Способ определения амплитудно- чАСТОТНОй ХАРАКТЕРиСТиКи фОТО-уМНОжиТЕля Советский патент 1981 года по МПК G01J1/10 

Изобретение относится к фототехнике и может быть использовано во всех отраслях науки и техники,где приходится иметь дело с регистрацией световых сигналов, распределенных в широкой полосе частот при помощи ФЭУ, а именно в лидарной технике, ядерной ф эике, оптической связи,радиоэлектрон ке, спектроскопии, космической техни ке .и кибернетике. Известен способ определения ампли тудно-частотной характеричтики ФЭУ, работающего в режиме регистрации сил ных световых потоков, в котором фотокатод ФЭУ подсвечивают сильным све товым потоком, промодулированным по интенсивности в широкой полосе частот/ и по зависимости глубины модуляции выходного тока ФЭУ от частотьГ судят об амплитудно-частотной характеристике ФЭУ рЗ. К недостаткам известного спосооа следует отнести низкую эксперссность из-за большой длительности процесса измерений, значительную сложность и ограниченные функциональные возможности, так как этот способ неприменим для исследования частотных харатеристик ФЭУ, работающих в одноэлект ронном режиме регистрации слабых световых потоков. . . Известен также способ определения амплитудно-частотной характеристики фотоумножителя, включающий засветку фотокатода световым потоком и регистрацию выходного сигнала с анода фотоумножителя 2. Этот способ обладает сложностью,, низкой эксперссностью и ограниченными функциональными возможностями. Цель изобретения - упрощение способа, повышение его экспрессности и расширение функциональных возможное тей. Указанная цель достигается тем, что в способе определения амплитудно-частотной характеристики ФЭУ, вклн чающем засветку фотокатода световым потоком и регистрацию выходного сигнала с анода фотоумножителя, засвечивают фотокатод коротким световым импульсом, регистрируют сигнал от этого импульса на аноде и определяют временное положение его центра тяжести, затем засвечивают фотокатод таким же световым импульсом, регистрируют сигнал от этого импульса на последнем диноде и определяют вре менное положение его центра тяжести,

после этого отключают входную каме-ру фотоумножителя от источника питания, не изменяя режима питания умножйтельной системы, засвечивают первый динод таким же световым импульсом, регистрируют сигнал от этого импульса на аноде, определяют временное положение его центра тяжести и на основе полученных величин определяют амплитудно-частотную характеристику фотоумножителя, работающего в токовом режиме регистрации сильных световых потоков, по формуле

SjOyt:1

(()/(,1Н/Я

t

а фотоумножителя, работающего в одноэлектродном режиме регистрации слабых световых потоков по формуле Stol: 1 ,

° ()

где W - круговая частота;

среднее время пролета электL, ронов во входной камере ФЭУ

среднее время -пролета электронов в умножительном каскаде;

г

среднее время пролета на участке последний динод-ано

t постоянная времени нагрузки ФЭУ; п - количество идентичных умножительных каскадов ФЭУ. Таким образом, существенное отличив предлагаемого способа от известных состоит в том, что определение амплитудно-частотной характеристики ФЭУ осуществляют на основе временных параметров ФЭУ, а именно средних времен пролета электронов во входной камере ФЭУ, в его умножительной системе и на участке последнего диноданода.

На чертеже изображена .блок-схема устройства реализующего способ,

Устройство содержит источник 1 коротких световых импульсов, исследуемый ФЭУ 2, осциллограф 3, систему 4 автоматического считывания и обработки информации с экрана осциллографа.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 коротких световых импульсов выдает короткий световой импульс, который облучает фотокатод исследуемого ФЭУ 2. Развертка осциллографа 3 синхронизируется источником 1 коротких световых импульсов;на вход осциллографа 3 поступает выходной импуЛьс ФЭУ. бистема автоматического считывания и обработки информации с экрана осциллографа 4 производит вычисление временного положения центра.тяжести выходного импульса ФЭУ, (для достижения необходимой точности производят серию идентичных измерений), Чтобы опоеделить временные характеристики исследуемого ФЭУ 2 Г, -сд и Т., производят три серии последовательных . измерений: измеряют временное положение центра тяжести выходного импульса ФЭУ обычном включении ФЭУ; измеряют временное положение центра тяжести выходного импульса ФЭУ Тг с последнего динода умножительной системы ФЭУ; измеряют временное положение центра тяжести выходного импульса ФЭУ Тз при отключенной входной камере, облучая коротким световым импульсом первый динод умножителя системы ФЭУ. Для вычисления временных характеристик исследуемого ФЭУ используют выражения

-T-f-T -Ф.г- , -1 k - -I о i

Предлагаемый способ определения амплитудно-частотной характеристики ФЭУ отличается от известных простотой реализации, высокой эксперссностью и широкими функциональными возможностями, позволяет сократить необходимое время измерений более, чем на порядок-, и применим для двух различных режимов работы ФЭУ - токового и одноэлектронного, легко поддается автоматизации.

Формула изобретения

Способ определения амплитудно-частотной характеристики фотоумножителя включающий засветку фотокатода световым потоком и регистрацию выходного сигнала с анода фотоумножителя, о тличающийся тем., что, с целью упрощения способа, повышения экспрессности и расширения функцио- нальных возможностей, засвечивают фотокатод коротким световым импульсом, регистрируют сигнал от этого импульса на аноде и определяют временное положение его центра тяжести, затем засвечивают фотокатод таким же световым импульсом, регистрируют сигнаш от этого импульса на последнем динод и определяют временное положение его центра тяжести, после этого отключаю входную камеру фотоумножителя от источника питания, засвечивают первый динод таким же светодым импульсом, регистрируют сигнал от этого импульса на аноде, определяют временное положение его центра тяжести и на oqнове полученных величин определяют амплитудно-частотную характеристику фотоумножителя, работающего в токовом режиме регистрации сильных световых потоков, по формуле

(1.шЧ)/2(..ш)(( а фотоумножителя, работающего в одноэлектронном режиме регистрации слабых световых потоков, по формуле

fr.M)/(,(i.)

где W т круговая частота;

среднее время пролета электронов в умножительном каскаде;

среднее время пролета элек -. тронов во входной камере ФЭУ; .

среднее время пролета на участке последний диноданод;

постоянная времени нагрузки

,0

количество идентичнЕлх умножительных каскадов ФЭУ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Дукор С.Г. Исследование частотных свойств фотоэлектронных умнЬжителея.-Электронная техника , 1968, сер. 4, вып. 4, с, 51-67.

2.Сиэьмин A.M.Широкополосные генераторы шума на временных фотоэлектронных умножителях.-ПТЭ, 1970, 4,

с. 194 (прототип).