Способ регистрации фотонов фотоэлектронным умножителем

,80114 151)5 Н 01 Л 43/04 ПИСАНИЕ ЕТЕНИ лы на преобраизмеряют коэффиразовательногоэквивалентнуюсть фотокатода ний, подают потенци зовательный каскад, циент усиления прео каскада, определяют квантовую эффективн из соотношения в = ф.к Кч ктивность иления пре го каскада читывают к честваектронноэквиваленти фотокаляют коэффи ло,фотонов нт ослабления, а чиссчитывают по формуле В вьаКосл3: арк"ф. вк импульсов напри подачеослабленияослабления. где М в количество выходе ФЭУ потенциала коэффициен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ ССОф И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Патент СЫА Г 3435233; кл. 250-207, опублик. 25.03.69.Авторское свидетельство СССР И 727054, кл. Н 01 1 43/00, 28.1278. (54)(57) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ФОТОНОВ ФОТОЭЛЕКТРОННЫМ УИНОЖИТЕЛЕИ, заключающийся в измерении квантовой эффективности фотокатода, подаче потенциалов на систему формирования потока фотоэлектронов, измерении количества электрических импульсов на выходе и подсчете чисЛа фотонов, о т- л и ч а ю щ и й с я тем, цто, с целью увеличения диапазона измереИзобретение относится к области электронной техники, в частности к способам регистрации фотонов при помощи фотоэлектронных приборов.Известен способ регистрации фотонов, падающих на фотокатод фотоэлек. тронного умножителя (ФЭУ), при котором измеряют квантовую эффективность Фотокатода, подают потенциалы ослабления на отдельные диноды или группы динодов системы умноженияс .целью изменения коэффициента умножения, измеряют колицество импульсов на выходе Фотоэлектронного умножителя при условии отсутствия потенциа" лов ,ослабления на динодах и при подаче их, по их отношению опредегде и- квантовая.эффе Фотокатода; К цс - коэффициент ус образовательно а количество фотонов подс отношение измеренного кол импульсов на выходе фотоэ го умножителя к величине,ной квантовой эффективнос тода.Потейциалы ослабления изменяют,на- ф правление между динодвмй, что приводит к попаданию частй вторичных электронов на элементы конструкции ФЭУ, а также изменению скоростей электронов попадающих на диноды ,умножитель 1111931нои систРмы БлияОЩиг на коэГФи гиен вторичной эмиссии динодов.,Недостатком известного способа является малая чувствительнос-Гь фото- катода и недостаточный диапазон измерения. так как при увеличении числа ФотОнов уменьшается соотношРниг сиг - нал/шум у ФотоэлектронноГО уножи-: гльного прибора лз-за попада ля части электронов на элгме-и ы консГрукции и изменения коэффициена Бгорицной змис"сии динодов,Наиболее близким техницеск, ргШБНИЕМ К ИЗООРРТСНЮ ЯВЛЯ-.".ГСЯ СПОСОО1,)регистрации фотонов фотоэлектронньмумножителем,. заключающийся в измерении квантовой эффективности фотокатода, подаце потенциалов на системуФормирования потока Фотоэлектронов,змерении количества электрическГх мпульсов на Выходе Фотоэлектронногоумножителя и подсчете числа Фотонов.Ц из вест ном с Особ ве ис Гра ци ФотонОВ при помощи фотоэлекГронного умьОжителя ФЗ ) подаюпотгнциаль рассеяния на модулирующий электрод с "сте=мы Формированля потока Фотозлгктро ОвОбЕСПгцигаЮщИЕ тООМОжгНИБ л ;,БССг;НЛЕ СФОКуСИрОВБННОГО ПОтОКЗ ФстОЭЛг "тООНОБ перРд сист 8 мой умножгИя :,".У,измеряю"Г колицес эо импуГ:ьсоБ.нз Выходе ФЗУ без подачи потенциалов рассеяния на модулирующий злРктродпри подачР пот 8 нциалов рассеяния., Оп"ргделяют коэфф,енты рассеяния с 35О,-РнГ 1 И;лРГ т, - .:Ют,1 СБО 1тРН-ч П" ОП"Пг Бе Ян- П Иь 1 "п,. о" наде ФЗУ гО ГСдаце потенциалов рассея ния 1 д 4 гБмлв ующий электрод,.Г,ц - коэффициент Р; в .,ссеЯНИЯ,Не 1 остатком известного способа является мальй диапа зон измгрг-ип из - анЗкОЙ чувст Бит 8 л ь Оси фотс катода:Целью изобретения является увеличение диапазона измгргниЙ,Цель достигается тем,. что Б спо"сОб 8 регистрации фотонов Фотозлгквон"ным умножител 8 м заключающемся Б измерении квантовой эффективносГИ фотока.:.