Электронный умножитель



Владельцы патента RU 2547456:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "СЕВЕРО-ОСЕТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ КОСТА ЛЕВАНОВИЧА ХЕТАГУРОВА" (RU)

Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкции структуры вторично-электронного умножителя, и может быть использовано в масс-спектрометрах времяпролетного типа и для регистрации слабых потоков импульсных заряженных частиц. Электронный умножитель содержит коллектор и пять динодов, подключенных к источнику постоянного напряжения через общий делитель напряжения. Новым в электронном умножителе является то, что используется шевронное соединение двух микроканальных пластин, отсутствуют электроды с потенциалами перед электронным умножителем. Коэффициент усиления составляет 108-109 при напряжении питания 2,8-3,2 кВ. Временное разрешение рельефа импульса тока 3 нс. Крепление и схема питания аналогично выпускаемому электронному умножителю ВЭУ-1. Техничексий результат - повышение временного разрешения и упрощение схемы питания. 1 ил.

 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкции структуры вторично-электронного умножителя (ВЭУ), и может быть использовано в масс-спектрометрах времяпролетного типа и для регистрации слабых импульсных потоков заряженных частиц.

Известен серийно выпускаемый электронный умножитель ВЭУ-1(2) (входит в состав масс-спектрометров, выпускаемых отечественной промышленностью, которые в настоящее время еще используются), содержащий коллектор, 25 жалюзийных динодов, управляющий электрод с антидинатронным колпаком, позволяющий проводить временное разрешение рельефа импульса тока пучка заряженных частиц 20 нс [Борисенко А.Н., Козлюк В.В., Перов В.В. Использование вторично-электронного умножителя ВЭУ-1 для измерения параметров импульсных электронных пучков. - ПТЭ, 1988, №2, с. 133-135.].

Указанный электронный умножитель имеет коэффициент усиления 105-106 и при измерении параметров слабых потоков заряженных частиц требуется высокочувствительная регистрирующая аппаратура.

К недостаткам известного электронного умножителя относится недостаточно высокий коэффициент усиления, большие габариты и низкое временное разрешение.

Наиболее близким к изобретению является Авт.св. СССР №1078501 «Устройство для измерения потоков низкоэнергетических электронов», которое включает в себя электронный умножитель ВЭУ-1, перед входом в который последовательно по ходу электронного потока расположены фокусирующий электрод, ускоряющая сетка, отклоняющая система для сканирования электронным пучком и микроканальная пластина.

Недостатком данного устройства является следующее: большие габариты, низкое временное разрешение и сложная многоэлектродная схема питания, так как наличие электродов с потенциалами перед электронным умножителем нарушает пространственно-временную фокусировку поступающих на вход пакетов заряженных частиц, увеличивает и до того большое время прохождения электронами устройства и делает его неприемлемым во времяпролетной масс-спектрометрии высокого разрешения и для измерения (исследование формы пиков масс) импульсных потоков заряженных частиц. Устройство имеет увеличенные по отношению к аналогу (ВЭУ-1) габариты, а также сложную схему питания с тремя высоковольтными источниками питания (U1, U2, U3) и источником переменного напряжения для сканирующих электродов.

Задача изобретения - повышение временного разрешения, уменьшение габаритов устройства с коэффициентом усиления 108-109 и упрощение схемы питания.

Поставленная задача решается тем, что устройство содержит соединение двух микроканальных пластин, 4 металлических динода, соединенных последовательно и подключенных к одному источнику постоянного тока через общий делитель напряжения.

На Фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит последовательно распложенные соединение двух микроканальных пластин (1), четыре жалюзийных динода (2) и коллектор. Общий делитель напряжения (3), состоящий из сопротивлений R и r, подключеный к источнику питания на напряжение 4 кВ. Соотношение между сопротивлениями R/r=4. Меняя значение сопротивления, можно подобрать необходимое значение максимального выходного тока, который, как известно, составляет 5-10% от тока делителя напряжения. Расстояние между динодами равно 2,2 мм, междинодное напряжение составляет 250 В.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Пять динодов (четыре из них обозначены на Фиг. 1 и 2), подключены к источнику постоянного напряжения Uпит через общий делитель напряжения 3, содержащий сопротивления R и r, а в качестве первого динода использовано шевронное соединение двух микроканальных пластин. При значении питающего напряжения Uп=2,6-3,2 кВ усиление соединения двух микроканальных пластин равно (1-3)107, а металлических динодов 50-20.

