(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МИКРОКАНАЛЬНОЙ ПЛАСТИНОЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в регистраторах корпускулярно-волновых потоков на основе микроканальных пластин при наблюдении пространственно распределенных потоков излучения.
Известен способ и устройство, pea лизующее обеспечивающее управление микроканальной пластиной в устройствах регистрации распределенных корпускулярно-волновых потоков 1.
В импульсном режиме работы предпочтение отдается пластинам с малым сопротивлением электродов, поскольку конечное сопротивление электродов приводит к нарушению их эквипотенциальности в момент подачи импульсов напряжения на электроды из-за падения напряжения на продольном сопротивлении электродов при заряде межэлектродной емкости пластины. Зиачи-тельное сопротивление электродов вдоль поверхности пластины приводит к затягиванию процесса зарядки межэлектродной емкости, неравнсжерному распределению потенциала отдельных частей пластины и приводит к нарушению режима работы пластины.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ управления микроканальной пластиной путем создания импульсной разности потенциалов между ее входом и выходом {,2.
Однако указанный способ не обеспечивает достаточного быстродействия при переключении, поскольку
10 не исклочает эффекта заряда межэлектродной емкости пластины в момент подачи разности потенциалов на электроды (через прюдольное сопротивление электродов) и тем самым ограничива15ет быстродействие включения временем заряда указанной емкости.
Наиболее близким устройством для управления микроканальной пластиной
20 для указанного способа является устройство, содержащее импульсный источник питания, один из электродов которого подключен к приемному электроДУ 12 .
25
Известное устройство также не обеапечивает достаточного быстродейстл ВИЯ при переключении.
Цель изобретения - повышение быстродействия в импульсном режиме рабо30ты. Цель достигается тем, что в спосо бе управления микроканальной пластиной путем создания импульсной разности потенциалов между ее входом и выходом пластину помещают в однородное электрическое поле перпендикулярно его силовым линиям с ориентацией вектора напряженности от выхода плас тины к ее входу. Кроме того, цель достигается тем, что в устройстве управления микроканальной пластиной, содержащем приемный электрод и импульсный источник питания, один из электродов которого подключен к приемному электроду, введен сеточный электрод, подключенный ко второму электроду источника питания, а пластина размещена у сеточ ного электрода с зазором большим размера сеточной ячейки и закреплена по периметру в слое диэлектрика одинаковой с ней толщины и диэлектрической проницаемости, поверхности которого покрыты электродами, подключенными к электродам пластины. Кроме того, с целью расширения вр менного диапазона работы пластины в способе согласно данному изобретению одновременно с размещением пластины в поле подают рабочую разность потенциалов на ее электроды, а в устройстве сеточный электрод, электроды пластин и приемный электроды шунхированы последовательным резистивным делителем. Способ осуществляется следующим об разом. Одновременно с подачей рабочей ра ности потенциалов на электроды помеща ют пластину в электрическое поле перпе«дикулярно силовым линиям поля с направлением вектора напряженности от выхода пластины к ее входу. Внешнее поле поляризует диэлектрик, из которо го (вделана пластина, и тем самым факт чески создает разность потенциалов, между электродами пластины, нанесенными на поверхность диэлектрика. В соответствии с условием (d диаметр пластины мм; ii - толщина 0, мм) непрерывности нормаль ной компоненты поля и перпендикулярности силовых линий 5знешнего электрического поля поверхности пластины, возникающее внутри пластины поле однородно (за исключением краевых областей), силовые линии поля направлены перпендикулярно поверхности электродов с направлением вектора напряженности от выхода пластины к ее входу. Такая ситуация соответствует распределению электрических подлей в пластине в установившемся режиме работы. Выбором величины внешнего поля устанавливают рабочую напряженность поля внутри пластины. Одновременно с поляризацией диэлек рика, из которого изготовлена пластина, происходит разделение зарядов на электродах, покрывающих ее поверхность . в силу приведенных выше условий, указанное разделение происходит поперек электродов и не вызывает искажений величины потенциала вдоль поверхности пластины. Время переключения в данном случае определяется только временем поляризации диэлектрического материала пластины и не зависит от продольного сопротивления электродов, поскольку время разделения зарядов поперек электродов чрезвычайно мало из-за пренебрежимо малого поперечного сопротивления электродов ( и менее)., Таким образом размещение пластины во внешнем электрическом поле обеспечивает предельно возможное быстродействие управления, определяемое диэлектрическими свойствами материала пластины. Подключение электродов пластины к внешнему источнику питания одновременно с размещением пластины во внешнем поле не влияет на процессы, происходящие в пластине под действй ем поля, но обеспечивает длительный режим работы после включения. В случае отсутствия подключения пластины к внешнему источнику питания, разность потенциалов, возникающая между электродами пластины в момент создания поля, будет уменьшаться по закону разряда межэлектродной емкости и пластины С через ее внутреннее сопротивление R. Характерное время разряда указанной RC-цепочки имеет значение 1СГЮ с и обеспечивает сохранение разности потенциалов на электродах пластины Б течение промежутков времени ДТ, удовлетворяющих соотношению дт« 4RC. