Устройство для измерения потоков низкоэнергетических электронов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТОКОВ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ в разборных вакуумных установках, содержащее динодную систему вторично-электронного умножителя и и коллектор, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регистрации интенсивности потоков электронов и повышения чувствительности измерений, перед входом динодной системы последовательно, по ходу электронного потока расположены фокусирующий электрод, ускоряющая сетка, отклоняющая система для сканирования электронным пучком и микроканальная пластина.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1078501 д(ю Н 01 J 43/00

1 Д

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

epum с

/(Ю 3

Сл

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3305668/18-21 (22) 03.04.81 (46) 07.03.84. Бюл. № 9 (72) В. С. Кортов, А. И. Гаприндашвили, Ю. Д. Кутенин, В. А. Калентьев, А. Н. Цаголов, В. Л. Михайлов, Г. П. Романов и Э. А. Платов (53) 621.385.832 (088.8 ) (56) 1. Тютиков А. М. О работе ВЭУ открытого типа в режиме счета импульсоов. ПТЭ, 1962, № 1, с. 154 — 157.

2. Гаприндашвили A. И. ВЭУ как детектор экзоэлектронов. — В кн.: Техника и методика регистрации экзоэлектронной и акус-. тической эмиссии. Изд-во Уральский политехнический институт, 1973, № 215, с. 26 — 31 (прототип). (54) (57) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТОКОВ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ в разборных вакуумных установках, содержащее динодную систему вторично-электронного умножителя и и коллектор, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регистрации интенсивности потоков электронов и новь шения чувствительности измерений, перед входом динодной системы последовательно. по ходу электронного потока расположены фокусирующий электрод, ускоряющая сетка, отклоняющая система для сканирования электронным пучком и микроканальная пластина.

1078501

Изобретение относится к технической физике, в частности к изобретению низкоэнергетических излучений с помощью вторичноэлектронных умножителей (ВЭУ), и может быть использовано в электронной спектроскопии, в масс-спектроскопии, дозиметрии мягкого рентгеновского и ультрафиолетового излучения.

Известно устройство измерения слабых потоков заряженных частиц в вакууме, содержащее ВЭУ открытого типа, который осушествляет операцию детектирования электронов и счета числа импульсов (1).

Указанное устройство не обеспечивает высокой чувствительности и стабильности при измерениях слабых электронных потоков, поскольку коэффициент усиления ВЭУ с течением времени уменьшается, это уменьшение вызвано загрязнениями динодов при вскрытии вакуумных камер, накоплением на динодах продуктов диссоциации, возникающих под действием электронного пучка.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство измерения низкоэнергетических электронов в разборных ваккумных установках, содержащее динодную систему вторично-электронного умножителя и коллектор (2) .

В известном устройстве перед измерениями производят регистрацию интенсивности электронного потока от эталонного источника, а падение усиления ВЭУ компенсируют подъемом коэффициента усиления электронной аппаратуры.

Однако при измерениях известным устройством компенсация малоэффективна изза существенного роста аппаратурных шумов и поэтому стабильность и чувствительность измерений остаются недостаточно высокими.

Цель изобретения — расширение диапазона регистраци и интенсивности потоков электронов, повышение чувствительности и стабильности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения потоков низкоэнергетических электронов в разборных вакуумных установках, содержащем динодную систему вторично-электронного умножителя и коллектор, перед входом динодной системы последовательно по ходу электронного потока расположены фокусируюший электрод, ускоряющая сетка, отклоняющая система для сканирования электронным пучком и микроканальная пластина.

На чертеже схематично представлено устройство для измерения потоков низкоэнергетических электронов.

Устройство содержит последовательно расположенные фокусирующий электрод 1, ускоряющую сетку 2, отклоняющую систему

3, микроканальную пластину (МКП) 4, динодную систему 5 ВЭУ, коллектор 6.

Электроны низких энергий от эталонного источника или измеряемого потока фокусируются электродом 1, а затем ускоряются электрическим полем сетки 2 до энергий, которые обеспечивают максимальный коэффициент вторичной эмиссии с каналом МКП.

Поданное на отклоняющую систему напряжение развертки позволяет сканировать сфокусированным пучком по поверхности МКП

4 в вертикальной и горизонтальной плоскости. После усиления микроканальной пластиной электронный поток поступает на вход

10 динодной системы 5 ВЭУ, в которой дополнительно усиливается и формирует на коллекторе 6 электрический импульс, поступающий затем на пересчетную схему.

Измерение электронных потоков осуществляют следующим образом.

Перед измерением исследуемого потока электронов на фокусирующий электрод 1 направляют пучок электронов от эталонного источника, подают ускоряющее напряжение на сетку 2, а также напряжение развертки на отклоняющую систему 3, осуществляют сканирование эталонным пучком электронов по поверхности МКП 4 и с помощью динодной системы 5, имеющей коллектор 6, измеряют среднее число импульсов в единицу времени. Затем аналогичным образом

25 регистрируют число импульсов от исследуемого потока электронов. В дальнейшем в каждом новом цикле герметизации установки при измерениях числа импульсов от эталонного источника повышают напряжение на динодной системе,5 ВЭУ до тех пор, пока полученное значение скорости счета будет составлять не менее (96 — 98) от величины, достигнутой в предшествующем цикле герметизации установки. В результате удается скомпенсировать уменьшение коэффици ента усиления сборки МКП-ВЭУ после контакта с атмосферой и обеспечить стабильность измерений. Затем направляют на МКП измеряемый электронный поток и регистрируют его при сканировании поверхности

МКП, снимая сигнал с коллектора ВЭУ.

4р Стабильность измерений обеспечивается также сканированием на поверхности МКП пучка электронов от эталонного и измеряемого потока. В этом случае загрузка каналов МКП уменьшается, не происходит «переутомления» каналов, что приводит к умень

4 "шению просчетов при регистрации интенсивных потоков электронов.

Предлагаемое устройство имеет высокий коэффициент усиления: 10 — 10, причем усиление МКП составляет 104, а динод50 ной системы 104 — 10 . Указанный коэффициент усиления динодной системы достигается при относительно низких напряжениях 2,5 — 2,8 кВ, что позволяет в широком диапазоне (до 4 кВ) повышать на ней напряжение, компенсируя эффект «старения».

Большой по величине и стабильный коэффициент усиления устройства обеспечивает высокую чувствительность измерения. Повыше. нию чувствительности измерений способст1078501

Составитель Б. Пчелов

Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Тираж 683 11одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Власенко

Заказ 974/46

3 вует также фокусировка исследуемого пучка электронов и ускорение электроонов до энергий, соответствующих максимуму коэффициента вторичной эмиссии.

Предлагаемое устройство обеспечивает стабильные измерения как при малых, так и больших загрузках. Допускается много4 кратный напуск атмосферы в вакуумные камеры различных приборов без уменьшения чувствительности и стабильности измерений.

Высокий коэффициент усиления способствует формированию на коллекторе динодной системы импульса большой амплитуды, что позволяет упростить регистрирующую аппаратуру.