Гибридный фотоэлектронный умножитель

 

Изобретение относится к области . электронной техники. В частности к гибридным фотоэлектронным умножителям (ГФЭУ), предназначенным для регистрации импульсных световых сигналов с высоким временным разрешением. Цель изобретения - улучшение временного разрешения при сохранении основных параметров умножителя достигается за счет фокусировки потока фотоэлектронов , вылетевших с фотокатода таким образом, что плотность потока в йлоскости полупроводникового усили-. тельного элемента (ПУЭ) близка к равномерной по рабочей поверхности ПУЭ. Для этого электронно-оптическая фокусирующая система ПЬЭУ содержит прикатодную сетку сферической формы ,с радиусом кривизны, превышающим радиус сферической поверхности фотока- .тода. При этом центральный участок сетки выполнен плоским и расположен перпендикулярно оси колбы. На чертеже показаны: вакуумная колба 1, фотокатод 2, сетка 3, плоский участок 4 сетки 3, конический, фокусирующий электрод 5, диафрагма 6, ПУЭ 7.-В описан ш изобретения приводятся, оптимальные соотношения между величинами радиусов сферической поверхности фотокатода 2 и сетки 3 и дрзг-г гие их параметры. 3 ил. (Л tsD CD GO С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСХВЬЛИК

А1

„„SU„„12993 (51) 5 H 01 J. 43/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЧ1 КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (46) 07,04.91. Бюл. И 13 (21) 3767502/21 (22) 05.07.84 (72) А.Г. Берковский, В.Г. Гусельников, Н.Е. Семенова и Л.П. Бандур. кина (53),621. 385. 832 (088. 8) (56) Ka1ibjian R., IEEE Tran8 Оп

Nucl. Sci., 1966, ч. 13, У 3, р.р.5462.

Авторское свидетельство СССР

1| 1223781, кл. Н 01 Л 43/00, 09.04.84. (54) ГИБРИДНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ УИ-"

НОЖИТ ЕЛЬ . (57) Изобретение относится к области электронной техники. В частности к гибридным фотоэлектронным умножителям (ГФЭУ), предназначенным для регистрации импульсных световых сигналов с высоким временным разрешением. Цель изобретения - улучшение временного разрешения при сохранении основных параметров умножителя достигается эа счет фокусировки потока фотоэлектронов, вылетевших с фотокатода таким образом, что плотность потока в йлоскости полупроводникового усили-. тельного элемента (ПУЭ) близка к равномерной по рабочей поверхности ПУЭ.

Для этого электронно-оптическая фокусирующая система ГФЭУ содержит прикатодную сетку сферической формы,с радиусом кривизны, превьппающим радиус сферической поверхности фотока.тода. При этом центральный участок сетки выполнен плоским и расположен перпендикулярно оси колбы. На чертеже показаны:.вакуумная колба 1, фотокатод 2, сетка 3, плоский участок 4 .ф

- сетки 3, конический. фокусирующий электрод 5, диафрагма 6, ПУЭ 7.:В описании изобретения приводятся. оптимальные соотношения между величинами радиусов сферической поверхности фотокатода 2 и сетки 3 и дру-. гие их параметры. 3 ил.

1 129938

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к гибридным фотоэлектронным умножителям (ГФЭУ), предназначенным для регистрации импульсных снетоных сигналов с высоКим нременным разре1иением.

Целью изобретения является улучшение временного разрешения при сохранении оснонных параметров умножителя за счет фокусировки потока фо- 10 тоэлектронон, вылетевших с фотокатода таким образом, что плотность потока в плоскости полупроводникового усилительного элемента (ПУЭ) близка к равномерной по рабочей поверхности ПУЭ.

На фиг. 1 представлен ГФЭУ; на фиг. 2 изображена прикатодная сетка; на фиг. 3 даны графики зависимости 2g временного разрешения ГФЭУ от амплитуды выходных сигналов при различных радиусах изгиба прикатодной сетки.

Устройство содержит вакуумную колбу 1, фотокатод 2, сетку 3, плос,l5 кий участок 4 сетки 3, конический фокусирующий электрод 5, диафрагму 6, ПУЭ 7.

В. вакуумной колбе t ðàñíoëîæåíû фотокатод 2, ускоряющая мелкострук- 30 турная сетка 3 с плоским центральным участком 4, расположенным перпендикулярно оси колбы 1, конический фо-, кусирующий электрод 5, диафрагма 6 и ПУЭ 7. Сетка 3, расположенная.со ,стороны фотокатода 2, конический электрод 5 и диафрагма 6 соединены между собой (сварены) и образуют замкнутую электронно-оптическую фокусирующую систему. Прикатодная сет- щ ка 3 имеет сферическую форму с радиусом кривизны, превышающим радиус сферической поверхности фотокатода в (1,2-1,3) раза. Центральный участок 4 сетки 3 выполнен не сферическим, а плоским, и расположен перпендикулярно оси колбы 1. его диаметр меньше диаметра сетки в (2,4-2,6) раза. Выполнение сетки с указанной формой приводит к тому, что расстоя- gg ние между фотокатодом 2 и сеткои 3 минимально по периферии фотокатода, где оно равно 3-4 мм, и увеличивается к его центру.

ГФЭУ работает следующим образом.

Под воздействием импульса света с фотокатода 2 вылетает поток фотоэлектронов, который ускоряется и фокусируется электронно-оптической фокусирующей системой, образованной сеткой 3, коническим электродом 5 и диафрагмой 6. Поток фотоэлектронов усиливается ПУЭ, с которого снимается электрический сигнал, пропорциональный регистрируемому импульсу света.

