Способ стабилизации коэффициента усиления фотоэлектронного умножителя

 

1, СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ КОЭФФгаЩЕНТА УСИЛЕНИЯ ФОТОЭЛЕКТРОННО Х ) УМНОЖИТШШ со сплавными динодам . Включающий подсветку Фотокатода светдизлучаищим источником и измерение коэффициента усиления при различных значениях среднего анодного тока, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности и упроа вцкя, при подсветке фотокатода обеспечивают путем увеличения интенснвиости подсветки поддержание Величины Среднего анодного тока в пределахf tif 9 кр о1 ««кс-1 где Jo - среднийанодный ток/ J макс предельно допустимый средний анодный ток для данного типа ФЭУ; кр значение среднего анодного тока, выбнраемого из условия K()3, . K()4J где К(ЭПР+ДЭ)И K

COOS СООЕТСНИХ мнению м . РЕСПУБЛИК н ье и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВ ЩИИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1© ф

©©

«4 (21) 3281090/18-21 (22) -27.04.81. .(46) 07е06.8.3. Бюл. Р 21 (72),В Н .Евдокимов (53) 621 389 ° 252 (088.8) (56) 1. Akepdzhanov G.А., lnyakln А.Ч .

and Shiva-tov R. S. Pho topful t В pl l er

short -й Фее fnsta Ы ) Т ty, йцс1. Ф n str. апд Neth., 161, 1979, с. 247.

2. Патент Франции,9 2204885, . кл. Й 01 J 43/ОО, 1979 (прототип). (54)(57) 1 СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ

3ЯЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ФОТОЭЛЕКТРОННОГО УИНОЖИТЕЛЯ со сплавными динодами, включающий подсветку Фотокатода

:светоизлучающим источником и измерение коэффицйента усиления при различных значениях среднего анодного тока, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности и упрощения, при подсветке фотокатода обеспечивают путем увеличения ин-:тенсивиости подсветки поддержание величины среднего анодного тока в пределах Х,.SU„„1022237 кр а -макс где 4a — средний анодный ток

Э„„,„„с -.предельно допустимый средний анодный ток для данного типа ФЭУ;

Э„ — значение среднего анодного тока, выбираемого из условия

K(3 +d3) К(3 ) где к(зп„+аэ)и К(э„ )- коэффициенты ъг усиления фотоэлектронного умножителя при величине среднего анодного тока

ЭкР+ d 3 и Э„Р соответственно, а а7 - приращение величины среднего ф анодного тока.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения точности инмерения;иояоеетна С производится импульсным йсточником с частотой 100-1000 Гц и скважностью и

50-500 с проведением измерений в течение времени между импульсами под- j3++4

1022237

Изобретение относится к способам стабилизации усиления фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), применяемых, в частности, в ядерной физике и физике высоких энергий для исследования процессов взаимодействия элементарных 5 частиц.

Известно, что усиление ФЭУ зависит от величины среднего анодного тока. Эта зависимость является основной причиной быстрых изменений коэф- IG фициента усиления, проявляющихся осо- бенно резко при включении и выключении светового потока, что имеет место, например, для детекторов, работающих на импульсных ускорителях эле-.5 ментарных частиц.

Известен способ стабилизации коэффициента усиления ФЭУ, основанный на непрерывном отслеживании усиления подачей на фотокатод калибровоч- () ных световых сигналов с последующей компенсацией изменений усиления с помощью обратной связи, управляющей напряжением источника питания, либо при работе детекторов на линию с

ЭВМ, введением соответствующих поправок при обработке результатов 1 .

Недостатком данного способа стабилизации является его сложность и относительно небольшая точность.

Известен также другой способ стабилизации коэффициента усиления фотоэлектронного умножителя, в котором фотокатод подсвечивается .постоянным по величине световым потоком. Анодный ток ФЭУ, полученный в результате подсветки, сравнивается со стандартной величиной при помощи схемы сравнения. Сигнал с выхода схемы сравнения управляет усилением ФЭУ посредством изменения напряжения источника питания таким образом, чтобы ток подсветки поддерживался постоянным (2 g.

Недостатками известного способа являются относительно небольшая надежность и сложность.

Цель изобретения — увеличение надежности и упрощение способа.

Указанная цель достигается тем что в способе стабилизации коэффициента усиления фотоэлектронного умножителя со сплавными динодами, включающем подсветку фотокатода светоизлучающим источником и измерение коэф фициента усиления при различных значениях среднего анодного тока, при подсветке фотокатода обеспечивают путем увеличения интенсивности подсветки поддержание величины среднего анодного тока в пределах (Л «(3 60 кр a max < гдето - средний анодный току

„- предельно допустимый средний анодный ток для данного типа ФЭУ; 65 значение среднего анодного тока, выбираемого из условия (кр ) ("к ) ЪК(„ д где К(Э„+д31и К (Э к ) — коэффициенты усиленйя ФЭУ при величине среднего анодного тока 7 +M и 7„ соответственно, а ЬХ вЂ” приращение величины среднего анодного тока.