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает работоспособность микроканальной пластины и без подключения электродов к внешнему источнику питания в течение промежутка времени, удовлетворяющего соотношению AT«RC. На чертеже показано устройство, реализующее прёдлагае51адй способ управления микро1 анальной пластиной. Устройство содержит импульсный источник питания 1, приемный электрод 2, резистивные делители 3-5, микроканальную пластину 6, покрытую электродами 7 и 8, диэлектрик 9 с электродами 10 и 11 и сеточный электрод 12t Один из электродов импульсного источника питания 1 подключен к приемному электроду 2 и через резистивные делители 3 - 5 - к сеточному электроду 12, подктпоченному к второму электроду источника питания 1, и к электродам 7 и 8 микроканальной пластины 6, которая закреплена в слое диэлектрика 9 одинаковой с ней толщины и диэлектрической проницаемости, поверхности которого покрыты электродами 10 и 11, подключенными к электродам 7 и 8 микроканальной пластины 6, размещенной у сеточного электрода 12 с зазором, большим размера сеточной ячейки . Устройство работает следующим образом. В момент включения импульсного источника питания 1, напряжение источника подается на приемный 2 и сеточный 12 электроды, и через -резистивные делители 3 - 5 - на электроды 7, 8, 10,.11 Микроканальной пластины 6 и диэлектрика 9. Разность потен циалов между приемным 2 и сеточным 12 электродами создает электрическое поле, в котором оказывается размещенной микроканальная пластина 6. Поле создает рабочую разность потенциалов между электродами 7 и 8.пластины Ь .и между электродами 10 и ll электричес ки эквивалентного ей слоя диэлектрика 9. Таким образом происходит включение пластины 6 и достигается однородность поля по всей ее поверхности включая край. Исследуемое корпускулярно-волновое излучение проходит через сеточный электрод 12, попадает на вход пластины 6, конвертируется в электронный поток, который усиливается в каналах пластины ь и попадает на приемный электрод 2,.создавая, например, карт ну простраственного распределения ре гистрируемых потоков. Размещение сеточного электрода 12 у пластины 6 на расстоянии, большем размера сеточной ячейки, обеспечивает однородность электрического поля у приемного электрода 7 пластины б пр высокой геометрической прозрачности сеточного электрода 12. Резистивные делители 3-5 обеспечивают поддержание рабочей разности потенциалов между электродами 7 и 8 пластины 6 в процессе наблюдения, компенсируют отток заряда с пластины 6, создаваемый потоком электронов на приемный электрод 2. Устройство обеспечивает предельно малое время переключения, определяемое, фактически, временем распространения электромагнитной волны (света) вдоль характерного размера устройства В частности, при диаметре микроканаль ной пластины 25 мм размер устройства не превышает 50 мм, характерное время пробега электромагнитной волны вдоль всего размера стройства оказывается равным с, что более, чем в 10 раз меньше временного разрешения известного устройства. Устройство обеспечивает высокую однородность коэффициента усиления различных частей пластины, без провалов чувствительности в центре. Устройство позволяет использовать, пластины с предельней высоким ( для обеспечения постоянного режима работы) продольным сопротивлением электродов. В принципе, в течение времени дГ« «RC пластины, устройство обеспечивает работоспособность пластин, вообще не имеющих электродов. Изобретение может быть использовано для создания регистраторов корпускулярно-волновых потоков, предназначенных для наблюдения объектов в режиме высокого временного разрешения в научных исследованиях, и промышленных работах, а также для -создания систем контроля качества пластин. Формула изобретения о , 1.Способ управления микроканальной пластиной путем создания импульсной разности потенциалов между ее входом и выходом, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия в импульсном режиме работы, пластину помещают в однородное электрическое поле перпендикулярно его силовым линиям с ориентацией вектора напряженности от выхода пластины к ее входу. 2.Способ ПОП.1, отлича ющ и и с я тем, что, с целью расширения временного диапазона работы пластины, одновременно с размещением пластины в поле подают рабочую разность потенциалов на ее электроды. 3.Устройство управления микроканальной пластиной.содержащее приемный электрод, импульсный источник питания, один из электродов которого подключен к приемному электроду, о тличающееся тем, что, с целью повышения быстродействий в импульсном режиме работы, в него введен сеточный электрод, подключенный ко второму электроду источника питания, а пластина размещена у сеточного электрода с зазором, большим размера ной ячейки и закреплена по периметру а слое диэ ектрнка одинаковой с ней толщины и диэлектрической проницаемости поверхности которого покрыты электродамн, подключенными к электродам пластины. 4.Устройство по п.3, отличающееся тем, что сеточный электрод, электроды пластин и приемный электрод шунтированы последовательным резистивным делителем. Источники инфО 1ации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3777201, кл. 312-651, 19/2. 2.Патент США 3885180, кл.313-103, 19/3 1прототип). .
Т
