Способ измерения порога чувствительности фотоэлектронного умножителя в импульсном режиме

Способ измерения порога чувствительности фотоэлектронного умножителя в импульсном режиме

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапмстических

Республик (»)966790 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 04.03,81 (21) 3253981/18 21 с присоединением заявки № (23) Прмормтет

Н01 J 4300

Ркудерстеанаь1Н «еиитет

СССР ее делам взабратеннй н открытке (53) УДК 621383. .282 (088.8) Опубликовано 15.10.82. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 15.10.82

1 с (72) Авторы (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРОГА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

ФОТОЭЛЕКТРОННОГО УМНОЖИТЕЛЯ В ИМПУЛЬСНОМ

РЕЖИМЕ

1 Изобретение относится к фотоэлектронным 1 умножителям (ФЭУ), а более конкретно к способам измерения основных паоаметров ФЭУ, в частности их пороговой чувствительности.

Известен способ измерения порога чувстви1

;тельности ФЭУ по его темновои эмиссии; ха5 ! рактеризующейся амплитудным распределением темновых импульсов (1l.

Одюко в данном способе учитывается

10 только плотность темнояой эмиссии (число . темповых импульсов в единицч времени) и не учитывается амплитудная дисперсия сигнала.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения по15 рога щвствительности фотоэлектронного умножителя в импульсном режиме, включающий .измерение уровня амплитудной дискриминации при заданной скорости счета темповых импульсов фотоэлектронного умножителя (2) .

Недостатками данного способа является то что в нем не учитывается как дисперсия ампли« туды порогового сигнала, так и допустимое waчение потерь скорости счета порогового сигнала при дискриминации по темновым импульсам.

Цель изобретения — повышение точности способа измерения пороговой чувствительности фотоэлектронного умножителя, Цель достигается тем, что согласно способу измерения порога чувствительности фотоэлектронного умножителя в импульсном режиме, включающему измерения уровня амплитудной дискриминации при заданной скорости счета темновых импульсов фотоэлектронного умножителя измеряют среднюю амплитуду дисперсии порогового сигнала при заданной величине потерь скорости счета, установленных пЬ уровню дискриминации темновых импульсов, а порог чувствительности фотоэлектронного умножителя в световых единицах определяют из зависимости

F . Вт им" т» т где + — значение средней амплитуды дисперсии порогового сигнала,В;

Йи — сопротивление анодной нагрузки,Ом; — анодная спектральная чувствительность, А/Вт.

966790

На фиг. 1 представлены графические зависимости распределения темновых и пороговых сигнальных импульсов; на фиг. 2 — блок — схема установки для определения порога чуствительности ФЭУ, 5

На фиг. 1 Указаны: график распределения . темповых импульсов: ФЭУ 1, допустимая вели, чина скорости счета темповых импульсов ФЭУ 2, порог дискриминации темновых импульсов 3, кривая амплитудного распределения порогово- 10 го сигнала 4, заданная величина потерь скорости счета сигнала 5, средняя амплитуда дисперсии сигнала 6, а также области на графиках аи r.

На фиг. 2 указаны ФЭУ с делителем 7 15 напряжения, светонепроницаемая камера 8, импульсный источника 9 света, усилитель 10, дискриминатор 11, счетчик 12 импульсов, генератор 13, источник 14 питания ФЭУ.

Способ осуществляют следующим образом.

Дисперсия выходного сигнада ФЭУ (или его амплитудная разрешающая способность) зависит от мощности светового сигнала, облучающего фотокатод ФЭУ. Амплитудная дисперсия связана с амплитудой выходного сигнала 25

ФЭУ. Дисперсии амплитуды возрастает тем более, чем меньше амплитуда сигнала (или чем меньше мощность облучаюшего фотокатод

ФЭУ светового сигнала). Дисперсия максимальна при пороговых сигналах (например в одноэлектронном пике).

По распределенйю 1 (фиг. 1) может быть задана допустимая величина скорости счета темновых импульсов ФЭУ, ограниченная порогом дискриминации 3, отсекающим низковоль. тную часть амплитудного распределения темповых

35 импульсов ФЭУ и пропускающим только часть. амплитудного распределения, ограниченную областью а. Затем на ФЭУ подается импульсны .световой сигнал с мощностью, близкой к

40 пороговои, Путем изменения мощности порогового светового сигнала кривая амплитудного распределения порогового сигнала 4 (фиг. 1) перемещается в направлении, укаэанном стрелками, 45 при этом подбирается заданная величина потерь скорости счета сигнала 5 (область г), отсекаемая выставленным ранее по темновым импульсам порогом дискриминации 3.

