Способ регенерации электронных спектров
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1!) 473231
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 27.02.73 (21) 1887086 26-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 05.06.75. Бюллетень ¹ 21
Дата опубликования описания 10.09.75 (51) М. Кл. Н 011 39, 00
G 01п 23, 22
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.384.6 (088.8) (72) Автор изобретения
О M Сов! ш (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРОННЫХ СПЕКТРОВ
Изобретение относится к технике спектроскопии заря?кенных частиц малых и средних энергий и мо?кет быть использовано для получения и исследования энергетических спектров ионов и электронов, эмиттирующих с поверхности твердого тела под воздействием корпускулярного и электромагнитного излучения в области энергий 60 — 2000 эв.
Известны способы регистрации энергетического распределения эмиттированных электронов, основанные иа фокусировке заряженных частиц в однородном магнитном или цилиндрическом электростатическом поле.
В частности, известен способ регистрации электронных спектров, основанный на дисперсии электронных потоков в магнитном поле, которые затем усиливают в блоке канальных электронных умножителей, ускоряют для получения сцинтилляций на фосфоресцирующем экране и сканируют полученное изображение с помощью видеокамеры и многоканального анализатора.
Недостатками известных способов являются невозможность регистрации электронных спектров одновременно во всей области энергий эмиттированиых электронов от нулевой до максимальной, определяемой энергией возбу?кдающих частиц, и связанная с этим невозможность непосредственного получения парциальиых энергетических спектров электроиов в эмиссионных пачка i с какой-либо определенной численностью.
Цель изобретения — непосредственная регистрация парциальных энергетических спек5 тров многоэлектронных эмиссионных актов, т. е. регистрация спектров в пачках при эмиссии, возбуждаемой фотонами или другими частш(ами высоки.; энерпш.
Су!цность изобретения состоит в том, что
10 электронные пучки после многоканального умножения, разделяют на две части, одну из которых фокусируют на запоминающей пластине электронно-тучевого потенциалоскопа и после некот01?ОЙ заде )жки считываlот как
15 энергетический спектр пачки, а другую преобразуют в течение времени задержки в суммарный импульс и после амплитудной дискриминации используют для управления при выборо шой регистрации считываемого потенци20 альиого рельефа по методу совпадений.
На чертеже изображена блок-схема установки, на которой можно получать энергетические спектры э loliTpoIIQB предположенным способом.
25 Схема содержит генератор 1 запхска!Ощих длительност1ио ol .o. Io 1 — 2 фотокатод (ФК) 2, подвергающийся действию коротковолнового из".ó÷åíèÿ и испускающий фотоэлектроны, сгруппированные по пачкам
30 разной численности; магнитный 180 -иый аиа473239
IO
ЗО
4О
55 бО б,с лизатор 3 с однородным полем; фокальная плоскость 4 которого совмещена с входной плоскостью блока КЭУ 5; полупрозрачный сетчатый электрод 6, потенциалоскопическую
ЗЛТ с запоминающей пластиной 7, считывающнм лучом 8 и отклоняющей системой электродов 9, фокусирующую электронно-оптическую систему 10 (ЗОС), дифференциальный амплитудный анализатор импульсов (ЛЛИ)
11, схему совпадения (СС) 12; осциллограф 13; генератор 14 развертки луча ЭЛТ; экснандер
15; линию регулируемой задержки 16; источник излучения 17; управляющий электрод 18.
Регистрацию электронных спектров осуществляют следующим образом.
Источник излучения 17 и источник фотоэлектронов ФК 2 настраивают на однофотонный режим. Зто означает, что в течение каждого интервала. равного разрешающему времени регистрирующего электронного тракта, с
ФК в анализатор влетает не более одной пачки фотоэлектронов, для чего осуществляют, например, кратковременное отпирание запертой фотоэмиссип с ФК с помощью генератора ! запускающих импульсов длительностью
1 — 2 нсек, которые подают на управляющий электрод 18 на входе анализатора 3 (плотность эмиссии при этом доли«на быть достаточно большой). Зту единственную пачку разлагают в поле анализатора по скоростям, так что в фокальпой плоскости 4 получают спектр энергий фотоэлектронов (в квадратичной шкале). Этот электронный спектр проектируют на входную плоскость блока КЭУ 5, совмещенную с фокальной плоскостью 4 анализатора.
На выходе блока КЗУ получают ус1 lc l:lop. в
10000 — 100000 раз изображение электронного спектра в виде слабо расходящихся электронных пучков. Эти электро.i lûå пучки с помощью фокусирующей ЗОС 8 проектируют на запомина1ощую пласт1гну 7 потснциалоскоппческой ЭЛТ. На пути фокусируемых электроннblõ пучков далеко от фокальны: плocêoclåII блока КЭУ 5 и пластины 7 устанавливают дслительный сетчатый электрод 6 и благодаря ему делят электронный поток от кагждого КЗУ примерно пополам. Одну половину потока собирают сетчатым электродом 6, а другую пропускают на запоминающую пластину 7.
