Способ регенерации электронных спектров

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 111 473231 Союз Советских Социаиистическик Республик61) Дополнительное к 22) Заявлено 27.02.73 Вт. СВИ:1-1 У1) 18870862 Н 011 39 00 6 01 п 23,2 вки ЪЪ присоедицениех Государственнын комитет Совета Министров СССРтень ЛЪ 2 елам изобретений и открытий Дата опубликования оп ия 10,09,75 72) Автор) Заявитель СОВ РЕ 1"ИСТРАЦ СПЕКТР ЛЕКТРОН 54 Изобретение относится к технике спектроскопии зарякенных частиц малых и средних энергий и может 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 в 20 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 эмиттированцых электронов от нулевой до максимальной, определяемой энергией возбукдающих частиц, и связанная с этим невозможность непосредственного получения парциальиых энергетических спектров электроиов в эмиссионных пачках с какой-либо определенной численностью.Цель изобретения - непосредственная регистрация парциальных энергетических спек тров мцогоэлектронцых эмиссионных актов,т. е. регистрация спектров в пачках при эмиссии, возбуждаемой фотонами или другими частшами высоких энерпш.Су 1 ццость изобретения состоит в том, что 10 электронные пучки после многоканальногоумножения, разделяют на две части, одну из которых фокусируют ца запоминающей пластине электронно-лучевого потенциалоскопа и после цекот 01 ОЙ заде 1 жки считыва 10 т как 15 энергетический спектр пачки, а другуо преобразуют в течение времени задержки в суммарный импульс и после амплитудцои дискриминации используют для управления при выборочной регистрации считываемого потецци альцого рельефа по методу совпадений.На чертеже изображена блок-схема установки, на которой можно получать энергетические спетры эзектроиов предположеииымспособом.25 Схема содержит генератор 1 запускающихтмпльсов длительност 1 ПО 01.Оло 1 - 2 нсск; фотокатод (ФК) 2, подвергающийся действцо коротковолнового излучения и испускающий фотоэлектроцы, сгруппированные по пачкам 30 1 азиой числеПиост; магнитный 180-иый аиа.510 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 бО 6 д лизатор 3 с однородным полем; фокальная плоскость 4 которого совмещена с входной плоскостью блока КЭУ 5; полупрозрачный сетчатый электрод 6, потецццалоскопическую ЗЛТ с запоминающей пластиной 7, считываюццм лучом 8 и отклоняюцей системой электродов 9, фокусирующуо электронно-оптическую систему 1 О (ЗОС), дифференциальный амплитудный анализатор импульсов (ЛЛИ) 11, схему совпадения (СС) 12; осциллограф 13; генератор 14 развертки луча ЭЛТ; эксцацдер 15; линию регулируемой задержки 16; источник излучения 17; управляющий электрод 18.Регистрацию электронных спектров осуществляют следующим образом.Источник излучения 17 ц источник фото- электронов ФК 2 настраивают ца одцофотонный 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 фотоэмиссцц с ФК с помощью генератора 1 запускающих импульсов длительностью 1 - 2 нсек, которые подают ца управляющий электрод 18 на входе анализатора 3 (плотность эмиссии при этом долкца быть достаточно большой). Зту единственную пачку разлагают в поле анализатора по скоростям, тяк что в фокальцой плоскости 4 получают спектр энергий фотоэлектронов (в квадратичной шкале). Этот электронный спектр проектируют ца входную плоскость блока КЭУ 5, совхещенную с фокальной плоскостью 4 анализатора.