Средняя амплитуда дисперсии сигнала 6 находится путем определения половинного значения от скорости счета сигнала„перемещением порога дискриминации 3 в положение 6 (обычно частота следования импульсов сигнала выбирается много больше скорости счета тем новых импульсов, поэтому ошибки в определении средней амплитуды дисперсии сигнала эа счет одновременно регистрации темповых . импульсов малы) .

Значение средней амплитуды дисперсии

1 р после ее определения, пересчитанное через анодную спектральную чувствительность конкретного образца ФЭУТ з „дает значение пороговой чувствительности в импульсном режиме.

Порог чувствительности в импульсном режиме F = — Вт, где И вЂ” значение

Ocо имн,х средней амплитуды дисперсии порогового сигнала в(В) на нагрузке ФЭУ; R, R„ сопротивление анодной нагрузки; с1 1 — анодная спектральная чувствительность ФЭУ в А/Вт.

Способ измерения порога чувствительности в импульсном режиме может быть реализован на аппаратуре, структурная схема которой при ведена на фиг. 2. Измеряемый образец ФЭУ с делителем 7 напряжения устанавливается в светонепроницаемую камеру 8. В этой же камере напротив фотокатода ФЗУ располагается импульсный источник 9 света (например светодиод). С анодной нагрузки ФЭУ сигнал подается на . усилитель 10, усиленнный сигнал поступает на дискриминатор 11, Число импульсов в единицу времени, определяется с помощью счетчика 12 импульсов. Для читания ФЭУ .используется стабилизированный источник 14 питания.

Варьируя коэффициентом усиления усилителя и порогом дискриминатора с помощью счетчика импульсов находят скорость счета темновых импульсов, равную принятому значению.

Затем, не изменяя коэффициента усиления усилителя и порога дискриминатора, на импульс. ный источник 9 света подают импульсы от генератора 13 с частотой повторения f1) cicoрости счета (средней частоты) темповых импульсов.

Варьируя амплитудой. занускаюших источник света импульсов, добиваются потерь скорости счета (или частоты f.), обусловленных дискриминацией части амплитудного распределения порогового сигнала (фиг. 1). Величина потерь в скорости счета (или частоте f) в процентном отношении должна равняться приня-тому значению потерь порогового, сигнала.

Средняя амплитуда дисперсии порогового сигнала О„„прн заданных скорости счета темповых импульсов и потерь скорости счета порогового сигнала определяется путем увеличения порога дискриминации до получения скорости счета, равной 1/2 f, а приведенное ко входу значение

О в вольтах находят путем деления полученного значения порога. дискриминации Uc> на коэффициент усиления усилителя (средняя амплитуда дисперсии на нагрузке ФЭУ RH Â).

Предлагаемый способ изменения порога чувствительности ФЭУ в импульсном режиме позволяет производить качественный отбор ФЗУ, например, для целей дальнометрии, светолока5 966790 6 цин, импульсной фотометрии и для зксперимен- умножителя в световых единицах определяют тальных исследований при использовании опти- из зависимости ческого квантового генератора.

1 сР

Еимя . Ки X с p. где ц — значение средней амплитуды дисперФормула сии порогового сигнала, (В);

R„— . сопротивление анодной нагрузки

i (Ом); — анодйая спектральная чувствительол ность; (А/Вт). изобретения

Q фЮ% каз 7889/71.

Подписное Патент", ул. Проектная, 4

Способ измерения порога чувствительности фотоэлектронного умножителя в импульсном режиме, включающий измерение уровня ампли1О тудной дискриминации при заданной скорости счета темповых импульсов фотоэлектронного умножителя, отличающийся тем, что, е целью повышения точности измерения пороговой чувствительности фотоэлектронного умножителя, измеряют среднюю амплитуду дисперсии порогового сигнала при заданной величине потерь скорости счета, установленных по уровню дискриминации темновых импульсов, а порог чувствител ности фотоэлектронного

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ford Я, Jones R., 01!чег С.L, Pike Е.R.

The Use of Photomu1tip1iers Tubes for Photon

Counting.— The А of Appiied Optics, 1969, ч. 8, У 10, р. 1975 — 1989. . 2, Матвеев В. В., Соколов А. Й. Фотоумножители в сцинтилляциоиных счетчиках. М., Госатомиздат, 1962, с. 11 — 17 (прототип) .