Способ возбуждения режима самоподдерживающейся эмиссии в усилительной микроканальной пластине
1. СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ РЕЖИМА САМОПОДДЕРЖИВАЮЩЕЙСЯ ЭМИССИИ В УСИЛИТЕЛЬНОЙ МИКРОКАНАЛЬНОЙ ПЛАСТИНЕ, путем подачи на микроканальную пласти ну постоянного номинального 1апря жения и дополнительного им ,пульснбго питания, отличаю ,щ и и с я тем, что, с целью понывюния чувствительности при регистг рации внешних энергетических Воздей ,ствий за счет генерации участков микроканальной пластины, находящих3 2, S ся под локальным воздействием, ампли|туду импульсного напряжения питания выбирают так, тобы суммарное напряжение составляло
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
Э
РЕСПУБЛИК
3(5п Н 01 J 43/24
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21 ) 3366053/18-21 (22) 23.10.81 (46) 15.08.83. Вюл. Р 30 ,(72) Ю.A.Àêèìîâ, Г.Д.Бобрович, Ю.A.Êðóòÿêoâ, В.Г.Морковин, В.II.éèкалов и В.М.Степанов (53) 621 ° 385 ° 831 (088.8) (56) 1. Достижения в технике передачи и воспроизведения изображений.
Под ред. В.Кайзена. М., "Мир", 1978, с. 78-85 °
2. Патент Франции Р 2293791, ;кл. Н 01 J 43/02, 1976 (прототип) . (54)(57) 1 ° СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ РЕЖИМА САМОПОДЦЕРЖИВАЮЦЕЯСЯ ЭМИССИИ В
УСИЛИТЕЛЬНОЯ МИКРОКАНИ1ЬНОИ ПЛАСТИНЕ, путем подачи на микроканальную пластину постоянного номинального ъ апряжения Ц„„„ и дополнительного им,пульсного питания, о т л и ч а ю— ,щ к и с я тем, что, с целью nose шения чувствительности при регист .рации внешних энергетических воздей,ствий за счет генерации участков микроканальной пластины, находящих„„SU„„1 О3568О А ся под локальным воздействием ампли . туду импульсного напряжения питания
-выбирают так, чтобы суммарное напряжение составляло (1,6-1,7) .Ц„„„длительность импульса 0,3.10 - 3 10 с и период между импульсами
; и" " мкп мкп5/ мxn где E. - диэлектрическая проходимость,вакуума;
Кщ„ - сопротивление микроканальной пластины, Ом;
Ви,д - диаметр пластины, му
1м„„ - толщина пластины, и;
5 — коэффициент полезной площади
Д - коэффициент, равный 10-15. Я
2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения срока службы в расширении функциональных возможностей эксплуатации микроканальной пластины, величину постоянного напряже- Я ния питания 0 поддерживают в предеАах 0i1 .0 pU(10 .. Ф® к
1035680
Изобретение относится к электрон
«ой технике, в частности,к электрон
«о-оптическим преобразователям, использующим усилительные микроканальные пластины (МКП).
Основной особенностью МКП в отличие, например, от электронных умножителей с дискретными динодами является способность сохранять информацию, распределенную в пространстве, передаваемую потоком излучения или частицами. Обладая определенной эффективностью обнаружения электро«ов, положительных ионов, ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения, МКП в настоящее время нашли широкое применение при преобразовании и усилении изображений.
Известен способ преобразования и регистрации различных излучений, согласно которому осуществляется одно- или многоступенчатое преобразование излучений или частиц в поток электронов, который умножается внутри МКП. Линейное усиление МКП при статическом внешнем возбуждении (например, электронном ) реализуется при максимальном значении выходного тока МКП, не превышающем 0,05 от ее тока проводимости. Это условие определяет уровень входного тока при задан» ном коэффициенте усиления (1).
При импульсном режиме работы
MKII максимальное значение выходного тока растет, однако для его достижения величину входного тока следует увеличивать.
Известен способ возбуждения режима самоподдерживающейся эмиссии в усилительной микроканальной пластине f2 3 путем подачи на микроканальную пластину постоянного номинального напряжения питания 0„„ мкп .обеспечивающего оптимальный режим работы, и дополнительного импульсно
ro питания. В этом способе используется обнаруженное явление самсподдерживающейся эмиссии при подаче на МКП напряжения выше значения 0 о„ . Пороговое напряжение для
MKI1 составляет величину (1,82,0)ч„„„,гдеЦ к„- номинальное постоянное напряжеййе питания, обеспечивающее оптимальное усиление в статическом режиме эксплуатации МКП (обычно приводится в паспорте на
МКП ). При генерации МКП выходной электронный поток достигает,csoего максимального значения. В известном способе дополнительно к постоянному номинальному напряжению 0щ, . прикладывается импульсное напряжение той же полярности и длительностью до 200-10 с. Общее напряжение питания превышает Uqqp npu этом наблюдается генерация эмис-.
10 сионного тока со всей поверхности
МКП в течение 0,3 10 с- 2 °
Известный способ позволяет получить генерацию с МКП, однако характеризуется невозможностью генерации локальных участков МКП в привязке к внешнему энергетическому воздействию, функциональной ограниченностью применения вызванной невозможностью регистрации внешних сигналов.
Цель изобретения - .увеличение чувствительности при регистрации внешних энергетических воздействий за счет генерации участков микроканальной пластины, находящихся под локальным воздействием, а также увеличение срока службы и расширение функциональных возможностей микроканальной пластины.
