Вторично-электронный умножитель Советский патент 1991 года по МПК H01J43/00 H01J43/12 

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к вторично-электронным умножителям с высоким временным разрешением и большими линейными выходными токами.

Известен вторично-электронный умножитель, анодный блок которого имеет сетчатый анод, параллельно которому, расположена дополнительная сетка, находящаяся под потенциалом последнего динода, причем анод расположен между последним динодом и дополнительной сеткой. Вторичные электроны, выбиваемые из последнего динода, пролетев анод-сетку, попадают в сильное тормозящее поАе дрпол«ительной сетки, меняют направление движения и возвращаются к аноду.

Время движения вторичных электро1C 1C нов к аноду сокращается, длительность анодного импульса уменьшается.

сд Одновременно увеличивается амплитуда

со импульсов, так как осуществляется дополнительное собирание электронов анодом.

Недостатком известного текническо- го решения является недостаточное . временное разрешение и малый выход.ной ток.

Наиболее близким техническим реШениеь к изобретению является вторично-электронный умножитель, содержащий катод, систему динодов н анод, расположенный между последним и : предпоследним динодами параллельно последнему диноду, причем анод и 10 последний динод выполнены в виде полосковой линии. В пространстве между предпоследним динодом и анодом помещен собирающий электрод, электрическч соединенный с анодом и размещенный вне области потока электронов с предпоследна|Гр«.динода на последний под 90°-c SN.K. аноду, где угЬл между линйеЯ, соединяющей середины аё6чих пбверхностей предпоследнего и последнего дчнодов, и нормалью к последнему диноду. Недостатком известного умножителя является то, что в нем электроны, выбиваемые из последнего динода, проходя через сетку-анод и пролетев часть пути, до того, как попадут на собирающий электрод, создают дополнительный объемный эаряд, что приводит к затягиванию импульса выходного тока и сокращению предела линейности световой характеристики умножителя. Целью изобретения является улучшение временного разрешения и увеличение предела линейности световой характеристики умножителя в импульсном режиме. Цель достигается тем, что во вторично-электронном умножителе, содержащем катод, систему динодов и анод, расположенный между последним и предпоследним динодами параллельно послед нему диноду, при этом анод и последний динод вьтолнены в виде полосковой линии, анод выполнен сетчато-сплошным с соотношением высот сетчатой и сплош ной его частей 2:1, причем анод и по следний динод расположены относительно предпоследнего динода так, что величина . угла 0, , образованного нормалями к плоскостям предпоследнего дино да и анода, лежит в пределах 0,5(,, где(хкр- угол между. нормалями к плоскостям предпоследнего динода и анода, при котором выходной ток вторично-электронного умножителя минимален. Сущность изобретения состоит в том, что благодаря такой конструкции умножителя электроны с предпоследнего динода, пролетев через сетчатую часть анода, фокусируются не в средней, а В нижней части последнего динода и вы бивают из нее вторичные электроны, которые сразу собираются сплошной частью анода. Это приводит к отсутствию осцилляции вторичных Электре0нов вокруг проволочек сетки-анода и к отсутствию дополнительного объемл ного заряда вблизи анода,В результате улучшается временное разрешение и увеличивается предел линейности световой характеристики умножителя На чертеже изображен предлагаемый ВТОPIPIHO-электронный умножитель. .Умножитель содержит предпоследний динод 1, последний динод 2, анод 3. Кроме того, на чертеже указаны поток электронов 4 с предпоследнего динода на последний, поток вторичных элек-. тронов 5с последнего динода Вторично-электронный умножитель содержит катод, систему динодов и анод 3, расположенный между последним 2 и предпоследним 4 динодами параллельно последнему диноду 2 При этом анод 3 и последний динод 2 выполнены в виде полосковой линии, причем анод 3 представляет собой электрод, состоящий из двух частей, одна из которых выполнена в виде сетки, а другая сплошная. Часть анода, выполненная в виде сетки, необходима для того, чтобы электроны потока 4с предпоследнего динода 1 пролетали на последний динод 2 с минимальным перехватом. Другая часть анода, вы- . полненная сплошной, является коллектсэром.вторичных электронов 5 с последнего динода 2. Соотношение высот сетчатой и сплошной частей анода 2:1 о Плоскости анода 3 и последнего динода 2 параллельны в расположены по отношению к предпоследнему Диноду 1 так, что угол между нормалью к плоскости предпоследнего динода 1, которая совпадает с направлением потока первичных электронов 4, и нормалью к плоскости последнего динода 2, а соответственно и к плоскости анода 3 лежит в пределах 0,5(Хкр- -Oj80(Kp Под критическим углом (Xjcp понимается такой угол сС между нормалЪю к предпоследнему диноду (т.е. направлением потока первичных электронов 4 с предпоследнего динода) и нормалью к плоскости анода 3, при котором большинство электронов с предпоследнего , динода отражается тормозящим полем промежутка анод - последний динод, не выбивая вторичные электроны из последнего динода. В известных кон- . струкциях угол о меньше критического, и большинство персичньк электроОЛ попадает на среднюю часть последего динода.

