° рирук ще — анализирующего тракта.

1 3403 l l сум

Составитель В.Дрыгин

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Редактор А,Иванова

Тираж 522 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам иэобретений н открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Заказ 3389

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4