электровакуум.приборы (1084498), страница 34
Текст из файла (страница 34)
В пленоч- ных змиттерах активный слой наносится обычно путем напьшения на металлическую подложку. Дпя змиттеров используются те же мате- риалы, что и для большинства фотокатодов; в частности, широкое при- менение нашли ВЬ вЂ” Са-эмиттеры на никелевых пластинах, имеющие о = 4 + 5 при энергии первичных электронов 100 эВ. Более высоким коэффициентам вторичной эмиссии обладают многощелочные змит- теры, например у 14аз КБЬ(Сз)-эмиттеров о -7. Основными недостатками этих змиттеров является высокая фото- чувствительность и малая допустимая плотность тока, не превышаю- щая единиц микроампер с квадратного сантиметра.
Фоточувствитель- ность динодов (в основном первого) особенно нежелательна для сол- нечноклепых ФЭУ, которые часто работают в условиях интенсивного освещения (см. $ 12.3). В этом случае весьма перспективным явля- ется теллуридо-цезиевый эмиттер, имеющий такой же коэффициент вторичной эмиссии, как БЬ вЂ” Сз-змиггер, но фоточувствительность к дневному свету у него близка к нулю.
В сплавных эмиттерах змиттируюп1ий слой получается в результате термической обработки и окисления поверхности сплавов на основе меди, серебра юги алюминия с присадкой магния или бериллия. Во время прогрева атомы щелочных металлов диффундируют на поверх- ность и окиспяются, образуя пленку окиси толщиной около 100 нм. Коэффициент вторичной эмиссии сплавных эмиттеров о = 3 + 4, допу- стимая плотность тока в несколько раз выше, чем у БЬ вЂ” Сэ-эмиттеров, Появление эмиперов вторичных электронов из материалов с отри- цательным электронным сродствоы позволило существенно улучшить ряд основных параметров ФЭУ. В качестве ОЭС-материалов использу- ются в основном фосфид галлия и кремний.
Коэффициент вторичной эмиссии фосфида галлия, активированного цезием, при энергии пер- вичных электронов 100 зВ составляет приблизительно 5 — 7 и линейно возрастает с увеличением напряжения, ускоряющего первичные элект- роны, до тех пор, пока глубина проникновения первичных электронов в материал эмиттера не окажется больше глубины выхода вторичных электронов, 167 Эмиттеры, работающие на прострел, представляют б " яют со ой тонкие около нм из окиси магния, хлористого калия и др.
Роводящей подложкой пленок служит алюминиевая ф лото. Иног а по о юминиевая фольга, заки. Общими не ос д дл жка выполняется в виде мелкост кт структурной сетнение, н достатками этих эмиттеров, ограничиваю , являются малая плотность допустимых токов шими их приме- микроампер на ква атный мых токов (десятые доли прочность и необхо мое на квадратньй сантиметр), недостаточная механиче к окая и яжени ди ть использования высоких ускор юши р ний дпя получения таких же знач ннй фф ряюших назмиссии, как у эмиттеров, работающих на отражение. е " коэффициента вто чной РИ б) б) 14.3.
КОНСТРУК ИЯ К Н АтОЛных кАмеР и умнОжительньгх систем Катодные кам ы. Ко обеспечивать максимальный бо ер . нструкпия катодной каме ы Ф У р Э должна да и изохронность т ае ьный с р злект нов с по ро верхности фотокатотраекторий фотозлектрзнов, т. е. о пролета электронов, ру ро, .
е. одинаковое время первого . И эмиттируемых с а динода. зохронность траекто ий оп ру разных точек фотокатода до решение ФЭУ, кото ра орий определяет временное раз, которое является важным парамет п ибо назначенных для регистрации к коротких импульсов. тро1и при ров, пред- Подавляющее большинство сов еменных ньй фотокато, сфо о современных ФЭУ имеют полупрозрачатод, сформированный на то цевой пове Массивные фотокато ФЭУ чувствительный сл " ды в применяются е о. ой наносится на металлич р дко.
В этом случае фотоо ычно не отличающуюся от каскада умножительной сиРазмеры поверхности пол з ачн значительно и ев упрозрачных фотокатодов, как правило, льно превышают плошадь динода множи Фок и в ектро фо ется с помощью электронн нов с токатода на первьй но ь динод осушествля- лено несколько конструкщй като ых тронночэптической системы. На ис. 14. р с..2 представ- ., а сетка экранирует прикато ю 'обл балл Широкое асп с р ро гранение имеет простой вариант конст ной камеры, приведенный на рис. 14.2, б. Элект нно оп лектронно О$3тичбис~~ сиота р ости фотокатода, элект ически Р скн соедитюнного рь м О нагого о цилиндра манжеты), кото диафрагмы нку колбы проводя ег но катода. Оптимальная ф щейся под положительным поте т нциалом относитель- метра к длине манжеты, ьная окусировка пол ется и ты, равном 1,1.
Элект нньй и уча ри отношении диа- в этом случае сжимается в обла Для получения максимальной изохронности т аек ды делают сферической формы и вво 168 ой рмы и вводят дополнительные электродь, рмы и вво Рнс. 14.2. Конструкция катодных камер ФЭУ: а — с боковым оптическим входом; б — с торцевым оптическим входом н плоским фотокатодом; в — с торпсвым оптическим входом н сферическим фото- катодом расположенные между фотокатодом и диафрагмой (рис.
