Способ изготовления фотоэлектронного умножителя

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п1,630670

Союз Соеетских

Сан,налистнчсскнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 07.02.77 (21) 2450237/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.10.78. Бюллетень ¹ 40 (45) Дата опубликования описания 30.10.78 (51) М Кл

Н 013 9/12

Государстоенный комитет

СССР ло делам изобретений

" оп.рытий (53) УДК 621.383.29 (088.8) ВСЕСОИЗБ - -

С. П. Фуртак, В. И. Лах, Б. А. Симкив, Н. И. Мин йрюок ПАТЕ1т .;0и В М OxpHMloK ) t 1 1» gyes т(д с. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОЭЛЕКТРОННОГО

УМНОЖИТЕЛЯ

Изобретение касается фотоэлектронных приборов и может быть использовано в пирометрии излучения и оптической связи для повышения надежности и точности измерений.

Известен способ изготовления фотоэлектронных умножителей, включающий прогрев прибора при подаче напряжения па выводы катода и фокусирующего экрана (1).

При этом производят контроль токов утечки.

Недостатком такого спосооа является относительно большой ток утечки в готовых фотоумножителях.

Известен также другой способ изготовления фотоэлектронного умножителя, включающий термообработку с одновременной подачей напряжения между фотокатодом и закороченными динодами с по ледующим плавным охлаждением до комнатной тем пер а тур ы (2) .

Недостатком этого способа является относительно большой порог чувствительности.

Целью изобретения является уменьшение порога чувствительности, Указанная цель достигается тем, что термообработку проводят после отпайки прибора от вакуумной системы не менее 1 ч, при температуре не менее 30 С с одновременной подачей обратного напряжения

1,8 — 2,8 кв между фотокатодом и закорочснпыми дпнодами с дальнейшей выдержкой не менсс 0,5 ч без напряжения.

Пределы проведения процесса были выбраны исходя из оптимальности получаемых результатов, а именно: наибольшего процента выхода фотоэлектронного умножитсля (ФЭУ) с улучшенными характери10 стнками, минимального времени проведения процесса и стабильности параметров обработанных ФЭУ.

Так, например, процесс не проходит при величинах обратного напряжения, меньших

15 0,5 кв, или температурах, меньших 30 С.

Время проведения процесса уменьшается с увеличением температуры п величины обратного напряжения, однако прн напряжештях, больших 2,8 кв, и температурах, боль20 ших 70 С, некоторые ФЭУ (особенно с мультпщелочными фотокатодами, например

ФЭУ-62) выходят из строя. Исходя из этого. были выбраны приведенные выше интервалы обратных напряжений, температур

25 и времени проведения процесса.

Существо предложенного способа заключается в следующем.

Термоэмнтированный с дннодов поток электронов ионизнруст молекулы остаточ30 ных газов в баллоне ФЭУ, ионы которых, 630670

3 бомбардируя диподы и баллон ФЭУ, удаляют с последних избыточные атомы щелочного металла (например, цезия, рубидия, натрия и т. д. в зависимости от типа фотокатода), что приводит к запылению 5 атомами указанных металлов поверхности фотокатода.

Последний процесс обуславливает снижение величины фотоэлектрической и термоэлектрической работы выхода фотокатода. 10

Снижение фотоэлектрической и термоэлектрической работы выхода адсорбированной

20

Составитель В. Белоконь

Коррскторы: P. Беркович и Л. Брахнина

Техред А.

Редактор Н. Суханова

Камыш никова

Заказ 2224/14 Изд. № 697 Тираж 950 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Сапунова, 2

Типография, пр. (напыленной) на поверхность фотокатода пленки приводит к смещению кривой спектральной чувствительности ФЭУ в длинноволновую область спектра и увеличению квантовой эффективности материала фотокатода. При этом не обязательно увеличение тока термоэмиссии фотокатода, поскольку величина последнего зависит не только от величины термоэмиссионной работы выхода, но и от коэффициента отражения электронов от возникающего при таком процессе потенциального барьера на поверхности фотокатода, имеющего обычно сложную фор му. Геттер ирование р аспыляемыми с динодов ФЭУ металлами остаточных газов при проведении процесса приводит также к повышению вакуума в баллонах ФЭУ, что влечет за собой снижение величин компонент темнового тока, обусловленных ионной и оптической обратными связями.

Кроме того, под одновременным действием обратного электрического поля и температуры проходит процесс дополнительного упорядочения в ориентации диполей (цезий «плюс» — кислород «минус») на поверхности фотокатода, что также способствует увеличению квантовой эффективности фотокатода.

Опыт показал, что после термообработки готовых ФЭУ при одновременной подаче обратного напряжения между фотокатодом и закороченными динодами параметры их (величины темнового тока и анодной чувствительности) релаксируют в течение 2-х и 3-х месяцев, что недопустимо при практическом использовании ФЭУ. Последнее объясняется неравновесным состоянием фотокатода после запыления его поверхности атомами щелочных металлов. Отжиг ФЭУ после снятия обратного напряжения при температуре не менее 30 С в течение 0,5—

1,0 ч с последу1ощим плавным охлаждепи M их до комнатной температуры, как IIQKdзали исследования, приводит фотокатод в равновесное состояние, вследствие протекания диффузионных процессов на поверхности и в об.ьеме фотокатода. Двухмесячная выдержка обработанных таким способом

ФЭу показала неизменность их параметров с точностью +t- 5%. В то же самое время термообработка ФЭУ в температурном интервале 60 — 70 С в течение 0,5 — 1,0 ч без предварительного воздействия обратного напряжения в этом температурном интервале в течение 1,0 — 1,5 ч приводит, как правило, к значительному (вплоть до порядка величины) увеличению темнового тока при практически неизменной величине аподной чувствительности.

Например, применение описанного способа к ФЭУ-62 приводит к заметному увеличению их анодной чувствительности и уменьшешпо темнового тока, т. е. к уменьшению их порога чувствительности.

Использование предлагаемого способа в качестве завершающей технологической операции при производстве ФЭУ позволяет значительно уменьшить величину порога чувствительности и тем самым повысить качество выпускаемых ФЭУ.

Формула изобретения

Способ изготовления, фотоэлектронного умножителя, включающий термообработку с одновременной подачей напряжения между фотокатодом и закороченными динодами с последующим плавным охлаждением до комнатной температуры, о т л и ч а юшийся re», что, с целью уменьшения порога чувствительности, термообработку проводят после отпайки прибора от вакуумной системы не менее 1 ч при температуре не менее 30 С с одновременной подачей обратного напряжения 1,8 — 2,8 кв между фотокатодом и закороченными динодами с дальнейшей выдержкой не менее 0,5 ч без напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Соболева Н. А., Берковский А. Г., Чечик Н. О., Елисеев P. Е. Фотоэлектронные приборы. М., «Наука», 1965, с. 276 — 277.

2. Соболева Н. А, Меламид А. Е. Фотоэлектронные приборы. М., «Высшая школа», 1974, с. 220.