На выходе блока КЗУ получают усцлсНное в 10000 - 100000 раз изображение электрош 1 ого спектра в виде слабо расходящихся электронных пучков. Эти электро 1 шые пучки с помощью фокусирующей ЗОС 8 проектируют на запоНца 1 ошуО пластину 7 потсцциалоскопцческой ЭЛТ. На пути фокусируемых электронных пучков далеко от фокальцых плоскостей блока КЭУ 5 и пластины 7 устанавливают дслительный сетчатый электрод 6 и благодаря ему делят электронный поток от каждого КЗУ примерно пополам. Одну половину потока собирают сетчатым электродом 6, я другую пропускают на запоминающую пластину 7. При эффективности КЗУ 80 - 90 О, потери первоначальных электронов из каидой пачки невелики, поэтому число сработавшцх КЭУ примерно равно численности каждоц пачки, я если все КЭУ работают в режиме насыщения и имеют небольшой разброс по коэффициенту усиления, то ц амплитуды цх 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 11, который настраивают на групу каналов, соответствующую какому-либо выбранному ислу электронов в пачке. Если анализируемая пачка соответствует настройке ЛЛИ, то 4на его выходе возникает импульс, который через экспандер 15 подают на управляющий вход схемы совпадений 12, обеспечивая прохождение сигнального напржсция (со рого входа) на регистратор, например осциллограф 13.Вторую часть электронного потока, прошедшую сквозь сетчатый, электрод 6, фокусируют на пластину 7, создавая ца ней потенциальный рельеф, соответствующий энергетическому спектру пачки (в квадратичной шкале). Этот потенциальный рельеф через некоторое время счигывают электронным лучом 8 ЭЛТ, так чтобы сигнал, несущий ицформацио о нем, приНсч ня сигнальный вход схемы совпадений 12 одновременно с управляОщим импульсом с экспандера. Для этого импульс запуска генератора 14 развертки считывающего луча ЗЛТ, пришедший также от генератора 1, пропускают через линию регулируемой задержки 16, регулируя задеркку так, чтобы начало сигнала от считываемого потенциального рельефа совпало с началом удлиненного импульса экспандера, я ширину экспандирован. ного юпульса 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:ала от экспандера реги. стрирующее устройство, например осциллографф 13, развертка которого спарена с гене. ратором развертки 14 ЭЛТ, воспроизводит энергетический (скоростной) спектр фотоэмис. сии. Этот спектр будет характеризовать только пачки с одной численностью электронов, на которыс настроен ЛЛИ, так как для;побых других 1 ячск ЛЛИ цс дает выходного импульса, и СС 12 за;ертя. При выключении СС можно наблюдать интегральное энергетическое распределение,Таким Ооразом, прсдложснцый сцосоо реи. страции позволяет из всевозможных энергетических распределений регистрировать только тс энергети Сские спектры, которые соотвстствуют выбранным пачкам.Прсимушсство " сцосоо 51 в.чется возможность использования его в сочетании с вычислительной машиной для анализа пачек любой численности без настройки выхода ЛЛИ на какуо-нибудь группу каналов по амплиту 1 ам цх 1 г 1 ульсов. МОжнО Вести, например, считывание потенциального рсльефа с запоминаюцей пластины 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 цо зарансс разработанной программс можст ровсстц соответствующий анализ и вдть данные об интегральном и парциальцых энергетических спектрах исследуемой эмиссии. В результате во ъ НОГО раз ус(оряс473239 Предмет изобретения Составитель А. Федоров Редактор Т, Орловская Текред Т. Курилко Корректоры: Л, Половка и Л. ОрловаЗаказ 211712 Изд. Ъ 90 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и Москва, )К-З 5, РаугнскаяТи: агк ьЗЗ ПодписноеСовета Министров СССРоткрытиииаб., д. 1 В Типография, пр. Сапунова. 2 ся математическая обработка экспериментальных результатов, а также сокр а:цается время эксперимента. Способ регистрации электронных 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 й с я тем, что, с целью непосредственной регистрации парциальных энергетических спектров в многоэлектронных эмиссионных актах, после многоканального умножения пуч ки разделяют на две части, одну из которыхзапоминают в виде потенциального рельефа, и после задержки считывают как энергетический спектр пачки, а другую часть преобразуют в суммарный импульс, которым после 10 дискриминирования по амплитуде управляютвыборочной регистрацией считываемого потенциального рельеф по совпадению сигналов во времени.