Указанная цель достигается тем, что согласно способу возбуж дения режима самоподдерживающейся эмиссии в усилительной микроканаль1 ной пластине путем подачи на микро 5 канальную пластину постоянного «0минального напряжения питания U мкп обеспечивающего оптимальный режйм, работы, и дополнительного импульсного питания, амплитуду импульсного напряжения питания выбирают так, чтобы суммарное напряжение составляло (1,6-1,7)U „„ длительность импульса 0,3 -10 3 .10бс и период между импульсами
35 .Тп 34Ю кп В мкп бl мкп .где - диэлектрическая проницаемость вакуума, сопротивление микроканальной пластины, Ом;
49 9,к„ - диаметр пластины, м;
Р„,„„- толщина пластины, м; коэффициент полезной площади;
Л - коэффициент, равный 10-15.
45 Величину постоянного «апряжения питания 0 можно поддерживать в пре" делах 0,1Lt
На фиг. 1 приведена схема реали-зации предложенного способа, на фиг. 2 -.осциллограмма выход«о о токового импульса.
Возбуждающий МКП поток (например, электронов ) 1 малой величины поступает на ее вход 2. При подаче на выходную плоскость МКП 3 дополнительно к постоянному напряжению питания U „„ положительного импульса амплитудой (0,6-0,7)Ч„„„внешнее локальное возбуждение вызйвает генерацию МКП только в области 4.Эмисбо оконный выходной электронный поток
5 захватывается электрическим полем экрана б, с целью визуализации выходного потока 5 имеющего люминофорный слой 7, который наносится на
65 прозрачное проводящее покрытие 8.
10356 ео
Стеклянный экран 6, таким образом, является частью оболочки вакуумного объема, в котором расположена МКП.
Предложенный способ проверен на МКП со следующими параметрами: диаметр MKII (9 я) "6 мм, "диаметр каналов МКП()20 мкм), коэффициент полезной площади МКП („Я 0,6-0,7; толщина МКП(Р„ п)1,1 ьм; номиналь- ное рабочее йайряжение МКП (0«„)
1100 В; гарантируемый коэффициент усиления M%II не менее 5 10;сопро- тивление NKII(R „n)4,7 10 Ом. Расстояние между MKtl и экраном 2 мм, давление в рабочем объеме поддерживается, на уровне 10 ми рт.ст.
Первоначально без включенного входного электронного луча на МКП дополнительно к постоянному напряженйюО подают положительный прям«п моугольный импульс амплитудой (0,60,7)0 „„длительностью 3-10 с в однократйом режиме. Измерение импульсного тока в цепи экрана и отсутствие его засветки даже на отдельных участl ках:свидетельствует об отсутствии в этом случае самопроизвольной гене. рации МКП. Увеличение амплитуды импульсного питания МКП до значения (1,0-1,2)0 „„ приводит к генерации всей МКП, что фиксируется визуально и осциллографом, подключенным к сопротивлению нагрузки Р„ = 500 Ом в цепи экрана (фиг. 1) °
После определения порогового напряжения Ц исследуемых МКП вклюпор чают расфокусированный электронный луч такой величины, при которой значение выходного тока с МКП при постоянном напряжении питания U<<„ составляет 10 >А. Свечение экрана при ускоряющем напряжении +(б-7)кВ практически отсутствует. При подаче на МКП при этом дополнительного импульсного питания амплитудой (0,6—
0,7)Цщкй длительностью 3 10 Ь фиксируется яркое вспыхивание экрана .в пределах воздействующего луча и токовый импульс в его цепи на сопротивлении нагрузки.
Увеличение входного тока не приводит к изменению светящегося пятна на экране и увеличению выходного заряда с MKII, .измеряемого на Ц, .
Уменьшение исходного постоянного напряжения питания МКП до значений
0 6Uèên 0 30мкп и О, 10мкп и соответствующее увелйчение амйлитуды подаваемого на МКП импульса до значения, при котором общее напряжение на NKO не превышает (1,6-1,7)U „„ также не изменяет выходного заряда с МКП °
Из осциллограммы выходного токового импульса (фиг. 2) видно, что формирование максимального выходного тока - происходит, практически, мгно. венно, а его спад завершается за вре. мя 0,3 мкс. Задержки по времени между передним фронтом импульса дополнительного питания и моментом формирования максимального значения выходного тока не обнаружено. Параметры импульса питания NKII Следуюе: длительность переднего фронта
I0 не более 30 ° 109с, прямоугольная форма, длительность импульса. 3 10 с.
Независимость выходного заряда
МКП от величины входного тока и от .Указанной комбинации питания NKII позволяют полученный результат рассматривать как наличие генерации с части NKII, находящейся под электронным лучом.
Величина зафиксированного заряда примерно в 10-15 раз превышаВ 6/Х ет предельный выходной заряд.Возникающий на стенках генерируемых каналов МКП положительный заряд; равный Q 6, восстанавливается тоВЬ Минимальное время между импуль45 сами напряжения Т определяется из условия восстайовления возникающего во время генерации на стенках каналов МКП положительного заряда током проводимости, который зависит от параметров MKII. Коэффициент,А 50 в предлагаемом соотношении Т составляет величину 10-15. Снижение постоянного напряжения питания ниже 0,10„, приводит к исчезновению рем!с и жима самогенерации, а увеличение 55 выше 10м — снижению ресурса MKII, мкп Таким образом, предложенный способ эксплуатации МКП позволяет увеличить чувствительность МКП прн регистрации внешнего возбуждения (электронного ) за счет генерации участков MIGI, находящихся под его локальным воздействием. 1035680 Составитель А.Вишаев Редактор К. Волощук Техред Т. Фанта Корректор H.Ватрушкица ЮЛЮ ВФЬю ФОМАМ юМ Заказ 5844/53 Тираа 703 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР ф по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рауюская иаб., д. 4/5 в авеЪ Филиал ППП "Патент", г. Уигород,.ул. Проектная, 4
