Коллектор фарадея для измерения угловых распределений заряженных частиц

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3228ll

Союз Советских

Социалистических

Республин

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Л!. Кл. Н Olj 39/02

Заявлено 15.Ъ 1.1970 (№ 1452230/26-25) с присоединением заявки ¹

Комитет по делане изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано ЗО.Х1.1971. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 14.II.1972

УДК 621.384.6(088.8) Авторы изобретения

Ю. П. Машинский и О. Д. Протопопов

Заявитель

КОЛЛЕКТОР ФАРАДЕЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ

РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ цилиндров Фарадея задавать довольно

Изобретение относится к конструкции коллектора Фарадея для измерения угловых распределений заряженных частиц, например электронов.

Известно применение коллектора Фарадея в дифрактометре низкоэнергетических электронов, служащего для исследования поверхности твердых тел.

Информация о структурных параметрах поверхности получается из угловых распределений дифракционных пучков и их интенсивностей, в частности из профилей интенсивностей отдельных пучков рефлексов.

Распределение рефлексов можно легко наблюдать визуально, так называемый метод послеускорения. Об относительных интенсивностях судят с помощью микрофотометрического устройства через смотровое окно.

Угловые распределения и интенсивности можно измерять также с помощыО цилиндра

Фарадея, как это делается, например, в классическом приборе Дэвиссона и Джермера. Однако все эти спососы количественных измерений распределения интенсивностей имеют ряд недостатков.

В случае, íàпример, микрофотометрнрования трудно добиться xopOIIIPIII точности и неооходимого разрешения.

В случае применения последним необходимо сложные траектории перемещения, что весьма сложно осуществить технически.

Предлагаемая конструкция коллектора Фарадея позволяет измерять угловые профили интенсивности дифрагированных электронов по заданным направлениям, при этом компактна (всего один простейший манипулятор, передающий в вакуумный объем только вращение) .

10 На чертеже изображено описываемое устройство.

Конструкция собственно системы прибора одна из обычных с двух- или трехсеточной полусферической сепарнрующей системой и

15 полусферическим флуоресцирующим экраном (металлическим). Зкран 1 имеет радиальную прорезь 2. Сзади этого экрана находится еще один экран 8, имеющий возможность вращаться вокруг оси симметрии (вокруг пушки

20 электронов 4) с помощью сильфонного манипулятора 5 на подшипнике 6 и несущий на своей вогнутой поверхности электрически изолнрованньш от него изоляторами 7 коллектор

Фарадея 8 в виде раскручивающейся спира25 ли, имеющей в разрезе V-образную форму с углом раскрытия 20 — 40 . Коллектор 8, экран, 3 (с вогнутой стороны) н экран 1 (c выпуклой) для уменьшения вторичной эмиссии имеют специальное покрытие. Поворачивая экран

30 8 с помощью манипулятора 5, можно нроек

322811 тировать последовательно все участки коллектора на прорезь в экране 1 и измерять интенсивность дифрагированных электронных лучей по направлению прорези в аноде. Для снятия профиля интенсивности по любому другому направлению с помощью манипулятора образца — мишени 9 последний может быть повернут вокруг своей оси на необходимый угол.

Ширина прорези 2 и угол раскрытия стенок коллектора 8 определяются, в частности, необходимым угловым разрешением и предельной чувствительностью измерительной апп ар атуры.

Наилучшие результаты получаются в том случае, когда биссектриса угла раскрытия коллектора не совпадает с линией, соединяющей центр кривизны системы, т. е. лежащей на поверхности мишени и основания «дна» коллектора, на угол 10 — 20 .

Полусферической экран 8 вращается в специальном роликовом подшипнике б на цилиндрическом продолжении экрана 1 через керамический «поводок» 10, внутри которого проходит проводник, соединяющий коллектор с вводом в вакуумную систему с помощью манипулятора, который, в свою очередь, вращает реверсивный двигатель синхронно с движением ленты электронного пишущего потенциометра. После соответствующего усиления сигнал профиля интенсивности подается на вход самописца.

К недостаткам конструкции следует отнести известную «неправильность» отверстия, сквозь которое проходят электроны на коллектор (отверстие, естественно, не круглое), а также некоторые потери тока дифрагированных электронов на сетках 11, Однако первый недостаток можно почти полностью устранить, взяв известный «запас» по угловому р аз решению.

