Способ управления канальным электронным умножителем и устройство для его осуществления

(53) Н САНИЕ РЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСИОМ(54) (57) 1, СПОСОБ НЫМ ЭЛЕКТРОННЫХ У щий создание импул тенциалов между ег дом и его размещен поле с ориентацией ности от выхода ка ного умножителя к личающийс целью повышения бы импульсном, бескон работы криволинейн электронного умнож электрическое поле линий которого у п ного электронного дает с формой обра верхности. много ма остранен Вторичноткрытого тиЭнергоиздат,ССС 981 ЬНЫМСТРОЙС СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ ССЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(71) Сибирский институт зенетизма, ионосферы и распррадиоволн СО АН СССР(56) 1. Айнбунд М.Р. и дрэлектроннйе умножители опа и их применение. М.,1981, с. 37-40.2.Авторское свидетельствР 866611, кл, Н 01 ) 43/04,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КАНАЛЭЛЕКТРОННЫМ УМНОЖИЕТЕЛЕМ ИВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. 1%МИФИба о УПРАВЛЕНИЯ КАНАЛЬ МНОЖИТЕЛЕМ, включаю ьсной разности поо входом и выхоие в электрическомвектора напряженнального электронего входу, о тя тем, что, с стродействия в тактном режиме ого канального ителя, создают Форма силовых оверхности канальумножителя совпазующих этой по1113860 2. Устройство для управления канальным электронным умножителем, со держащее приемный электрод у выхода канального электронного умножителя, импульсный источник питания, подключенный к первому дополнительному электроду и через резистор - к второму дополнительному электроду, при этом пространство между электрически разомкнутыми дополнительными электродами заполнено диэлектриком с отверстием для размещения в нем канального электронного умножителя, причем диэлектрик имеет одинаковую с канальным электронным умножителем диэлектрическую проницаемость, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия в импульсном, бесконтактном режиме работы криволинейного канального электронного умножителя, второй электрод импульсного источника питания через резистор подключен к приемному элекИзобретение относится к импульсной технике и может использоваться.в регистраторах корпускулярно-волновых потоков на основе канальныхэлектронных умножителей (КЭУ) .Известен способ и устройство,его реализующее, обеспечивающиеуправления КЭУ в регистраторах корпускулярно-волновых потоков. Управление КЭУ осуществляется путем соз-.дания разности потенциалов междувходом и выходом усилителя при подключении его к электродам источника питания (П,Из-за высокого сопротивления КЭУ(10 а - 10"о Ом) и наличия собственной емкости (2-10 пф) время установления рабочей разности потенциаловвдоль усилительного канала затягивается до значительных величин(10 - 10с, что не позволяет использовать известные способ и устройство для управления КЭУ в импульсном режиме работы.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ управления микроканальной пластиной путем создания им.пульсной разности потенциалов междуее входом и выходом и размещения еев однородном электрическом поле пер.пендикулярно его силовым линиям сориентацией вектора напряженностиот выхода пластины к ее входу Г 23.Однако указанный способ неприменим к криволинейным канальным умно-.жителям, например, изогнутым по дугеокружности, поскольку не исключаетэфФекта накопления зарядов на по 5 10 15 20 25 30 35 троду, дополнительные электроды снаб жены отверстиямидля размещения вхо- да и выхода канального электронного умножителя и расположены под углом друг к другу вдоль радиусов, проходящих через концы умножителя к цент. ру окружности, дугой которой является канальный электронный умножи-. тель, причем расстояние от отверстий до ближайших краев доголнительных электродов удовлетворяет условию.я 1 угде Ъ - длина канального электронно"го умножителярасстояние от отверстий до ближайших краев дополнительных электродов,3. Устройство по п,2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что входи выход канального электронного умно- жителя через резисторы подключены к .соответствующим дополнительным электродам. верхности КЭУ из-за пересечений силовых линий поля с поверхностью усилителя в момент включенияполя и,тем самым, ограничивает быстродействие включения временем перераспределения зарядов вдоль поверхностиКЭУ через его высокое продольноерезистивное сопротивление,.