Входной узел электронно-оптического преобразователя для регистрации мягкого рентгеновского излучения

Входной узел электронно-оптического преобразователя для регистрации мягкого рентгеновского излучения

Реферат

 

ВХОДНОЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ МЯГКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий герметично укрепленный в торце вакуумной оболочки преобразователя металлический фланец, подключенный к первой клемме источника питания, пластину, прозрачную к рентгеновскому излучению, герметично закрепленную на входном окне металлического фланца, фотокатод, расположенный на внутренней стороне пластины, элемент опоры для пластины, отличающийся тем, что, с целью повышения пространственного разрешения и чувствительности электронно-оптического преобразователя, элемент опоры выполнен в виде микроканальной пластины, перекрывающей входное окно и прижатой к фотокатоду с помощью кольца, подсоединенного к второй клемме источника питания.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для регистрации мягкого рентгеновского излучения. Известен рентгеновский электронно-оптический преобразователь (РЭОП), входное окно которого закрыто тонким ( 8 мкм) слоем бериллия с коэффициентом пропускания K 45% для рентгеновских квантов с энергией 1 кэВ. К недостаткам известного РЭОП можно отнести следующие: а) пористость бериллия, которая при толщине его менее 20 мкм требует специального уплотнителя или специальных геттерных насосов; б) непрозрачность бериллия к видимому излучению, что исключает возможность настройки РЭОП; в) недостаточно высокая чувствительность РЭОП, обусловленная малой площадью входного окна, определяемой механической прочностью тонких пластин бериллия. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является входной узел электронно-оптического преобразователя для регистрации мягкого рентгеновского излучения, содержащий герметично укрепленный в торце вакуумной оболочки преобразователя металлический фланец, подключенный к первой клемме источника питания для создания поля между фотокатодом и экраном, пластину, прозрачную к рентгеновскому излучению, герметично закрепленную на входном окне металлического фланца, фотокатод, расположенный на внутренней стороне пластины, элемент опоры для пластины. В известном входном узле РЭОП пластина прозрачная для рентгеновского излучения (слюда) расположена на металлической сетке, при этом W_c N, где W_c ширина витков сетки, N пространственное разрешение ЭОП. Для достижения большей прочности металлическая сетка выполняется методом травления и составляет с металлическим фланцем единое целое. Использование металлической сетки с указанными параметрами в качестве элемента опоры для слюды позволяет увеличить диаметр входного окна до 20 мм при толщине слоя слюды до 3 мкм, что приводит к увеличению чувствительности РЭОП. Недостатком прототипа является неудовлетворительное пространственное разрешение N20 штр/мм, определяемое шириной витков сетки W_c 50 мкм. Уменьшение ширимны витков сетки снижает ее прочность, для обеспечения которой необходимо уменьшать площадь входного окна, что приводит к уменьшению чувствительности РЭОП. Увеличение толщины сетки для повышения ее прочности также приводит к снижению пространственного разрешения из-за ослабления ускоряющего поля у катода. Целью изобретения является повышение пространственного разрешения и чувствительности электронно-оптического преобразователя. Цель достигается тем, что во входном узле электронно-оптического преобразователя для регистрации мягкого рентгеновского излучения, содержащем герметично укрепленный в торце вакуумной оболочки преобразователя металлический фланец, подключенный к первой клемме источника питания, пластину, прозрачную к рентгеновскому излучению, герметично закрепленную на входном окне металлического фланца, фотокатод, расположенный на внутренней стороне пластины, элемент опоры для пластины, элемент опоры выполнен в виде микроканальной пластины, перекрывающей входное окно и прижатой к фотокатоду с помощью кольца, подсоединенного к второй клемме источника питания. На чертеже представлен входной узел РЭОП. Он содержит пластину, прозрачную для рентгеновского излучения (слюду) 1, катод 2, микроканальную пластину (МКП) 3, прижимное кольцо 4, стеклоэмаль 5, первую и вторую клеммы 6 и 7 источника питания. В каналах МКП создается ускоряющее поле благодаря подключению к ее входу и выходу соответствующих напряжений. РЭОП работает следующим образом. При воздействии мягкого рентгеновского излучения, которое через пластину, прозрачную для рентгеновского излучения, например, слюду 1 попадает на катод 2. Электроны, вылетающие с катода, попадают в каналы МКП 3, где они ускоряются и, ударяясь о стенки каналов, создают вторичные электроны. С выхода МКП усиленный поток электронов, проходя через систему фокусирующих и ускоряющих электродов, попадает на люминесцентный экран, на котором появляется усиленное изображение входного сигнала. Таким образом, в РЭОП, выполненном согласно данному изобретению, МКП помимо своей основной функции, заключающейся в усилении потока электронов, выполняет функцию элемента опоры для слоя слюды с напыленным на ней катодом. Это позволяет увеличить диаметр входного окна до размера МКП, при этом исключается прогиб пластины и увеличивается чувствительность РЭОП. Пространственное разрешение N РЭОП определяется расстоянием D между каналами МКП. При диаметре каналов d 10 мкм, D 12,5 мкм, N 1000/2 80 штр. /мм что в 4 раза превышает пространственное разрешение известного РОЭП, у которого N 20 штр./мм при реально выполнимой ширине витка W_c 50 мкм. При изготовлении сетки с минимальной шириной W_c 12,5 мкм, необходимо увеличить ее толщину, что приводит к ослаблению поля у катода. Этого не происходит при использовании МКП в качестве опорного элемента. В МКП на протяжении всего канала действует ускоряющее поле, так как к МКП приложено напряжение. Таким образом, первым преимуществом РЭОП по сравнению с известным РЭОП является увеличение пространственного разрешения в 4 раза, вторым преимуществом увеличение диаметра входного окна до размера МКП, что соответствует увеличению чувствительности в 4 раза. Кроме того, использование МКП как дополнительного усилительного элемента позволяет существенно увеличить РЭОП, а следовательно, регистрировать на фотопленку более слабые сигналы по сравнению с известными конструкциями РЭОП, в которых МКП установлена непосредственно перед люминесцентным экраном.

Формула изобретения

ВХОДНОЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ МЯГКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий герметично укрепленный в торце вакуумной оболочки преобразователя металлический фланец, подключенный к первой клеме источника питания, пластину, прозрачную к рентгеновскому излучению, герметично закрепленную на входном окне металлического фланца, фотокатод, расположенный на внутренней стороне пластины, элемент опоры для пластины, отличающийся тем, что, с целью повышения пространственного разрешения и чувствительности электронно-оптического преобразователя, элемент опоры выполнен в виде микроканальной пластины, перекрывающей входное окно и прижатой к фотокатоду с помощью кольца, подсоединенного к второй клемме источника питания.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000