Спектрометр заряженных частиц малой энергии Советский патент 1974 года по МПК H01J39/34 G01T1/17 G01T1/36 

(54) СПЕКТРОМЕТР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ МАЛОЙ Изобретение касается приборов экспери- : ментальной физики и может применяться при измерениях энергетических спектров электронов, протонов и ионов малой энергии Известны спектрометры заряженных частиц малой энергии, состоящие из отклоня- ющего конденсатора, детектора частиц, нормализатора и счетчика импульсов, генератора отклоняющих напряжений и счетного уст ройства, управляющего этим генератором. В известных спектрометрах заряженных частиц для получения спектрального распре ;деления f{g , приведенного к единому энергетическому интервалу, необходимо ре; зультаты измерения делить на величин 1/Е: Такая операция нужна также . для выявления пиков распределения, определения энергии, соответствующей максимуму энергетического распределения, определения co отношений между двумя пикеми в спектре и для других видов обработки полученных результатоа. Поэтому в качестве регистратора используют ,логарифмический измеритель средней частоты, а из выходного тока, пропорционального tfj ft , вычитают ток,

ЭНЕРГИИ пропорциональный логарифму энергии Е (т. е. отклоняющего лапряжения U ). Тогда Inh-Ln-d -tn - и полученное распределение ( И, ) нормируется к одинаковому интервалу . энергии. Однако логарифмический измеритель средней частоты не позволяет получить достаточной точности; для него характерна погрешность, близкая к 2О-4О%. Дополнительная погрешность вносится и аналоговой операцией деления на величину ( Е. Цель изобретения повысить точнос;ть измерений спектральных распределений за счеч нормировки получаемого распределения к единому энергетическому интервалу. - Предлагаемьгй спектрометр отличается | от известного тем, что между нормализатор ром и основным счетчиком .дополнительно введены триггеры предварительного пере- ; счета, которые через вентили соединены с j логическим каскадом И, управляющие входы вентилей соединены поразрядно с i триггерами счетного устройства управляю- i щего генератором отклоняющих напря;ке1И1Й. а выход логического каскада И связан с входом счетчика импульсов и каскадом сбр са в нулевое состояние триггеров предварительного пересч;ета. Между детектором и счетчиком импульсов введено лересчетное устройство с коэффициентом пересчета, равным состоянию .триггеров, задающих напряжение на пласти нах отклоняющего конденсатора. Коэффициент пересчета R изменяется пропорционально росту напряжения U (т. е. росту Е), и число зарегистрированных импульсов . | NI N N - R - сЛЕ относится все время к зоне равной энергии. Это позволяет операцию учета изменения энергетической зоны выполнить в дискретной форме не внося дополнительных ошибок в результаты измерений. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого спектрометра заряженных частиц. Он : имеет отклоняющий конденсатор 1, .детектор 2, нормализатор сигналов детектора 3, генератор отклоняющих напряжений 4, счетное устройство 5, состоящее из счетных ячеек 6 и цифро-аналогового преобразователя 7, генератор импульсов 8 предварительный счетчик импульсов со счетныкш ячейками 9, вентили 10, логи- ческий каскад И 11, основной счетчик 12. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Напряжение на пластины конденсатора 1 подается с генератора 4, управляемого от счетного устройства 5, состоящего из т последовательно соединенных двоичных счетных ячеек 6 и цифро-аналогового преобразователя 7. Состояние счетчика изменяется генератором импульсев 8, что приводит к ступенчатому нарастанию отклоняющего напряжения U и, следовательно, энергии частиц, проходящих через конденсатор 1. Импульсы с нормализатора 3 поступают на пересчетное устройство, состоящее из А7 последовательно соединенных счетных триггеров, выходь которых через вентили 10 соединены с логическим каскадом И 11, отмечающим совпадение сигналов (уровней О) на всех его входах. Вентили 10 управляются поразрядно триггерами счетного устройства 5, так ; что сигнал на выходе логического каскада ; 11 возникает после того, как счетными ;. ячейками 9 зарегистрировано число импульсов, ; ii равное состоянию триггера. Вьрсодные сигналы с каскада 11 сбрасы- , вают в нулевое состояние счетные ячейки 9 и поступают на основной счетчик 12. Следовательно, число импульсов, регистрируемое основным счетчиком 12, предварительно пересчитывается на коэффициент | , равный текущему состоянию счетных ячеек 6, задающих напряжение на отклоняющих пластинах 1, т. е. пропорциональный энергии Е. Предмет изобретения Спектрометр заряженных частиц малой энергии, состоящий из отклоняющего конденсатора, детектора частиц, нормализатора и счетчика импульсов, генератора отклоняющих напряжений и счетного устройства, управляющего этим генератором, о т л ичающийся -тем, что, с целью повыщения точности измерений спектральных i распределений за счет нормировки получаемого распределения . к единичному энергетическому интервалу, нормализатор соединен с триггерами предварительного пересчета, которые через вентили связаны с логическим каскадом И, управляющие входы вентилей соединены поразрядно с триггерами счетного устройства, управля- i ющего генератором отклоняющих напряжений, а выход логического каскада связан со входом счетчика импульсов и каскадом сброса в нулевое состояние триггеров предварительного пересчета.