В процессе работы вторично-электронного умножителя первичные электроны, умноженные системой динодов, пролетают через часть анода, достигают последнего динода и выбивают из него вторичные электроны 4, Которые собираются сплошной частью анода 3, Так как анод 3 к параллельный ему последний динод 2 наклонены к потоку электронов с предпоследнего динода так, что между направлением потока электронов 4 к нормалью к плоскости анода 3 образован угол ой величина которого лежит в пределах

OjSti Kp Cx: 4 0,, электроны 4 с предпоследнего динода -1 оказываются сфокусированными в нижней части последнего динода 2, которая расположена напротив сплошной части анода 3, т.е эффективным рабочим участком последнего динода 2, эмиттирующим вторичные электроны 4, является не его средняя часть, а нижняя, А так как напротив эффективного рабочего участка последнего динода 2 расположена нижняя сплошная часть анода 3, вторичные электроны 4 сразу собираются сплошной частью анода 3, т.е. вторичные электроны 4 попадают на анод

кратчайшим путем, не пересекая плоскость его сетки. В результате не возникает осцилляции электронов вокруг анода, длительность.выходного импульса сокращается, временное, раз-;i решние умножителяулучшается, Так как электроны попадают на анод кратчайшим путем без паразитных осцилляции и сквозных пролетов через сетку анода, не создается и дополнительный объемный заряд вблизи анода, уменьшающий амплитуду выходного импульса

тока. Экспериментально установлено оптимальное соотношение высот ретчатой и сплошной частей анода 2:1. При таком соотношении максимальное числв первичных электронов попадает на последний динод, и максиугальное число 5 в.торичных электронов выбивается из него и собирается сплошной частью анода.

Выбор граничных значений углао , при которых достигается цель изобре10

тения, объясняется следующим. В случае, когда 0 0,5),:

поток первичных электронов с предпоследнего динода попадает в верхнюю

часть последнего динода, В результате вторичные электроны, вылетающие с по- следнего динода, встречают на:-своем пути сетку анода и осциллируют вокруг нее, что приводит к ухудшению временного разрешения и образованию дополнительного объемного заряда вблизи анода, уменьшающего амплитуду выходного импульса тока-i В случае, когда 0 0,, часть первтшых электронов

25 с предпоследнего динода начнет отражаться тормозящим полем промежутка анод - последний динод, не выбивая , вторичные электроны из последнего динода. В результате уменьшается

30 предел линейности, световой характеристики умножителя Угол.,ощ)ецеля ется экспериментально на траекто-. i графе.I

1- -.

с. Таким образом, в предлагаемом вто|рично-электронном умножителе упучше-: но временное разрешение и увеличен

предел линейности световой характе рнстики.

40

Так, в сравненш с известным тех- ническим решением временное разреше-i ние умножителя увеличивается на 2530%, а предел линейности световой 45 характеристики в импульсном режиме - увеличивается на 40-50%.

ВТОРИЧНО-ЭЛЕКТРОНЙБЙ УМНОЖИТЕЛЬ, содержащий катод, систему динодов и анод, расположенный между последним и предпоследним динодами параллельно последнему днноду, причем анод и последний Динод вьшолнены в виде полосковой линии, отличающийся тем, что, с целью улучшения временного разрешения и увеличения предела линейности световой характеристики умножителя в импульсном режиме, анод выполнен сетчато-сплошным в соответствии вы- , сот сетчатой и сплошной его частей как 2:1, причем анод и последний динод расположены относительно предпоследнего динода так, что величина уг-, ла об , образованного нормалями к плоскостям предпоследнего динода и анода лежит в пределах 0,5((