Фотоэлектронный умножитель
4 1
ОП ИСАН
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.10.80 (21) 2995605/18-2 1 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. K..
Н 01 J 40/16
Гееудлрстееллыа кемитет
СССР (53) УДК 621.383..292 (088.8 ) Опубликовано 23.05.82. Бюллетень №19
Дата опубликования описания 28.05.82 лв делам лзебретелнй и еткрмткй
И. А. Петров и А. А. Нспомнящ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ
Изобретение относится к электровакуумным приборам, конкретнее к фотоэлектронным умножителям с дискретными динодами и может быть использовано при их изготовлении.
Известен фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) с боковым входом, содержащий во входной камере фотокатод, расположенный в плоскости, перпендикулярной плоскости торца оболочки входной камеры, систему дискретных динодов с линейной фокусировкой вдоль оси прибора (1).
Недостатком этого ФЭУ является наличие обратной оптической связи между анодом и фотокатодом, а также недостаточно высокие значения коэффициента усиления и амплитудного разрешения из-за плохой фокусировки фотоэлектронов на первый динод, обусловленной отсутствием каких-либо фокусирукицих электродов (фокусирующей системы). Сброс фотоэлектронов на первый динод, осуществляется лишь «тянущим» полем, образованным этим динодом и фотокатодом, и благодаря близкому их взаиморасположению, что приводит к возможности возникновения обратной оптической связи.
Известен также ФЭУ, содержащий фотокатод, дискретные диноды и систему фокусировки фотоэлектронов на первый динод непролетного типа, включающую плоский отражательный электрод, расположенный в плоскости, перпендикулярной плоскости фотокатода и параллельной ближайшему к фотокатоду краю первого динода.
В этом приборе улучшается сброс фотоэлектронов на первый динод и исключается обратная оптическая связь между фотокатодом и анодом за счет указанного расположения фотокатода и наличия отражательного электрода (2).
Однако известный ФЭУ имеет недостаточно высокие значения коэффициента усиления, амплитудного и временного разрешения, из-за того, что стопроцентный сброс на первый динод осуществляется лишь для фотоэлектронов, векторы начальных скоростей которых лежат в плоскости симметрии прибора или параллельных ей, а для фотоэлектронов, векторы начальных скоростей которых составляют угол с этой плоскостью, сбор неудовлетворительный, так как в этом случае отсутстсвует фокусировка.
930431
40
Формула изобретения
55
Цель изобретения — увеличение коэффициента усиления, амплитудного и временного разрешения.
Указанная цель достигается тем, что в фотоэлектронном умножителе, содержащем фотокатод, дискретные диноды и систему фокусировки фотоэлектронов на первый динод непролетного типа, включающую плоский отражательный электрод расположенный перпендикулярно фотокатоду, система фокусировки дополнительно содержит два электрода, расположенных в плоскостях, перпендикулярных к плоскостям фотокатода и отражательного электрода, на равных расстояниях от плоскости симметрии умножителя, проходящей через центр фотокатода, причем расстояния между каждым из электродов и плоскостями, в которых лежат фотокатод и отражательный электрод, одинаковы.
Электростатическое поле в системе фокусировки в пространстве между фотокатодом и первым динодом, выполненного таким образом ФЭУ, содержит составляющие, обеспечивающие одновременную фокусировку и отклонение фотоэлектронов на первый динод как в продольном, так и в поперечном направлениях. 25
В случае несимметричного расположения упомянутых электродов относительно плос-. кости симметрии умножителя или на разном расстоянии катода, возникают дополнительные силы уводящие пучок фотоэлектронов с первого динода в поперечном направлении, что ведет к ухудшению параметров прибора.
На фиг. 1 показана схема прибора; на фиг. 2 — траектории фотоэлектронов в плоскостях YOZ u YOX.
Прибор состоит из систем фокусировки, представляющий собой фотокатод 1, лежащий в плоскости XOZ (начало координат находится в торце фотокатода), отражательный электрод 2, расположенный в плоскости ХОУ, два электрода 3, установленные у краев фотокатода, симметрично плоскости
YOZ и параллельно ей и первый динод дискретной динодной системы 4, расположенной параллельно плоскости XOZ и направленной по оси Z.
Прибор работает следующим образом.
Фотоэлектроны, векторы начальных скоростей которых лежат в плоскости YOZ, являющейся плоскостью симметрии прибора и в плоскостях ей параллельных отклоняются и фокусируются на рабочую зону первого динода составляющими поля, обусловленными наличием отражательного электрода.
Фотоэлектроны, векторы начальных скоростей которых составляют угол с плоскостью симметрии прибора, фокусируются на рабочую зону первого динода составляющими поля, обусловленными наличием фокусирующих электродов (фиг. 2a) .
Штриховыми линиями показаны траектории этих фотоэлектронов в известном ФЭУ (фиг. 2б) .
Такой фотоумножитель обла,lae1 более высокими значениями коэффициента усиления и амплитудного разрешения за счет эффективного сбора фотоэлектронов на первый динод, улучшенным временным разрешением за счет выравнивания длин траектории электронов в пространстве фотокатод пер в ый ди нод.
В приборе исключается попадение фотоэлектронов на диэлектрические стенки оболочки или держатели динодной системы, что повышает стабильность работы ФЭУ и уменьшает флуктуационные шумы.
Возможность отклонения электронного пучка при подаче разных потенциалов на упомянутые фокусирующие элект1зоды позволяет осуществлять электрическую юстировку пучка на наиболее эффективную зону первого динода.
Кроме того, оба электрода могут быть электрически связаны с фотокатодом или фотокатод и электроды могут быть выполнены в виде одного узла, что упрощает конструкцию прибора. Фокусировка фотоэлектронов в этом случае определяется размером электродов в направлении оси OY. ФЭУ может быть реализован как с боковым так и торцовым входом1
Конструкция, реализованная в ФЭУ с боковым входом и с пятью динодами на основе полупроводниковых соединений А В", позволяет повысить коэффициент усиления прибора примерно на порядок по сравнению с известным, за счет улучшения эффективности сбора фотоэлектронов на. первый динод, а амплитудное и временное распределение — примерно на 1Оо о.
Фотоэлектронный умножитель, содержащий фотокатод, дискретные диноды и систему фокусировки фотоэлектронов на первый динод непролетного типа, включающую плоский отражательный электрод, расположенный перпендикулярно фотокатоду, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления, система фокусировки фотоэлектронов дополнительно содержит два электрода, расположенных в плоскостях, перпендикулярных к плоскостям фотокатода и отражательного электрода, на равных расстояниях от плоскости симметрии умножителя, проходящей через центр фотокатода, причем расстояния между каждым из электродов и плоскостями, в которых
930431 лежат фотокатод и отражательный электрод, одинаковы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. ФЭУ VPM 152. Каталог фирмы «Varian ZSE» № 28495. 1979.
2. Берковский А. Г. и др. Вакуумные фотоэлектронные приборы. М., «Энергия», 1976, с. 104 (прототип).
Фиг.
930431
Составитель В. Белоконь
Редактор Н. Рогулич Техред А. Бойкас Корректор А. Ференц
Заказ 3335/74 Тираж 758 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
![Фотоэлектронный умножитель](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/540/5403959-s.jpg)
![Фотоэлектронный умножитель](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/540/5403960-s.jpg)
![Фотоэлектронный умножитель](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/540/5403961-s.jpg)
![Фотоэлектронный умножитель](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/540/5403962-s.jpg)