Способ анализа шумов фотоэлектронного прибора Советский патент 1991 года по МПК H01J9/42 

1

H3o6peTeHvie относится к электрон- технике 5 а именно к фотоэлектрот ьтым приборам.

Цепь изобретения - повышение точности анализа за счет проведения мзсс-аналиэа ионовs вызывающих собственные . шумы фотоэлектронных приборов.

На чертеже изображена зависимос.ть выходного сигнала от длительности импульса, приложенного к электродам прибора Напряжения рабочей полярности.

В фотоэлектронном приборе происходит образование ионов, Движение ионов в вакууме к фотокатоду, ионов в фотокатод, эмиссия электро- ,нов из фотокатода, которая и создает выходной сигнал прибора Процессы образования ионов и sneK j ро- нов происходят только когда к электродам прибора -приложено напрп;кение рабочей полярности, т,е только во время импульса напряжения рабочей полярности. Если время пролета иона от места образования до фотокатода больше длительности импульса то такой кон не будет вносить вклад в зы,ходной сигнал. При изменепин дд1и- тельности импульса выходной сигнал испытывает скачкообразные лзменепня при длительности импульса, равной времейи пролета ионов определенмого типаJ. и на кривой зависимости вьгкод- ного сигнала от длительности появятся ступени. Это обстоятельство позволяет провести масс-анализ ноиов при помощи расчета по формулам вре- йя-пролетной масс-спектрометрииt M-K f U, де М масса нона5 К постоянный коэффициент.55 определяексый геометрией электродов прибора5 Длительность импульса, соответствз с- щая ступени ка зависимости величины сигнала от длительности кыггульса| и - амплитуда импульса,,

.Пример « Проводили анализ пгумовых характеристик фотоэлектрон - ного прибора с ryльтиlцeлoчньtм фо7 о к. -тодом. Рабочее напряжение 15 кЗ

На фотокатод прибора подавали им- 1тульсы напряжения амплитудой 15 кЕ, длительность импульса менялась в пределах 0,4-0,8 мкс Выходной сигнал снимался с люминесцентного экрана прибора. Скачкообразное 15зменение величины выходного сигнала наблюдалось при длительности импульса

59В792

0,510,02 МКС, что при рассчитанном ,для данной копЛигуратши электродов ,5 -Ю ,а.е„м,с соответствует M- I30tlO а.е.м., т.е„ ионам цезия.

5 Образование ионов цезия в данном 1лучае является оправданным, так как цезий наиболее легко ионизируемый элемент и он был напущен в прибор при изготовлении фотокатода.

0 Способ -моткет быть реализован в фотоэлектронных приборах, имекяцик электроды с цилиндрической симметрией о

Данный способ применим в фотоП электронных приборах, в которых положительные ионы образуются на электродах к не образуются в объеме при- бора„ Лля выполнения этого условия давление остато - нъп газов не должно

i:{J превышать 1 . 0 -; 0р.

Коэффициент К можно определить двумя способям-Яо

Первый способ заключается в экспериментальном определении козффициен23 та К С этой целью в фотоэлектронный прибор напускается легко ионизуемый элемеит с известной массой (например, цезий.) или берется прибор, ,для icoToporo точно извест масса ионов j

3.0 вызывающих эмиссию с ютокатодв;, определяется напряжение U и время про., М

лета.. 6 к вычисляется

с/ о

Второй способ - расчетный, В об- m, виде для поля произвольной кон- {Ьигураци - с цилиндрической симметрией

dr

O

.ГГГОр

- :;i:.i ,.

где U(i) значение потенциала в

точке ;

и - напряжение между электро- , даьги а

Интегрирование ведется по траектории двкке-йия заряженной частицы.

Обычно сложная конфигурация электродов не позволяет точно определить функцию распределения потенциала и(г) в аналитическом виде, В связи С .этим есть два варианта решения данной задачи.

Моделирование поля внутри фотоэлектронного прибора на ЭВМ путем решения уравненкя Лапласса сеточным методом.

Сведение функции U(r) к известным аналитическим фукк(дия-М5 описывающим

3 t73 B7gл

более простые системът. Например, длягде R, и R, - соответстясттно рядиусы

плоского конденсаторавнешней и впутреппей сфер кондеисяетора.

5Т

Один раз пайденняп величина К негде 1 - расстояние между электродами;

быть использсиана для всех для сферического конденсатора

Р приборов данного типа , т. е.

.-J--- ---для приборов с одмнаковьми

Гп п п . -iRiMRj-Ri 1геометрическими параметрами элек1К„-К, L,47ZT 1

Ч а W, тродов. .