14.2, в) . В целях уменьшения темпового тока в катодную камеру может быть введен управляющий электрод, напряжение на котором меняет размер рабочей поверхности катода. Умиожительные системы иа дискретных дииодах. Как и катодные камеры, каскады умножительной системы должны обладать эффективностью и обеспечивать изохронность траекторий электронов. Кроме того, конфигурация последних динодов и их электрическое поле должны быть такими, чтобы в междукаскадиом промежутке и перед анодом не возникал обаемный заряд, который приводит к нелинейности световой характеристики ФЭУ. Умножительные системы на дискретных дннодах бывают двух видов: системы с электростатической фокусировкой электронов и системы сквозного типа.
Умножительные системы с фокусировкой электронов имеют коробчатые, ковшеобразные н торовидньте диноды (рис. 14.3). Коробчатые диноды представляют собой четвертую часть закрытой с торцов поверхности цилиндра (рис. 14.3, а). Для повышения эффективности в каждом диноде устанавливается сетка, находящаяся под потенциалом этого динода. Коробчатые умножительные системы обладают компактностью и жесткостью формы, высокой эффективностью каскада (до 95%).
Из-за малой напряженности электрического поля у поверх/ ности динодов система имеет плохое временное разрешение. Наличие сквозного канала от анода к фотокатоду может привести к возникновению ионной и оптической обратных связей Ионы и фотоны, образующиеся в каскадных промежутках и на аноде ФЭУ, могут попасть обратно на фотокатод и вызвать эмиссию электронов, Для перекрытия сквозного канала на динодах вместо сеток иногда устанавливаются козырьки. Умножительные системы с ковшеобразными динодами обеспечивают большую напряженность электрического поля и лучшую фокусиров- 169 Рве. 14дх Умножитспьныс системы с фокусировкой зпскт.
ронов; а — с коробчатыми линодами; б, в — с ковшсобразнымн дннодами 1в — с компенсацией разброса времени пролета | электронов); г — с торовид- рй ными дннодами ку электронных пучков, чем коробчатые. Установка перед динодами дололнительных ускоряющих электродов, имеющих по/ тенциал одного из после- дующих динодов, повыша- г1 1 ет временное разрешение ФЭУ (рис. 14.3, б) . Для повышения изохронности траекторий применяется система с компенсацией разброса времен пролета электронов (рис.
14.3, в) . Сильное ускоряющее поле перед динодом 13 создается сетками, имеющими потенциал динода с71, Форма и расположение динодов подбираются таким образом, чтобы более длинной траектории электронов соответствовала более высокая скорость их движения. Диноды торовидных умножительных систем представляют собой поверхности вращения линий сечения ковшеобразных динодов (рис. 14.3, г) . Эти системы состоят из динодов двух типов: наружных, у которых эмиттирующей поверхностью является внутренняя, и внутренних — с наружной змиттирующей поверхностью.
Торовидные системы обладают рядом преимуществ перед системами на коробчатых и ковшеобразных динодах. Сбор электронов на первый динод облегчается благодаря большей площади входного отверстия диафрагмы; отсутствие острых боковых краев снижает вероятность появления тока автоэлектронной эмиссии при повышении каскадных напряжений. Возможность стабильной работы при высоких напряжениях, в свою очередь, улучшает временное разрешение ФЭУ.
Большая рабочая поверхность динодов позволяет получить значительный выходной ток прибора. Торовидные системы нашли применение в высокочастотных ФЭУ с фотокатодом больших размеров. Умножительные системы сквозного типа могут быть построены на жилюзийньгх, сетчатых и пленочных динодах. Траектории электронов в таких системах пересекают плоскость динода. Недостатком динодов- 170 Рлс. 14.4. Умножитсвьнав система с жвлюзийными днно- дами Рис. 14,5. Умножитсньная система с распределенным ди- нодом 171 сеток является низкая эффективность каскада (примерно 50%).
Умножительные системы на пленочных динодах, работающих "на прострел", не нашли пока применения в ФЭУ, хотя используются в злектроннооптических преобразователях. Широкое распространение получили системы с жалюзийными динодами. Эмиттирующей поверхностью таких динодов является ряд тонких пластин, наклоненных под определенным углом к плоскости основания динода (рис. 14.4). На диноде укрепляется прозрачная для электронов сетка, имеющая потенциал динода. Сетка улучшает структуру электрического поля в междукаскадном промежутке. Жалюзийная система характеризуется отсутствием специальной фокусировки электронов в пространстве между динодами.
Поэтому ФЭУ с жалюзийными динодами мдпочувствительны к влиянию внешних магнитных полей и не очень критичны к режиму питания. Световая характеристика ФЭУ с такими динодами имеет широкий диапазон линейности. Большая плошадь динодов позволяет работать при повышенных токовых нагрузках. Основным недостатком таких умножительных систем является возможность пролета электронов через какие-либо каскады без умножения, что снижает эффективность каскадов усиления и ухудшает временное разрешение ФЭУ. Умножительные системы иа распределенных динодах. Весьма перспективными являются умножительные системы, имеющие непрерьвный динод с распределенным сопротивлением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