Наиболее близким к предлагаемомуустройству является устройство управления микроканальной пластиной, являющейся по существу также КЭУ, со-.держащее приемный электрод у выходаумножителя, импульсный источник питания, подключенный к первому дополнительному электроду и через последовательные точки .резистивного .делителя к второму дополнительному элек-.троду, третьему электроду и .приемно-.му электроду, подключенному к второ-.му электроду импульсного источникапитания, и микроканальную пластину,размещенную в слое диэлектрика одинаковой с ней толщины и диэлектрической проницаемости, электроды которойподключены к второму и третьему дополнительным электродам.Известное устройство также необеспечивает достаточного быстродействия при переключении в импульсном,бесконтактном режиме работы,Цель изобретения - повышениебыстродействия в импульсном бесконтактном режиме работы криволинейного КЭУ.Указанная цель достигается тем,что согласно способу управления канальным электронным умножителем пу-.тем создания импульсной разности потенциалов между его входом и выходом, его размещения в электрическом поле с,ориентацией вектора напряженности от выхода КЭУ к еговходу, создают электрическое поле, 5 форма силовых линий которого у поверхности КЭУ совпадает с формой образующих этой поверхности.Кроме того, в устройстве,для управления КЭУ, содержащем приемный 10 электрод у выхода КЭУ, импульсный источник питания, подключенный к первому дополнительному электроду и через резистор - к второму доголнительному электроду, при этом про странство между электрически разомк нутыми дополнительными электродами заполнено диэлектриком с отверстием для размещения канального электронного умножителя, причем диэлектрик имеет одинаковую с канальным электронным умножителем диэлектрическую проницаемость, второй электрод импульсного источника питания через резистор подключен к приемному электроду, дополнительные электроды снабжены отверстиями, в.которых размещены вход и выход КЭУ, и расположены под углом друг к другу вдоль радиусов, проходящих через концы КЭУ к центру окружности, дугой кото рой является КЭу,.причем расстояние от отверстий до ближайших краев дополнительных электродов удовлетворяет условиюйИ, 35 где Ь - длина КЭУ;1 - расстояние от отверстий доближайших краев дополнительных электродов.Кроме того, с целью расширения 40 временного диапазона работы КЭУвход и выход его через резисторы подключены к соответствующим дополнительным электродам,Способ осуществляется следующим 45 образом. Канальный электронный умножитель помещают в электрическое поле с вектором напряженности, направленным от выхода .Умножителя к .его входу, .и с . формой силовых линий у.поверхности умножителя, совпадающей с формой образующих поверхности, В таком случае вектор напряженности электрического поля у поверхности умножителя параллелен поверхности, что означает, что на поверхности отсутствуют поверхностные заряды, а также то, что электрическое поле с внутренней стороны поверхности умножителя также направлено вдбль поверхности как и в нормальном режиме работы.Укаэанное поле вызвано поляризацией диэлектрического материала ка-. нального умножителя, время установлерния которой не зависит от величинысобственной емкости умножителя,Таким образом, в момент включенияполя внутри канального умножителясоздается распределение электрических полей, полностью соответствующихраспределению полей в умножителе вустановившемся режиме работы.Выбором величины напряженностивнешнего поля устанавливают рабочуюнапряженность поля внутри КЭУ.Таким образом, размещение КЭУво внешнем электрическом поле с заданной формой силовых линий обеспечивает предельно возможное быстродействие управления, определяемоедиэлектрическими свойствами матерна.лаумножителя.Разность потенциалов, возникающая между входом и выходом КЭУ вмомент создания поля, постепенноуменьшается по закону разряда собственной емкости КЭУ через его внутренее сопротивление, Характерноевремя разряда указанной-цепочкиимеет значение 10- 10 - с, чтообеспечивает сохранение разностипотенциалов между входом и выходомКЭУ в течение промежутков времениь Т, удовлетворяющих соотношениюьТ(сксТаким образом, предлагаемый способ обеспечивает работоспособностьКЭУ без подключения электродов квнешнему источнику питания в течение промежутоков времени дТ1 с,Подключение электродов КЭу квнешнему источнику пи=ания одновременно с размещением его в электрическом поле не влияет на процессыполяризации материала КЭУ и установления рабоЧего распределения электрических полей в канале усиления,но обеспечивает длительный режим работы после включения, так как.