электровакуум.приборы (1084498), страница 48
Текст из файла (страница 48)
вой а = !((?м) имеются точки А и В, для которых а = 1. Потенциалы, соответствующие этим точкам, носят название первого критического П р1 и второго критического (?крз потенциалов. Весь диапазон изменения потенциалов мишени можно разбить на три области (рис. 21.2). В области ! 0< 1? < У р1 вабластиП (? рэ < (? < с?крз в области Ш ?? > ??крз. Если запоминающая трубка работает при потенциалах мишени, соответствующих области 1, то такой режим работы носит название режима медленных электронов, а при потенциалах, соответствующих областям П, Ш, — режима быстрых электронов.
Следует отметить, что режим работы прибора, соответствующий области П1, является не характерным — запоминающие трубки, как правило, в этом режиме не работюот. Электроны первичного пучка, попадая на мишень, вносят на нее отрицательный электрический заряд с?1 = -1,1, где г — время облучения элемента мишени первичным электронным пучком, а знак минус в этом выражении означает появление отрицательного заряда на мишени. В то же время выбиваемые вторичные электроны уносят с поверхности мишени отрицательный электрический заряд, заряжая ее положительно на заряд э?2 = 121. Суммарное изменение заряда на облучаемом элементе мишени гээ? э?1 + 1?2 = (12 11) г.
Так как 12 = а?1, то ~д=!,Т(а-1). (21.2) Изменение заряда облучаемого участка мишени приводит к изменению ее потенциала: 15(? = Щ/С =1,1(а — 1)/С, (21.3) где С вЂ” емкость участка мишени относительно всех других электродов рассматриваемой схемы. Анаяиз (21.3) показывает, что'знак изменения потенциала зависит от значения коэффициента вторичной эмиссии. Действительно, если 234 а < 1, то на мишень приходит больше первичных электронов, чем уходит от нее вторичных, вследствие чего на мишени накапливается отрицательный электрический заряд, что ведет к уменьшению ее потенциала, т, е. 25(? < О. Если в > 1, то, наоборот, количество вторичных электронов больше первичных, мишень получает положительный электрический заряд и ее потенциал при облучении увеличивается, т. е.
гэУ > О. (Здесь следует учитывать, что значение в зависит от потенциала мишени, т. е. изменяется при облучении.) На кривой в = !((?м), в тачках А и В в = 1. Из (21.3) следует, что если потенциал поверхности мишени перед облучением был равен Ц,рэ или Ц,рз, то облучение мишени первичным электронным пучком не вызывает изменения заряда ее поверхности, так как число первичных электронов равно числу вторичных. Поэтому для этих точек !ЗУ = О, т. е. потенциал мишени не изменяется.
Дпя области 1 (рис. 21.2) в соответствии с (21.3) потенциал облучаемого элемента будет уменьшаться (так как 12(? < 0). При достаточно большом значении произведения 1,? потенциал обпучаемого элемента сравняется с потенциалом катода и первичные электроны, не достигая мишени, будут уходить на коллектор или на другие электроды системы, потенциал которых выше потенциала катода. Таким образом, в режиме медленных электронов потенциал облучаемого элемента диэлектрической мишени уменьшается, а при достаточном значении произведения 1, ? становится близким к потенциалу катода и далее не изменяется.
Из-за наличия начальных скоростей электронов, испускаемых катодом, конечный потенциал мишени будет на 0,2— 0,5 В ниже потенциала катода. Дпя области П на облучаемом элементе мишени будет накапливаться положительный заряд, а потенциал этого элемента будет увеличиваться, так как в соответствии с (21.3) М/ > О.
Покажем, что при значительном значении произведения 1,1 потенциал облучаемого элемента мишени сравняется с вторым критическим потенциалом П рз. Для этого рассмотрим процессы, характерные для области Ш. В этой области (?м > (?крз, а в < 1, поэтому потенциал аблучаемого элемента будет уменьцютъся до тех пор, пока не сравняется со вторым критическим потенциалом и дальнейшее уменьшение потенциала облучаемого элемента будет невозможно. В противном случае произошел бы переход в область П, в которой потенциал обпучаемого элемента, как было СКаЗаНО ВЫШЕ, дОЛжЕН уВЕЛИЧИВатЬСя, СдВИГаяСЬ В СтОрОНу (?крз, Прнчем при достижении этого потенциала зарядка облучаемого элемента должна прекратиться, так как произойдет переход уже в область Ш, в которой изменение потенциала направлено в противоположную сторону, и т. д.
Таким образом, в режиме быстрых электронов (области П и Ш на рис. 21.2) потенциал облучаемого элемента мишени сдвигается в сторону второго критического потенциала Ц, 2, в области П потенциал 235 увеличивается, а в области И1 уменьшается. При достаточно большом значении произведения 1эг потешшал облучаемого элемента мишени устанавливается равным второму критическому потенциалу (Е„рэ и остается таковым при продолжении воздействия первичного пучка электронов. Из сказанного следует, что точка В на кривой о =Е'((Е ) (рис.
