Устройство измерения координаты пучка синхротронного излучения Советский патент 1982 года по МПК H05H7/00 

Изобретение отноейтся к области ускорительной техники. в частности, к устройствам измерения координаты пучка релятивистских электронов в циклических ускорителях по синхротронному излучению.

Известны устройства, которые измеряют координату светового пучка с применением безвакуумных преобразователей - сканисторов 1.

Известно также устройство, содержащее полупроводниковый сканистор, источник питания и схему регистрации С,2 .

Недостатком этого устройства является сильная зависимость его показаний от интенсивности и спектра регистрируемого потока излучения. Этот недостаток делает известное устройство почти практически непригодным для исследования синхротронного излучения, так как в электронно-кольцевых ускорителях в процессе ускорения частиц, интенсивность и спектр синхротронного излучения изменяется в очень-широких пределах.

Целью изобретения является уменьшение зависимости показаний устройства от интенсивности регистрируемого потока.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены второй сканистор, два эмиттерных повторителя и два компенсаторатемнового тока, причем эмит.терные контакты второго сканистора соединены с противоположными по координате эмиттерными контактами первого сканистора, а их коллекторные выходы подключены

10 соответственно, ко входам эмиттерных повторителей, в цепях обратной связи которых включены компенсаторы темново го тока, а их выходы соединены со схемой регистрации.

15

На фиг, 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг. 2 диаграммы поперечных токов сканисторов.

Согласно фиг. 1, устройство состо20ит из: двух сканисторов 1 и 2, пс-. точника напряжения смещения Ecw3, двух эмиттерных повторителе: 4 и 5, двух компенсаторов темнового тока б и 7 и схемы регистрации В.-Сканисто25ры, эмиттерные контакты которых попарно совмещены по координате, расположёны параллельно, причем два эмиттерных контакта любого из сканисторов соединены с двумя проти30воположными по координате эмиттерными контактаАти другого сканистора.. Ис точник напряжения смешения подключен к клеммам эмиттерной шины одного из сканисторов. К коллектору каждого сканкстора (1 и 2} подсоединены вход соответствупщего эмиттерного повтори теля и выход соответствуюшего ком1пенсатора темнового тока, вход которого соединен с выходом упомянуTO.ro эмиттерного повторителя. Разнос потенциалов и вы X между выходами эмит терных повторителей 4 и 5 является в ходным напряжением устройства, соответствующее интегральной середине пучка излучения Ф . Устро.йстзо работает следующим o6paзом:потенциал коллектораК и К2 каждо го сканистора измеряется з иттерным повторителем (соответственно 4 и 5) с большим входным сопротивлени ем, причем.выход повторителя управля ет соответств5тощим компенсатором темнового тока. Пучок излучения ф , координату и перемещение которого необходимо определить, перпендикулярен фоточувствительным эмиттерным шинам сканисторов. На фиг. 2 изображены эпюры поперечных токов первого и второго сканисторов для сканистора 1 и на фиг.З для сканистора 2, где ось U - распределение потенциала вдоль эмиттерной шины сканистора, и так как сканисторы включены встречно, то направление осей и этих сканисторов противоположно-. Кривые Ct соответст вуют распределению темнового тока фиг. 2 и фиг. 3, протекающего поперек р-И-р структуры, для каж,цого сканистора по его координате (осьх и соответствующему ей потенциалу U . Алгебраическая токов по всем ксюрдинатам сканистора, т. е. вели;--.- iCK . . . . чина iidy-r did Для сканйс о к . Хк р, , тора 1 или величина J j dx-JJidK i .-. ,0 хк. Jдля сканистора 2 компенсируется блоком и или блоком 7 для сканистора 2; где XK Xк координата точки соот ветствующих сканисторов, где ток, те кущий поперек структуры сканистора, меняе т свое направление. . Кривые на фиг. 2 соответствует распределению поперечного фототока п по координате сканистора при освещении последнего световой зоной с коор динатами краев Х. и Ха . Поскольку фоточувствительность йерхнего перехода больше аналогичной у нижнего перехода, координата Х| или Х. /шя сканистора 2 и соответствующий потеН циап Up. для сканистора. 1 или 0 для сканистора 2 смещены относитель, но середины зоны так, чтобы заштрихованные области на фиг. 2 и фиг. 3 были равны, т. е. алгебраическая сумма поперечных фототоков равна нулю. Причем UK тотенциал точки эмиттерной шины сканистора, в fOK поперек структуры сканистора 1 меняет свое направление (Jк же сканистора 2. н.о поскольку сканисторы включены встречно, разность UK - UK соответствует середине освещенной зоны и координате XQ При увеличении интенсивности или изменении спектрального состава в пучке излучения распределение поперечного фототока по координате сканистора изменяется (кривая С , например, на фиг. 2 и З) и изменяются соответст венно значения потенциалов UK UKI, р оторые теперь принимают значения Ока. « U|t5 соответственно для сканисторов 1 и 2 ( на фиг. 1). При этом Xj координата точней эмиттерной Тайны сканистора 1 и соответственно 2, в которой ток, текущий поперек структуры, меняет свое направление при другой интенсивности пучка излучения. Однако разность Окз остается прежней, что говорит о неизменности се веди1ш освещенной зоны Хо . Итак, во-первых, значение №1Нимальной интенсивности потока излу,чения, при котором еще происходит регист)рация сканистором, зависит от точности настройки компенсаторов темнового тока и может достигать величины Ю люмен или . Во-вторых, вследствие взаим,ной компенсации, с помощью двух сканисторов, перераспределения поперечных фототоков при изменении спектрального состава или интенсивности регистрируемого излучения, точность показаний устройства существенно увеличивается и может достигнуть 0,5 1% даже при изменении интенсивности в 1QO раз для сканисторов с низкоомной делительной шиной. В-третьих, за счет возможности повышения напряжения смещения сканистора (10-30 В и удвоения показаний устройства, значительно уменьшается влияние шумов электронных узлов на точность показаний устройства. Формула изобретения Устройство измерения координаты пучка синхротронного излучения, содержащее полупроводниковый сканистор, источник питания и схему регистрации, отличающееся тем, что, с целью уменьшения зависимости показаний устройства от интенсивности регистрируемого потока, дополнительно введены второй сканистор, два эмиттерных повторителя и два компенсатора темнового тока, причем эмиттерные контакты вто рого сканистора соединены с противоположными по координате эмиттершлми