в этомслучае источник питанчя .компенсируетпотерю заряда КЭУ, уносимого рабочимтоком КЭУ на приемный электрод впроцессе работы.На чертеже схематически показаноустройство, реализующее предлагаемыйспособ управления,1.Устройство содержит приемный элентрод 1 у выхода канального электронного умножителя 2, импульсный источник 3 питания, подключенный к первому дополнительному электроду 4 и через резистор 5 к второму дополнительному электроду б, диэлектрик 7, заполняющий пространство между допол-.нительными электродами 4 и б, с размещенным в нем канальным умножителем 2 имеющий одинаковую с материалом умножителя диэлектрическую про-.ницаемость, при этом второй дополнительный электрод б через резистор 8подключен к второму электроду источ.ника 3 питания, который через резис-.1113860 момент работы (без резисторов 10 и 11). Указанное преимущество важно при измерениях низкоэнергетичной 35 деляемое временем поляризации диэлектрика, что более чем в 10 раз 45 50Заказ 6628/43 Тираж 682 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5.Филиал ППП Патент., г,ужгород,.ул.Проектная,4. тор 9 подключен к приемному электроду 1. Дополнительные электроды снабжены отверстиями, в которых размещены вход и выход КЭУ, и расположены под угломы друг к другу вдоль радиусов, проходящих через концы КЭУ 2 к центру окружности, дугой которой является сам КЭУ 2, причем расстояниеот отверстия до ближайшего края дополнительных электродов 4 и б удовлетворяет условиюК1где- длина КЭУ .Кроме того,вход и выход КЭУ чере з ре э исторы 1 0 и 1 1 подключены к соответствующим дополнительным элек . тродам 4 и б .Устройство работает следующим образом.В момент включения импульсного источника 3 питания напряжение источника подается на дополнительный электрод 4, резисторы 5 и 8 и с их средней точки на дополнительный электрод б.Разность потенциалов между. дополнительными электродами 4 и б создает электрическое поле в материале диэлектрика 7, силовые линии которого по крайней мере в области.размещения КЭУ 2 изогнуты вдоль радиу-. сов окружности с центром, совпадаю-. щим с центром окружности изгиба КЭУ 2 (так каК1 Ь ) . В результате этого силовые линии электрического поля у внешней поверхности. КЭУ 2 совпадают по Форме с образующими поверхности КЭУ 2, т.еполяризация материала КЭУ 2 и диэлек-, трика происходит одновременно и по одинаковому закону, .так как их диэлектрические. постоянные совпадают. Электрическое поле в канале усиления КЭУ 2 создает необходимую разность потенциалов между его входом и выходом Таким образом, происходит включение КЭУ.2 и,достигается рабочее распределение поля в .канале .Усиления за время, определяемое скоростью поляризации материалов диэлектрика и КЭУ 25 10 15 20 25 ЗО падение напряжения на резисторе 8создает необходимую разность потенци(алов между выходом КЭУ 2 и приемнымэлектродом 1Исследумое излучение попадает навход КЭУ 2, конвертируется в электронный поток, который усиливаетсяв канале КЭУ 2, и попадает на приемный электрод 1, создавая сигнал наизмерительном резисторе 9.Условие Е4 обеспечивает радиальный изгиб силовых линий поля покрайней мере в области размещенияКЭУ, так как соответствует полюконденсатора, пластины которого раз.мещены под углом ы. друг к другу.Резисторы 10 и 11 обеспечиваютподдержание рабочей разности потенциалов на КЭУ в непрерывном послевключения режиме работы, так каккомпенсируют потерю заряда, перено-,симого рабочим током КЭУ 2 на приемный электрод 1,Устройство обеспечивает работоспособность в импульсном режиме и .при одном из резисторов 10 и 11.Предлагаемое устройство обеспечивает возможность бесконтактногоуправления криволинейным канальнымумножителем, т.е. возможность поддерживать в заданных пределах произвольный потенциал на КЭУ по отношению к дополнительным электродам какдо включения КЭУ в работу, так и в компоненты излучения, позволяет канальному умножителю приниматьплавающий потенциал области, изкоторой поступает излучение,. Устройство обеспечивает предельномалое время переключения КЭУ, опременьше времени включения КЭУ в из- вестных устройствах.Изобретение может быть использовано для создания регистраторов корпускулярно-волновых потоков наоснове КЭУ, предназначенных для наблюдения в режиме высокого временного разрешения в научно-исследовательских и промышленных работах.