При эффективности КЗУ 80 — 90ор потери первоначальных электронов из ка>идой пачки невелики, поэтому число сработавших КЭУ примерно равно численности каждой гачки, и если все КЭУ работают в режиме насыщения и имеют небольшой разброс по коэффициенту усиления, то и амплитуды IIx выходных импульсов мало отличаются друг от друга. Таким образом, просуммированный сетчатым электродом 6 импульс тока пропорционален числу электронов в кахкдой пачке.
Далее импульс тока пропускают через ЛЛИ
)1, который настраивают на группу каналов, соответствующую какому-либо выбранному ислу электронов в пачке. Если анализируемая пачка соответствует настройке ЛЛИ, то
4 на его выходе возникает нмпул1.с, который через экспандер 15 подают на управляющий вхоz схемы совГ1ад< ний 12, обеспечивая iipoхождение сигнального напряжс1шя (со второго входа) на регистратор, например осцил7îãpàô 13.
Вторую часть электронного потока, прошедIIIvIo сквозь сетчатый, электрод 6, фокусируют на пластину 7, создавая на ней потенциальный рельеф, соответствующий энергетическому спектру пачки (в квадратичной шкале). Этот потенциальный рельеф через некоторое время счи Гывают электронным лучом 8 ЭЛТ, так чтобы сигнал, несущий информаци1о о нем, пришел на сигнальный вход схемы совпадений
12 одновременно с управля1ощим импульсом с экспандера. Д.чя этого импульс запуска генератора 14 развертки считывающего луча
ЗЛТ, пришедший также от генератора 1, пропускают через линию регулируемой задержки
16, регулируя задевжку так, чтобы начало сигнала от считываемого потенциального рельефа совпало с началом удлиненного импульса экспандера, а ширину экспандированного импульса устанавливают равной, по крайней мере, времени развертки одной строки ЗЛТ. После считывания рельефа пластины
7 она снова готова для запоминания следующего спектра.
При наличии сиг::1ала от экспандера регистрирующее устройство, например осциллограф 13, развертка которого спарена с генератором развертки 14 ЭЛТ, воспроизводит энер -етнческий (скоростной) спектр фотоэмиссии. Этот спектр будет характеризовать только Г1ачкн с одной численностью электронов, на I
Таким ОО17 азом, I.pc g. io>KPI7 II IÉ cliocoo ре1 IIстрации позволяет из всевозможных энергетических распределений регистрировать только тс энергети 1сские спектры, которые соотвстствуют выбранным пачкам.
Hpcèì øocT3o." 1 cIIocoo3 51влястся возможность использования его в сочетании с вычислительной машиной для анализа пачек любой iHc;IcHlIocTl1 без настройки выхода ЛЛИ на какуio Illláóäü группу каналов 70 àмГIclèòóä3м
11 1пУ.7ь сов. МОжнО В(cTII, 113пРИМСР, считыва нне потенциального рсльефа с запоминаю1цей
;1ластины 7 при любой численности пачек непосредственно на запоминающее устройство
ЗВМ, кодируя каждый счлтываемыи энергетический спектр пачки соответствующим ей импульсом с сетчатого электрода 6, амплитуда которого пропорциональна се числу. По достижении достаточного объема информации
ЗВЧ lio зарансс разработанной программс можст 1ровсстн соответствующий анализ и выдать данные об интегральном и парциальных энергетических спектрах исследуемо I эмиссии. В pp3 ÷ 7I>T3Tp во много р аз ускор ясг473239
Предмет изобретения
Сос гонитель A. Федоров
1зедактор T. Орловская Текред Т. Курилко Корректоры: Л. Половка и Л. Орлова
Заказ 21 17 12 Изд. ¹ 790
ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений п
Москва, )K-35, 1ааушская
Тппагк 833 11одппсное
Совета Министров СССР открытии наб., д. 1! 5
Типография, пр. Сапунова. 2 ся математическая обработка экспериментальных результатов, а также сокра:цается время эксперимента.
Способ регистрации электроннbIx спектров, основанный на разложении электронов по скоростям в магнитном поле с последующим многоканальным вторично-эмиссионным умножением электронных пучков, запоминанием потенциального рельефа и считыванием, отл ич а ю щи и с я тем, что, с целью непосредственной регистрации парциальных энергетических спектров в многоэлектронных эмиссионных актах, после многоканального умножения пуч5 ки разделяют на две части, одну из которых запоминают в виде потенциального рельефа, !
I после задержки считывают как энергетический спектр пачки, а другую часть преобразуют в суммарный импульс, которым после
10 дискриминирования по амплитуде управляют выборочной регистрацией считываемого потенциального рельефil по совпадению сигналов во времени.