В ГФЭУ согласно,изобретению поток фотоэлектронов фокусируется таким образом, что его плотность равномерна по нсему сечению потока.

Объясняется это следующим. Введение прикатодной сетки 3 в умножителе улучшает фокусировку потока фотоэлектронов. Выполнение сетки 3 с радиусом, превышающим радиус сферической поверхности фотокатода, приводит к тому, что поток фотоэлектронов н промежутке между фотокатодом 2 и сеткой 3 частично размывается. Наличие.у сетки 3 плоского центрального участка 4, расположенного перпенди кулярно оси колбы 1, способствует расфокусировке центральной части потока фотоэлектронов, где их плотность максимальна. Т.е. в промежутке фотокатод 2 — сетка 3 частично изменяется направление движения фотоэлектропов, вылетевших с фотокатода 2, которое в промежутке сетка 3

ПУЭ 7 остается неизменным. Таким образом, выравнивается плотность распределения фотоэлектронов в плоскости ПУЭ 7 в отличие от известных ГФЭУ где плотность потока фотоэлектронов была максимальна в центре и уменьшалась к его периферии. Поэтому в известных ГФЭУ при увеличении амплитуды выходных сигналов создавалась высокая плотность объемного заряда н ПУЭ, снижающая напряженность электрического поля, ускоряющего электроны, вследствие чего время их сбора возрастало. Временное разрешение умножителя ухудшалось. В ГФЭУ согласно изобретению это явление отсутст вует - его временное разрешение выше, чем н известных ГФЭУ.

Эффект, получаемый от использования конструкции ГФЭУ согласно изобретению, подтвержден эксперименталь-. но. Экспериментальным путем были выб-. раны оптимальные соотношения между величинами радиусов сферической поверхности фотокатоца 2 и сетки 3, а также диаметром сетки 3 и диаметром ее плоского центрального участка 4.

Па фиг. 3 приведены графики зависимости временного разрешения ГФЭУ

3 12 (т.е. ширина импульса на полувысоте)

7 от его выходного тока 1ц, полученные экспериментальным путеМ.

Кривая 1 характерна для умножителя, выполненного по известному техничес кому решению. Кривая 2 приведена для. умножителя, в котором сетка выполнена с радиусом кривизны 50 мм„ крйвая 3 — с радиусом 35.мм, а кривая 4 — для умножителя, в котором сетка выполнена с радиусом кривизны

35 мм и плоским центральным участком диаметром 10 мм. Во всех четырех случаях диаметр сетки И рабочий диаметр катода были равны 25 мм, а радиус сферической поверхности фотокатода — 28 мм. Как .видно иэ графиков, в конструкции умножителя согласно изобретению временное разре. шение выше, чем в известных ГФЭУ при любых значениях его выходного тока.

Кроме того, так как в ГФЭУ согласно изобретению фотоэлектроны падают на

ПУЭ 7 под углами, более близкими к нормали к его поверхности, .чем в

99384 4 известных ГФЭУ, то уменьшаются потери энергии в мертвой эоне ПУЭ 7 и увеличивается усиление умножнтеля.

Формула изобретения

Гибридный фотоэлектронный умкожитель, содержащий последовательно рас.положенные в вакуумной колбе фотока10 тод, электрончо-оптическую фокусирующую систему и полупроводниковый усилительный элемент, о т л и ч а ю— шийся . тем, что, с целью улучmeans временного разрешения при

15 сохранении основных параметров умножителя, электронно-оптическая фо- куснрующея система содержит прикатод ную сетку сферической формы с радиусом кривизны, в 1,2-1,3 раза npe-.

20 вышающим радиус сферической поверхности фотокатода, а центральный учас-. ток сетки выполнен плоским и расположен перпендикулярно оси колбы, причем его диаметр меньше диаметра сет.25;кн в:.-"2,4-2,6 раз..

2

3 ф

1299384 Составитель С. МаИенко

Редактор Л. Лашкова Текред М;Ходанич Корректор E. Рошко

Заказ 1895 > " . Тираж 319 . - . Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССР по,Делам изобретений и открытий

: 1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Гибридный фотоэлектронный умножитель Гибридный фотоэлектронный умножитель Гибридный фотоэлектронный умножитель Гибридный фотоэлектронный умножитель 

 

Похожие патенты:
Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления фокусирующего электрода электронно-оптического преобразователя со щелочным фотокатодом

Изобретение относится к электронной технике, в частности к вторично-эмиссионным умножительным системам, используемым в многоканальных фотоэлектронных умножителях

Изобретение относится к области электротехники и к электронной технике, в частности к изготовлению микроканальной пластины, и может быть использовано при изготовлении волоконно-оптических пластин

Изобретение относится к электротехнике и электронной технике, в частности к изготовлению микроканальной пластины, и может быть использовано при изготовлении волоконно-оптических пластин
Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, в частности к технологии изготовления микроканальных пластин (МКП), и может быть использовано в электронно-оптических преобразователях

Изобретение относится к технологии изготовления микроканальных пластин (МКП) с повышенными коэффициентом усиления, отношением сигнал/шум, разрешающей способностью и может быть использовано в производстве МКП

Изобретение относится к электронной оптике и может быть использовано в электронно-оптических преобразователях (ЭОП)

Изобретение относится к вакуумной электронике и может быть использовано в электронно-оптических преобразователях (ЭОП)

Изобретение относится к области измерительной техники

Изобретение относится к технике генерации мощных широкополосных электромагнитных импульсов (ЭМИ) субнаносекундного диапазона длительностей и может быть использовано при разработке соответствующих генераторов
Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, в частности к технологии изготовления микроканальных пластин (МКП), и может быть использовано в электронно-оптических преобразователях
Наверх