21.2) является точкой устойчивого равновесия. Действительно, любое небольшое отклонение потенциала облучаемого элемента мишени от значения (Екрт, соответствующего точке В, в сторону уменьшения или увеличения ведет к тому, что первичный электронньш пучок восстанавливает ПОтЕНцИаЛ ЗЛЕМЕНта МИШЕНИ дО ЗНаЧЕНИя (Екрз, т. Е. ПОддЕржИВаЕт ПОтЕН- цивл мишени на этом уровне. Точка А на кривой о = Е'((Е ) является точкой неустойчивого равновесия. Любое случайное небольшое отклонение потенциала облучаемого элемента мишени от значения (Екр,, соответствующего точке А, ведет к юму, что первичный электронйый пучок увеличивает степень случайного отклонения, еще дальше смещая потенциал мишени от значения (Екрг в сторону первичного отклонения.
Нулевое значение потенциала мишени является полуустойчивым, так как потенциал мишени возвращается к этому значению только при отклонениях в положительную сторону. Анализ процессов, происходящих на облучаемом первичным электронным пучком элементе мишени, проводился без учета потенциала коллектора 2 вторичных электронов (см. рис. 21.1). Если потенциал мишени ниже потенциала коллектора, поле для вторичных электронов является ускоряющим и все вторичные электроны уходят на коллектор. При равных потенциалах коллектора и мишени практически все вторичные электроны также достигнут коллектора за счет собственных начальных скоростей, аютветствуюших энергиям 5 — 15 эВ.
Если потенциал мишени будет на 5 — 15 В выше, чем потенциал коллектора, поле для вторичных электронов становится тормозящим, медленные вторичные электроны не смогут преодолеть разности потенциалов мехчцу мишенью и коллектором и вернутся на поверхность мишени, т. е. при некотором потенциале мишени электроны практически не будут попадать на коллектор. Отношение тока электронов, уходящих на коллектор 1к „, к току первичного пучка Еш называется эффективным коэффициентом вторичной эмиссии оэф = Екоп%. Зависимость о,ф = Е'((Ем) представлена на рис. 21ся Штриховой линией для сравнения показана зависимость о м1(1Е ).
На этом рисунке потенциал, соответствующий точке В, называется равновесным потенциалом (Ер. Значение равновесного потенциала, как было указано вы- 236 Ркс. 21.3. Заввсвмасгь эф- б,бэч фективного коэффнцнсвта вторично» эмиссии цвэпскгрнчссквй мншсвк ст потенциала мишени О и ир и„„и„ с ше, на 5 — 15 В превышает потенциал коллектора. Очевидно, точка В является точкой усюйчивого равновесия. Точка С соответствует потенциалу мишени, при котором все вторичные электроны остаются на ней.
При очень малых энергиях первичных электронов часть из них отражается от мишени и вместе с вторичными электронами уходит на коллектор. Ы.з. СПОСОВЫ ЗАПНСИ И СЧИТЫВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО РЕЛЬЕФА Образование потенциального рельефа (распределения зарядов) на поверхности диэлектрической мишени возможно лишь в том случае, если потенциал всех элементов поверхности мишени будет иметь одинаковое вполне определенное значение. Покажем, каким образом можно задать первоначальный потенциал элементов поверхности мишени, т. е. подготовить мишень к записи потенциального рельефа. В большинстве случаев мишень представляет собой пластину из диэлектрика 2, с тыльной стороны которой нанесено проводящее покрытие 3, назьваемое сигнальной пластиной (рис.
21А). Зквиввлентная схема такой системы представляет собой некоторую емкость С между сигнальной пластиной и поверхностью мишени Е, которая ни с чем не соединена. (Последовательно с емкостью С включена емкость С, представляющая собой емкость поверхность диэлектрика — прочие электроды прибора, которую можно не учитывать, так как С < С.) Если потенциал на одной из обкладок емкости С (на сигнальной пластине) изменить на (Ес „, то потенциал на второй обкладке емкости С (на поверхности мишени 1) изменится на то же значение.
Такое изменение потенциала поверхности мишени является одним из способов задания первоначального потенциала мишени перед записью. Значения начального потенциала могут быть разными для различ. ных элементов мишени, так как они определяются режимом работы прибора на предыдущих этапах. В этом случае мишень также должна быть подготовлена к циклу записи потенциального рельефа, т. е, потенциал всех элементов ее поверхности должен быть одинаковым и иметь вполне определенное значение, Очевидно, простым изменением по- 237 Рис. 2!.4.
диэлектрическая мишень с сигнальной пластиной и их эквивалентная схема Ус к С' г---- С тенциала сигнальной пластины, как это было описано выше, добиться выравнивания потенциалов на поверхности диэлектрика невозможно. Выше было показано, что если произведение 1э г достаточно велико, то при облучении первичным пучком каждого элемента мишени потенциал этого элемента устанавливается приблизительно равным потенциалу катода ((к при работе в режиме медленных электронов, либо приблизительно равным потенциалу коллектора ((ко„при работе в режиме быстрых электронов.
Этим обстоятельством и пользуются для задания первоначального, одинакового для всех элементов потенциала мишени. Рассмотрим некоторые способы записи и считывания потенциального рельефа. Равновесная запись. Пусть ток 1, первичного записывающего электронного пучка постоянен, и этот пучок перемещается по поверхности мишени по некоторой трассе записи, например растру или спирали.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
