Устройство активирования фотокатода Советский патент 1980 года по МПК H01J9/12 

. Изобретение относится к области электронной техники, в частности, к фотоэлектронным приборам. Известно устройство активировани фотокатода,., содержащее подложку фот катода и источник щелочного металла ампулочного либо дисперсного типа C Данное устройство не обеспечивает направленного потока щелочного металла. Вследствие чего приборам, изготовленным с этим устройством, свойственны высокие темповые токи и малое напряжение. Известно устройство активировани фотокатода, содержащее подложку фот катода и молекулярный источник щелочного металла 2. Данное устройство имеет высокую направленность молекулярного потока щелочных метал лов и вследствие этого неравномерность фотокатода. Кроме того в приборах, изготовленных с этим устройством, также высокий уровень темнового тока, малое сопротивление изоляторов , малая электрическая прочность . Целью изобретения являются сниже ние темнового тока, повьпиение сопротивления изоляторов, повышение электрической прочности. Цель достигается тем, что перед подложкой фотокатода размещена формирующая камера, в стенке которой, Обращенной к фотокатоду, выполнены сквозные каналы, а между каналами и молекулярным источником размещены отражатели. Формирующая камера может быть совмещена с одним из электродов прибора. На чертеже показана схема устройства для реализации способа активирования фотокатода фотоэлектронного прибора на примере электронно-оптического преобразователя (ЭОП). Устройство содержит формирующую камеру 1, трубку 2 для подвода пара щелочного металла от внешнего источника к формирунхдей камере, каналы 3 в формирующей камере, фотокатод 4, штенгель 5 для откачки прибора, отражатели 6 в камере, испаритель сурьмы 7. Формирующая камера 1 представляет собой тело вращения, конструктивно она объединена с фокусирующим электродом ЭОП и расположена симметрично относительно оси прибора. .Сдалана камера из листового металла, отдель.ные детали камеры соединены сваркой/ ja трубка 2 для подвода внутрь камеры 1 паров щелочных металлов присоединена к камере пайкой. В стенке камеры 1 сделаны сквозные каналы 3. Длина каждого канала равна его диаметру, равному 0,5 мм. Каналы, расЬоложеннЕле cHMt-ieTpHUHo оси камеры, центры выходных отверстий которых лежат на. окружности диаметром 34 мм с шагом 20, направлены в централь ную область фотокатода и так, что ось каждого канала образует угол с осью прибора, а каналы, центры вы ходных отверстий которых лежат на окружности диаметром 37 мм с шагом ЗО направлены в сторону фотокатода и их оси параллельны оси прибора (эт последние каналы на схеме не показаны) . Неравномерность подвода к фотокатоду 4 щелочных металлов по площади не превышает, по расчету 3%.

Прибор откачивается через ш:тенгель 5 до высокого вакуума и нагревается печыо до температуры активирования фотокатода (для большинства фотокатодов в пределах 150-240°С). Через трубку 2 прибор присоединяется к источнику молекулярного потока пар щелочного металла (на схеме не показан) .

Пары щелочных металлов, поступающие через трубку 2 в формирующую камеру 1, свойством молекулярного потока прямолинейного распространения, рассеиваются в различные стороны отражателями б, препятствующими пролету молекул щелочного металла от трубки 2 до каналов В результате многократных отражений от отражателей 6 и стенок формирующей камеры 1 давление в поперечном сечении потока, достигшего отверстий каналов 3, выравнивается.

Молекулярные пучки щелочных металлов, выходящие из каналов 3, попадают «а фотокатод 4, где сорбируются ранее нанесенным основным материалом фотокатода (в нашем примере сурьмой), напыленной из испарителя 7, образуя в результате собственно фотокатод. Распределение количества щелочного металла, наносимого на фотокатод по его поверхности каждым отдельным молекулярным пучком,, зависит от геометрических размеров канала 3 и взаимного пространственного расположения канала 3 и фотокатода 4, а количество поступающего щелочного металла зависит кроме того, от давления над входньпи отверстием канала. Формирование многочисленных пучков из одного потока позволяет обеспечить практически любую равномерность по поверхности всего фотокатода количества наносимого щелочного металла (или обеспечить нанесение по другому, отличному от равномерного, распределению, что может быть необходимо, например, для компенсации неравномерности нанесе-. ния основного материала фотокатода

или для обеспечения заданного распределения сопротивления фотокатода по радиусу). Возможность получения необходимого распределения количества подводимого щелочного металла по поверхности фотокатода определяется тем, что геометрические размеры каналов и их ориентация относительно фотокатода могут быть точно заданы при изготовлении деталей и сворке прибора, а одинаковое давление пара над всеми входньали отверстиями ка1налов обеспечивается формирукнцвй камерой с ее выравнивающими давление отражатеЛ5ВЛИ 6. Направленность молекулярных пучков, вахоляадих из каналов 3, обеспечивает минимальное попадание щелочных металлов на детали йнутренней арматуры, изоляторы.. В зависимости от типа фотокатода обычно используется один или несколько щелочных металлов , которые описанньш способом могут в любой последовательности и комбинации или все одновременно быть нанесены на основной материал фотокатода 4. После окончания активирювания фОтокатода прибор отсоединяется от источника щелочных металлов с герметизацией места отсоединения нэвестяьял способом (например, холодной сваркой) Также отсоединяется прибор от вакуумной системы. На схеме эти места обозначены цифрой 8.

Необходимо управление количеством поступающего внутрь формирующей 1 щелочного металла, поскольку при используемых в большинстве случаев температурах активирования фотокатодов равновесное давление насыщенных паров щелочного металла больше, чем требуется для обеспечения молекулярного режима. Управляемый источник может быть сделан различными способами, например, при использо-iванни чистого щелочного металла из ампулы, регулирование поступления щелочного металла заключается в ограничении верхнего предела скорости поступления, что может быть выполнено известным способом включения между источником паров щелочного металла и трубкой 2 дополнительного сопротивления в виде отрезка трубки. Для источника , например, как показывают расчеты, достаточна поставить трубку диаметром 1,3 мм и длиной 100 мм (при температуре источника ), чтобы обеспечить на выходе давление пара с длиной свободного пробега 40 мм, что соизмеримо с характерным размером фотоэлектронного прибора.

Изобретение позволяет улучшить параметры фотоэлектронных приборов, зависящие от темнового фона (тока), электрической прочности и сопротивления изоляторов.

Формула изобретения

1. Ус ройство активирования фотокатода, содержащее подложку фотокатода и молекулярный источник щелочного металла, отличающееся тем, что, с целью снижения темнового тока, повышения поверхностного сопротивления изоляторов и электрической прочности, перед подложкой фотокатода размяцена формируюсзая камера, в стенке которой, обращенной к фотокатоду, выполнены сквозные каналы, а между каналами и молекулярным источником размещены отражатеити.

2j Устройство по п. 2, отличающееся тем, что формирующая камера совме1цена с одним из злектродов прибора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ ,1281056, кл. Н 01 J 31/50,1975.

2. Wolfgang К. Method for quasi contlnuons operation an electro-optic Image converter Reu. Sci. tnstrum, «71, 42, i, p. 1082-1088 (прототип).