Таким образом, описываемая конструкция коллектора значительно расширяет рабочий диапазон измерений прибора и позволяет: измерять угловые интенсивности профилей дифракционных пучков в пределах заданного угла и при любых направлениях, используя

l0 простейшую автоматику с записью на диаграммную ленту, что значительно сокращает время эксперимента; визуально наблюдать дифракционные,картины, поскольку измерительная прорезь в аноде — экране 1 практиче15 ски не мешает наблюдению и возможен визуальный выбор наиболее интересных направлений для снятия угловых профилей интенсивности, что также существенно сокращает время эксперимента; снимать высокое уско20 ряющее напряжение с люминесцирующего экрана при измерениях угловых интенсивностей дифракции, что намного уменьшает возможность загрязнения мишени продуктами, которые могут «выбиваться» из люминофор25 ного покрытия в режиме послеускорения, «оторый требуется в случае измерения интенсивностей фотометрами; измерять угловые зависимости коэффициентов вторичной эмиссии мишени.

Предмет изобретения

Коллектор Фарадея для измерения угловых распределений заряженных частиц, отлича о35 и ийся тем, что, с целью повышения эффективности измерения, он выполнен в виде раскручивающейся спирали, имеющей в разрезе

V-образную форму.

322811

Составитель Е. Громов

Техред 3. Тараненко

Редактор Т, Загребельная

Корректор Е. Михеева

Тип огр а фия, п р. Сапунова, 2

Заказ 122/18 Изд. № 1765 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Коллектор фарадея для измерения угловых распределений заряженных частиц Коллектор фарадея для измерения угловых распределений заряженных частиц Коллектор фарадея для измерения угловых распределений заряженных частиц 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к приборостроению, а более конкретно к области изотопного анализа химических элементов масс-спектрометрическим методом

Изобретение относится к области масс- и ион-дрейфовой спектрометрии, найдет широкое применение при решении задач органической и биоорганической химии, иммунологии, биотехнологии и медицины при ионизации исследуемых веществ методом «электроспрей» и других

Изобретение относится к масс-спектрометрии, в частности к динамическим гиперболоидным масс-спектрометрам пролетного типа, и может быть использовано при создании квадрупольных фильтров масс с повышенной чувствительностью и разрешающей способностью

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано для одновременной ионизации в положительной и отрицательной модах частиц веществ, находящихся в газе, в том числе в воздухе

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при изготовлении спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Спектрометр содержит сигнальный 1 и гетеродинный 2 генераторы СВЧ, измерительный аттенюатор 3, смесители опорного 4 и сигнального 5 каналов, циркулятор 6 с измерительным резонатором 7, УПЧ 8 опорного и УПЧ 9 сигнального каналов, фазочастотные дискриминаторы 10 и 11, делители частоты 12 и 13, синхронные детекторы 14 и 15, фазовращатели 16 и 17, элемент перестройки резонансной частоты измерительного резонатора 18, делители СВЧ мощности 19 и 20, трехпозиционный переключатель 21 режимов работы, устройство синтеза опорных частот 22, опорный генератор 23. Технический результат - упрощение устройства, уменьшение его габаритов, снижение потребляемой мощности и фазовых шумов генератора СВЧ. 1 ил.

Изобретение относится к спектрометрии ионной подвижности, позволяющей обнаруживать сверхмалые количества взрывчатых, наркотических, опасных и токсичных веществ, проводить медицинские исследования, а также обеспечивать контроль качества продуктов питания, строительных и промышленных материалов. Устройство преобразования ионного тока спектрометра ионной подвижности с быстрым переключением полярности детектируемых ионов основано на использовании интегрирующего и дифференцирующего каскадов, преобразующих входной ионный ток в напряжение и обеспечивающих эквивалентную резистивную характеристику трансимпедансного преобразования ионного тока, а также по крайней мере одного управляемого генератора тока на входе интегрирующего каскада для задания стартового напряжения на его выходе. Заряд компенсирующего импульса тока управляемого генератора определяется интегральным зарядом ионов предыдущего цикла, емкостными наведенными зарядами от электрических цепей, изменяющих потенциал при переключении полярности высокого напряжения, и необходимым напряжением на выходе интегрирующего каскада. Технический результат - уменьшение накопительной емкости интегрирующего каскада, управление зарядом на накопительной емкости с помощью источника тока, минимизация переноса заряда через цепь управления генератора тока, что позволяет увеличить чувствительность интегрирующего каскада и оптимизировать динамический диапазон трансимпедансного преобразования ионного тока при переключении полярности детектируемых ионов. 5 ил.

Изобретение может быть использовано для обнаружения таких веществ, как взрывчатка, наркотики, отравляющих веществ кожно-нарывного и нервно-паралитического действия и т.п. Описаны спектрометры, включающие интегральные емкостные детекторы. Интегральный емкостной детектор интегрирует ионный ток из коллектора, преобразуя его в изменяющееся напряжение. Детектор имеет в своем составе коллектор, сконфигурированный для приема ионов в спектрометре, диэлектрик и пластину, перекрывающуюся с коллектором и расположенную с противоположной стороны от диэлектрика. Детектор также имеет в своем составе усилитель. Изобретение позволяет снизить уровень шума. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх