Устройство для измерения потоков низкоэнергетических электронов Советский патент 1984 года по МПК H01J43/00 

С.,

оо ел к измерит схеме Изобретение относится к технической физике, в частности к изобретению низкоэнергетических излучений с помощью вторичноэлектронных умножителей (ВЭУ), и может быть использовано в электронной спектроскопии, в масс-спектроскопии, дозиметрии мягкого рентгеновского и ультрафиолетового излучения. Известно устройство измерения слабых потоков заряженных частиц в вакууме, содержащее ВЭУ открытого тина, который осуШ ствляет операцию детектирования электронов и счета числа импульсов 1. Указанное устройство не обеспечивает высокой чувствительности и стабильности при измерениях слабых электронных потоков, поскольку коэффициент усиления ВЭУ с течением времени уменьшается, это уменьщение вызвано загрязнениями динодов при вскрытии вакуумных камер, накоплением на динодах продуктов диссоциации, Возникающих под действием электронного пучка. Наиболее близким к предлагаемому является устройство измерения низкоэнергетических электронов в разборных ваккумных установках, содержащее динодную систему вторично-электронного умножителя и коллектор 2., В известном устройстве перед измерениями производят регистрацию интенсивности электронного потока от эталонного источника, а падение усиления ВЭУ компенсируют подъемом коэффициента усиления электронной аппаратуры. Однако при измерениях известным устройством компенсация малоэффективна изза существенного роста аппаратурных шумов и поэтому стабильность и чувствительность измерений остаются недостаточно высокими. Цель изобретения - расщирение диапазона регистрации интенсивности потоков электронов, повыщение чувствительности и стабильности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения потоков низкоэнергетических электронов в разборных вакуумных установках, содержащем динодную систему вторично-электронного умножителя и коллектор, перед входом динодной системы последовательно по ходу электронного по тока расположены фокусирующий электрод, ускоряющая сетка, отклоняющая система для сканирования электронным пучком и микроканальная пластина. На чертеже схематично представлено устройство для измерения потоков низкоэнергетических электронов. Устройство содержит последовательно расположенные фокусирующий электрод 1, ускоряющую сетку 2, отклоняющую систему 3, микроканальную пластину (МКП) 4, динодную систему 5 ВЭУ, коллектор 6. Электроны низких энергий от эталонного источника или измеряемого потока фокусируются электродом 1, а затем ускоряются электрическим полем сетки 2 до энергий, которые обеспечивают максимальный коэффициент вторичной эмиссии с каналом МКП. Поданное на отклоняющую систему напряжение развертки позволяет сканировать сфокусированным пучком по поверхности МКП 4 в вертикальной и горизонтальной плоскости. После усиления микроканальной пластиной электронный поток поступает на вход динодной системы 5 ВЭУ, в которой дополнительно усиливается и формирует на коллекторе 6 электрический импульс, поступающий затем на пересчетную схему. Измерение электронных потоков осуществляют следующим образом. Перед измерением исследуемого потока электронов на фокусирующий электрод 1 направляют пучок электронов от эталонного источника, подают ускоряющее напряжение на сетку 2, а также напряжение развертки на отклоняющую систему 3, осуществляют сканирование эталонным пучком электронов по поверхности МКП 4 и с помощью динодной системы 5, имеющей коллектор 6, измеряют среднее число импульсов в единицу времени. Затем аналогичным образом регистрируют число импульсов от исследуемого потока эле тронов. В дальнейщем в каждом новом цикле герметизации установки при измерениях числа импульсов от эталонного источника повыщают напряжение на динодной системе ,5 ВЭУ до тех пор, пока полученное значение скорости счета будет составлять не менее (96-98)% от величины, достигнутой в предшествующем цикле герметизации установки. В результате удается скомпенсировать уменьшение коэффици ента усиления сборки МКП-ВЭУ после контакта с атмосферой и обеспечить стабильность измерений. Затем направляют на МКП измеряемый электронный поток и регистрируют его при сканировании поверхности МКП, снимая сигнал с коллектора ВЭУ. Стабильность измерений обеспечивается также сканированием на поверхности МКП пучка электронов от эталонного и измеряемого потока. В этом случае загрузка каналов МКП уменьщается, не происходит «переутомления каналов, что приводит к умень шению просчетов при регистрации интенсивных потоков электронов. Предлагаемое устройство имеет высокий коэффициент усиления: , причем усиление МКП составляет 10, а динодной системы . Указанный коэффициент усиления динодной системы достигается при относительно низких напряжениях 2,5-2,8 кВ, что позволяет в щироком диапазоне (до 4 кВ) повыщать на ней напряжение, компенсируя эффект «старения. Большой по величине и стабильный коэффициент усиления устройства обеспечивает высокую чувствительность измерения. Повышению чувствительности измерений способст34

вует также фокусировка исследуемого пучка кратный напуск атмосферы в вакуумные каэлектронов и ускорение электроонов до меры различных приборов без уменьшения энергий, соответствующих максимуму коэф- чувствительности и стабильности измерений, фициента вторичной эмиссии.Высокий коэффициент усиления способстПредлагаемое устройство обеспечивает 5 ной системы импульса большой амплитуды, стабильные измерения как при малых, так что позволяет упростить регистрирующую и больших загрузках. Допускается много- аппаратуру.

1078501

вует формированию на коллекторе динод

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТОКОВ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ в разборных вакуумных установках, содержащее динодную систему вторично-электронного умножителя и и коллектор, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регистрации интенсивности потоков электронов и повышения чувствительности измерений, перед входом динодной системы последовательно, по ходу электронного потока расположены фокусирующий электрод, ускоряющая сетка, отклоняющая система для сканирования электронным пучком и микроканальная пластина.