Высота предлагаемого устройства (42 мм) в три раза меньше, чем у аналога (123 мм), а путь. проходимый электронами до коллектора, меньше в 95/14=6,8 раз. По сравнению с прототипом предлагаемый электронный умножитель имеет более высокое временное разрешение рельефа импульса тока 3,5 нс, что позволяет использовать его во времяпролетных масс-спектрометрах высокого разрешения. Совместно с отечественными осциллографами (CI-91, CI-98) или АЦП (Ла-1н USB) со временем нарастания сигнала не более 3,5 нс устройство работает на всех диапазонах без дополнительного усиления.

Электронный умножитель, содержащий коллектор, делитель напряжения, динодную систему, отличающийся тем, что устройство содержит соединение двух микроканальных пластин, 4 металлических динода, соединенных последовательно и подключенных к одному источнику постоянного тока через общий делитель напряжения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа измерения фактора шума микроканальной пластины. Способ включает снятие сигнала со всей площади люминесцентного экрана, который осуществляется в процессе изготовления МКП, регистрацию сигнала каждого импульса с выхода МКП, его усиление и подачу на многоканальный амплитудный анализатор импульсов.

Изобретение относится к области твердотельных умножителей частоты электромагнитного излучения, работающих в гигагерцовом-терагерцовом диапазонах частот. .

Изобретение относится к вакуумной электронике и может быть использовано в клистронах, мощных СВЧ лампах и устройствах защиты от мощных СВЧ импульсов. .

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для регистрации слабых световых сигналов в исследованиях по физике высоких энергий, ядерной физике и может применяться в радиационной медицине, оптике и в других различных технических приложениях.

Изобретение относится к области измерительной техники. .

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

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

Изобретение относится к ядерной физике и физике высоких энергий, в частности к фотоэлектронным умножителям (ФЭУ). .

Изобретение относится к области электронной техники в частности, к фотоэлектронному умножителю (ФЭУ), который используется для регистрации оптического сигнала в широком диапазоне световых потоков без возникновения нелинейных искажений. Активный делитель напряжения фотоэлектронного устройства с измерительной содержит высоковольтный источник питания, систему электродов, состоящую из фотокатода, n динодов и анода, блок делителей напряжения, подключенный к системе электродов и состоящий из транзисторного, к каждому транзистору которого подключен ограничивающий напряжение элемент, резистивного и двух емкостных делителей, при этом к транзисторному и резистивному делителям напряжения подключены два измерительных контура регистрации импульсного и непрерывного оптического излучений, причем отрицательный электрод источника питания подключен к фотокатоду, а положительный соответственно к аноду. Система электродов с блоком делителей напряжения соединена через токовое зеркало, которое подключено к последнему диноду и положительному электроду высоковольтного источника питания, а в качестве измерительного контура регистрации непрерывного оптического излучения применен инструментальный усилитель, включенный в диагональ моста, образованного транзисторным и резистивным делителями и их токовыми шунтами, в качестве которых применены резисторы, подключенные к нулевой шине высоковольтного источника питания. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет увеличения линейной области фотоэлектронного устройства вплоть до предельного анодного тока при минимальном коэффициенте нелинейных искажений, при одновременном расширении рабочей полосы частот, а также высокой температурной стабильности во всем рабочем температурном диапазоне. Дополнительный технический результат - повышение надежности устройства за счет снижения тепловой нагрузки на элементы делителей напряжений, вследствие чего не требуется отвод тепла от них и использование высоковольтных источников питания большой мощности. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области электронной техники. Фотоумножитель состоит из стеклянного прозрачного корпуса, сформованного методом вакуумной калибровки из стеклянной трубки диаметром в несколько см. Две грани корпуса (1) и противоположная ей - плоские, остальные две (2, 3) имеют исходный радиус. На внутренней поверхности одной из граней с исходным радиусом сформирован протяженный бищелочной фотокатод (4) с размерами активной области 10×200 мм2. Динодная система линейного типа состоит из 11 протяженных напыленных динодов (8-18). Анодная система состоит из 20 анодов (19), каждый длиной 10 мм, расположенных под динодной системой вдоль направления протяженности фотокатода, и динодов. Фокусирующий электрод, диноды и аноды крепятся к керамическим пластинам поддержки. При засветке фотокатода выбитые из него фотоэлектроны (25) под действием электрического поля ускоряются в направлении динодной системы. Благодаря малой глубине динодной системы (около 30 мм) и относительно высоким электрическим полям в междинодных промежутках ширина электронного потока на последнем диноде оказывается значительно меньше 10 мм ширины анода, т.е. один такой прибор эквивалентен 20 дискретным фотоумножителям. Технический результат - упрощение конструкции годоскопов и повышение пространственного разрешения фотодетектора. 3 ил.