Увеличение точности измерения может быть достигнуто при проведе ь нии подсветки от импульсного источника с частотой 100 -1000 Гц и скважностью.50-500 с проведением измерений в течение времени между импульсами подсветки.

Приведенные условия легко соблюдаются для ФЭУ со сплавными динодами (например, ФЭУ-49, ФЭУ-84, ФЭУ-110 и т.д.), имеющими предельно допустимое значение среднего анодного тока

2-20 мА, в то время как для этих типов ФЭУ 1 и -не превышает 1 мА.

Значение 1 зависит от напряжения источника питания и, следовательно, анодной чувствительности ФЭУ таким образом, что требуемая интенсивность подсветки не зависит от анодной чувствительности и одна и та же для данного типа ФЭУ. Для наиболее распространенных ФЭУ со сплавными динодами (ФЭУ-49, ФЭУ-84, ФЭУ-110 ) требуемая для стабилизации коэффициента усиления минимальная интенсивность светового потока подсветки меняется в пре-, делах (2-б)1(Г лм. При такой интенсив-: ности подсветка фотокатода обеспечивает стабилизацию коэффициента усиления без применения дополнительных мер, таких как введение обратной связи, управляющей напряжением питания ФЭУ и т.д., что сильно упрощает способ по сравнению с известными и повышает надежность соответствующего устройства.

Для .выделения тока, связанного с измеряемым световым потоком, производится вычитание из полного анод-. ного тока постоянного тока, связанного с подсветкой. В случае импуль- сного характера измеряемого аветового потока, как это имеет место

TtpH регистрации процессов взаимодействия элементарных частиц,, выделение соответствующих импульсов тока достигается подсоединением анализирующего.эти импульсы устройства (например, амплитудного анализатора ) через разделительный конденсатор.

Характерное время изменения коэффициента усиления ФЭУ после выключения светового потока около 1 с. Такая инерционность позволяет добиться стабилизации коэффициента усиления

1022237

t, жг.

Pug Г

ВНИИПИ Заказ 4056/45 Тираж 703 ПодпиСное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул. Проектная, 4 импульсной подсветки с частотой 100

1000 Гц и длительностью импульсов 10 - 100 мкс.

Интенсивность светового потока в импульсе обеспечивается такой, чтобы средняя величина светового потока, с учетом скважности импульсов, была такой же, как при постоянной подсветке, т.е. больше (2+6) 10 лм. Измерения при этом проводятся в течение времени между импульсами подсветки.

Это позволяет устранить постоянный анодный ток, связанный с подсветкой, во время измерений. Частота и длительность. импульсов подсветки выбраны такими, чтобы потери времени t5 измерений составляли 0,1- 1% от полного времени.

На фиг. 1 изображена зависимость коэффициента усиления К ФЭУ-49Б от величины среднего анодного тока 1 при напряжении источника питания .2,2 кВ, а на фиг. 2 — поведение коэффициента усиления при различной . подсветке, видно, что коэффициент усиления практически не зависит от величины анодного тока, если последний превяаает величину 1, 0,6 мА.

Фотокатод ФЭУ-49Б подсвечивают светодиодом AJl 102Б. ОбеспечиваютßA

7 ф протекание через светодиод тока

0,3 мА. При значении напряжения пи тания ФЭУ 2,2 кВ такое подсвечивание обеспечивает анодный ток 0,6мА.

На фиг. 2 изображено поведение коэффициента усиления ФЭУ-.49Б при импульсной подсветке, имитирующей . условия работы на импульсном ускорителе элементарных частиц, при отсутствии стабилизирующих мер (кривая 1) и при включении поотоянной подсветки, обеспечивающей величину среднего анодного тока 0,6 мЛ (кривая 2 ). По оси ординат отложена величина коэффициента усиления К, отнесенная к величине последней при отсутствии импульсной подсветки К,.

Импульсная подсветка включена в момент времени Ф = 1 с и выключена в момент 1 = 2 с и обеспечивает значение анодного тока 40 мкА. Частота следования. импульсов подсветки

0,1 гр. Видно,что при наличии постоянной подсветки коэффициент усиления сохраняет постоянное значение.

Предлагаемый способ стабилизации коэффициента усиления ФЭУ технически легко осуществим, так как не требует никаких новых устройств °