Система умножения электронов электровакуумногоприбора

Патент 615828

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Севетскик

Социалистических

Республик

П "а

615828

И н 30 БР еФ:ец) я

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЮЛЬСТВУ (61) Дополиитеаьмое н авт. саид-ву (53)М. Кл. (22) Заявлено 22.10.76 (21} 2414593/18-25 с присоединением заявки Но

Н 01 J 43/20

H 01 J 40/16

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.0381.Бюллетень Н9 12

Дата опубликования описания 30. 03. 81 (53) УДК 621. 385..832(088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ã. Берковскии и A.Á. Костин (73) Заявитель (54) СИСТЕМА УМНОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ

ЭЛЕКТРОВАКУУМНОГО ПРИБОРА

Изобретение относится к электрон. ной технике, в частности к электровакуумным приборам с высоким временным разрешением, использующим системы умножения электронов.

Известна система умножения электроноВ, содержащая корытообразные диноды, имеющие ускоряющие экраны $1) .

Однако разброс времен пролета электронов в каскадном промежутке умножительной системы такой конструкции велик. Это связано с тем, что длины траекторий электродов, вылетевших из различных участков динода, заметно различаются. При этом ускоряющий градиент поля у более коротких траекторий значительно больше, чем у более длинных.

В результате при среднем времени пролета через раскад 1,1 но разброс времен пролета на касКаде равен 0,7 нс, а для десятикаскадной умножительной системы составляет уже 2,3 нс.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является система умножения электронов . электровакуумного прибора, содержащая линейно расположенные диноды, имеющие криволинейную поверхность с центром кривизны, перед каждым из которых расположена ускоряющая сетка, форма которой .идентична форме динода и имеет также центр кривизны (2 .

Оси поверхностей каждой пары динод-сетка совмещены, то есть они расположены друг относительно друга коаксиально. Сетки относительно каждого соседнего динода находятся под потенциалом 0с, равным двойной каскадной разности потенциалов

00 = 2U Радиусы кривизны динодов

15 равны расстоянию между последующими динодами, а радиусы кривизны сеток меньше радиусов кривизны динодов на величину промежутка между динодом и сеткЬй.

2О В известной системе умножения электронов у поверхности динода формируется однородный высокий ускоряющий градиент поля, а длины траекторий электронов, вылетевших из различных участков динода, примерно равны между собой, что улучшает временное разрешеиие прибора. Однако в промежутке между сетками траектории электронов, смещенные в сторо36 ну предыдущих динодов, проходят в б15828

Время пролета t с t2, так как промежуток d4 (4, а разность потенциЩ алов на промежутке одинакова. При соответствующем подборе величины

Qd = 02 вЂ” д можно добиться MHHH мализации разброса времен пролета .

Эту конструкцию системы умножения можно использовать в фотоэлектронном умножителе (ФЭУ).По результатам моделирования и расчета разЗ0 брос времен пролета электронов на каскаде не превышает 0,1 нс.

Система умножения электронов электровакуумного прибора, содержащая линейно расположенные диноды, имеющие криволинейную поверхность с центром кривизны, перед каждым из которых расположена ускоряющая сет ка, форма которой идентична форме динода и имеет также центр кривизны, о т .л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения временного

Я разрешения системы умножения, ускоряющие сетки расположены эксцентрично по отношению к соответстнующим динодам таким образом, что в ка лои паре динод-ускоряющая сетка центр

Я КРИВИЗНЫ СЕТКИ СМЕЩЕН ОтНОСИтЕ.:l.iver> поле с меньшим потенциалом по сравнению с траекториями электронов, смещенными в сторону последующих динодов. Таким образом, при почти равных длинах траекторий различный потенциальный рельеф вдоль траекторий вызывает существенный разброс времен пролета на каскаде, что приводит к ухудшению временного разрешения .систем.

Общее временное разрешение фотоэлектронного умножения (ФЭУ) с известной системой умножения с учетом влияния на этот параметр катодной камеры и анодного блока с последним каскадом составит .примерно 3 нс, что нежелательно при проведении ряда физических экспериментов, использование в них ФЭУ с известной конструкцией системы умножения не позволяет получить необходимые результаты.

Целью изобретения является улучшение временного разрешения системы умножения;

Для достижения поставленной цели в предлагаемой системе умножения элек. тронов ускоряющие сетки расположены эксцентрично по отношению к соответствующим динодам таким образом, что в каждой паре динод-ускоряющая сетка центр кривизны сетки смещен относительно центра кривизны динода в направлении к предыдущему по ходу электронного потока диноду на расстояние, составляющее0,45-0,55 линейного размера динода в направлении линейного расположения системы умножения.

На чертеже представлено схематичес кое изображение варианта предлагаемой динодной системы.

Система содержит диноды 1, имеющие криволинейные поверхности в виде части цилиндрической поверхности, и ускоряющие сетки 2, форма которых идентична форме динодов, причем центры кривизны цилиндрических поверхностей сеток Ос смещены относительно центров кривизны цилиндрических поверхностей динОдов 0g на расстояние, примерно равное половине ширины динода. Ыирина зазора между соседними динодом и сеткой неодинакова.

У верхней части динода, ближней к предшествующему диноду, ширина зазора меньше, чем у нижней части динода, ближней к последующему диноду.

На чертеже показаны траектории

3 и 4 электронов, вылетающих из крайних точек поверхности динода.

Работа системы умножения электронов заключается в следующем.

Электрон (см. траекторию 3), эмиттированный с части динода, .находящейся ближе к предыдущему диноду, ускоряется в малом промежутке d< за время tq до потенциала V U<„ затем попадает в область с относипьно низким потенциалом и за врегля t проходит до коллекторного ди4 нода. В свою очередь электрон (см. траекторию 4), эмиттированный с части динода, находящейся ближе к последующему диноду, ускоряется в более широком промежутке за время до потенциала г U, затем попадает в область с относительно высоким потенциалом и за время t проходит до коллекторного динода.

Время пролета г.„ ) t2,IIQCKOJlb ку электрон (3) пролетает в области с меньшим потенциалом, расположенной ближе к предыдущим динодам, чем электрон (4), который пролетает в области с большим потенциалом, расположенной ближе к последующим динодам.

При числе каскадов ФЭУ равном 10 это вРемя составляет порядка 0,3 нс, Расчетное временное разрешение ФЭУ при временном разрешении катодной камеры приблизительно 0,7 нс и анодного блока с последним динодом примерно 1,3 нс составляет примерно

1,5 нс. Испытания макетного образца показали, что прибор действительно обладает высоким временным разрешением вЂ” длительность импульсной характеристи.си на полувысоте составила 1,2-1,5 нс, что существенно ниже, чем у прототипа.

Формула изобретения

615828

Составитель К. Еремина

Редактор M. Кузнецова . Техред A.Ñàâêà Корректор М Коста

Тираж 784 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1 SS4/47

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 центра кривизны динода в направлении к предыдущему по ходу электронного потока диноду на растояние, составляющее 0,45-0,55 линейного размера динода в направлении линейного расположения системы умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сборник АН СССР. "Некоторые вопросы экспериментальной физики", 1959, выц.1, с. 27.

2. "Barb er И.; acta electronlса"

1961, V5 р.31 °