Изобретение относится к электровакуумной технике, к технологии изготовления фотоэлектронных приборов (ФЭП), содержащих одну или несколько микроканальных пластин (МКП). Технический результат - увеличение срока службы ФЭП без ионно-барьерной пленки. В способе изготовления фотоэлектронного прибора, включающем изготовление корпуса прибора, катодного узла, коллектора электронов, монтаж внутренних деталей и узлов, сварку узлов прибора, загрузку всех узлов в высоковакуумную установку финишной сборки, откачку всей системы, термическое обезгаживание всех узлов в вакууме, электронное обезгаживание МКП и коллектора электронов в вакууме, изготовление фотокатода на катодном узле, герметизацию прибора, выгрузку ФЭП из установки финишной сборки, после загрузки в высоковакуумную установку финишной сборки катодного узла, корпуса с микроканальными пластинами и коллектора электронов осуществляют откачку всей системы до давления не более 10-8 Па, термическое обезгаживание всех узлов в вакууме в течение не менее 4 ч при температуре от 300 до 400°С, электронное обезгаживание МКП и коллектора электронов, для чего в течение не менее 30 сек при температуре от 0 до 400°С направляют электронный поток от входа к выходу МКП и далее на коллектор электронов, после чего корпус с МКП при помощи манипулятора переворачивают и направляют электронный поток от выхода к входу МКП и далее на коллектор электронов, синхронно меняя полярность напряжения питания между входом и выходом МКП, выдерживают в течение не менее 30 сек, снова переворачивают корпус с МКП, меняя полярность напряжения, и повторяют так в течение не менее 2 ч до полного обезгаживания МКП, постепенно увеличивая напряжение на МКП и выходной ток МКП до значений, не ухудшающих параметры МКП, после чего формируют фотокатод на катодном узле и далее корпус с МКП устанавливают на коллектор электронов, а катодный узел на корпус и выполняют герметизацию прибора. 2 ил.

Изобретение относится к электровакуумной технике, в частности к технологии изготовления фотоэлектронных приборов (ФЭП), содержащих одну или несколько микроканальных пластин (МКП). Технический результат - увеличение срока службы ФЭП без ионно-барьерной пленки. Способ изготовления фотоэлектронного прибора включает изготовление корпуса прибора, катодного узла, коллектора электронов, монтаж внутренних деталей и узлов, сварку узлов прибора, загрузку всех узлов в высоковакуумную установку финишной сборки, откачку всей системы, термическое обезгаживание всех узлов в вакууме, электронное обезгаживание МКП и коллектора электронов в вакууме, изготовление фотокатода на катодном узле, герметизацию прибора, выгрузку ФЭП из установки финишной сборки. После загрузки в высоковакуумную установку финишной сборки катодного узла, корпуса с микроканальными пластинами и коллектора электронов, корпус с МКП и коллектор электронов разносят друг от друга и осуществляют откачку всей системы до давления не более 10-8 Па, термическое обезгаживание всех узлов в вакууме в течение не менее 4 ч при температуре от 300 до 400°С, раздельно выполняют одностороннее электронное обезгаживание в течение не менее 2 ч при температуре от 0 до 400°С коллектора электронов направленным на него потоком электронов и двустороннее электронное обезгаживание МКП при той же температуре, для чего в течение не менее 2 ч попеременно включают и выключают источники возбуждения вторичных электронов в МКП, расположенные перед входом и выходом МКП, и тем самым электронный поток направляют от входа к выходу МКП и, наоборот, от выхода к входу МКП, синхронно меняя полярность напряжения питания между входом и выходом МКП и постепенно увеличивая напряжение на МКП и выходной ток МКП до значений, не ухудшающих параметры МКП, после чего формируют фотокатод на катодном узле и далее корпус с МКП устанавливают на коллектор электронов, а катодный узел - на корпус, и выполняют герметизацию прибора. 2 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-04-10 2015-04-10T11:29:12
Наверх