тода, подаче Готенциалов на системуформирования потока ротоэлгктронов,ИЗМЕОЕНИИ КОЛИЧЕСт Ба ЭЛЕКтРИЦЕСКИХимпульсов на Выходе и подсче.ге ц 1 лсла фотонов, подают потенциалы на преобразовательный каскад, измеряют коэффи. циент усиления преобразовательного каскада, определяют эквивалентную квантовую эффективность фотокатода из соотношения.Рзкв = Г Р,;Цс,ДЕ 1, . - КВантОБаЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬР .фотокатода,Е - коэффициент усиления преобразовательногоо каскада,а копичество Фотонов подсчитывают какОтношение измеренного количестВа имГульсов на Быход 8 ФОтоэлгктронногОМножителя к Величине эквивалентнойБаняовой эффективности Фотокатода..Пособ регистрации Фотонов Фотозлестронным умножителем осуществляютс помощью устройства содержащегоГэследова тельно расположенныг фотокатод, сисГему Формирования потока Фотоаэлектронов с преобразовательным каскадом, состоящим из последовательнорасположенных люминесцентного покрытия и Фотоэмиссионного слоя, находяаих:я в оптическом контакте и систему умножения,На чертеже показано устройство дайносущгствления предлагаемого способа,Устройство содержит Фотоэлектронный уОжитель 1., выход которого сое"динен с входом усилителя 2, последоьательно соединенного с Формирователем импульсов 3, счетциком 1, блосом Г управл 8 ния работой устрОЙства,форм рователем 6 управляющих напряжений, Быходь Которо-о, в свою очередь, соединень с Фотокатодом /, элек,роды , люминесцентным покрытием 9,ФООэмиссионгым слоем 1 й, дополнивтельной системой 11 формирования поока злекгронов, системой 12 умножения,:"пособ регистрации фотонов осуществляется следующим образом.Перед работой устаройство калибруют с целью определения соответствиямежду напряжениями управления налюминесцентном покрытии 9 преобразовательного каскада системы Формирования потока фотоэлектронов и велицинами эквивалвнтной квантовойэффективности ФотокатодаДГя этого с помощью блока 5 управленля рад тгЙ устройства церезРОРМИРОБатгЛЬ О На ЭПЕКтРОД 8 СИСтЕН111937 мы формирования потока Фотоэлектронов подают напряжения при которых фотоэлектроны с фотокатода 7 фокусируются на люминесцентном покры 5 тии 9, на которое подают максимально допустимое рабочее напряжение 11, а на Фотокатод проецируют световой поток такой величины; чтобы в цепи фотокатод-люминесцентное покрытие протекал минимальный ток 1. Измеряют ток до преобразовательного каскада 11, измеряют ток после преобразовательного каскада 1 Определяют квантовую эффективность Фото- катода и, Для этого режима опреГСделяют коэффициент усиления преобразовательного каскада Ке по формуле.3ле К = - и эквивалентную кванле20 товую эффективность Фотокатода р к э для этого режима по формуле 1 ьы 125 И1 Р., эквдЕсли количество импульсов на выходе ФЭУ Ивыпревышает 10 в се 6кунду, то с помощью блока 5 управлеЗОния через Формирователь 6 управляющих напряжений на люминесцентное покрытие 9 преобразовательного каскадасистемы формирования потока фотоэлектронов подают напряжения относитель"но Фотокатода 11 и анализируют числоимпульсов Ив, регистрируемыхсчетчиком 1 в единицу времени, Есликоличество импульсов в секунду еьв,сФне превышает 10, то число фотоновподсцитывают по формуле40ИзыскаМср.м = р .к эквд.Если количество импульсов в секунду Ипревышает 10 ф в секунду,Выуйто на люминесцентное покрытие 9преобразовательного каскада подаютуправляющее напряиение О. Если приэтом количество в секунду И,аь,непревышает 1 О , то число Фотонов опре 6деляют по формуле50Ъьр к экВьПредлагаемым,. способом можно регистрировать число Фотонов от единицв секунду до максимального колице 5ства для Фотокатода Фотоэлектронногоумножительного прибора,р.к.экю= ср,кКцсаУвеличивают световой поток наФотокатоде 7 в 10 раз,.При этом токФотокатода 7 увеличится тоже в 10 разНа люминесцентное покрытие 9 подаютнапряжение относительно Фотокатодд02 такой велицины, цтобы ток послепреобраовательного каскада не изме 1нял своей велицины и был равен 1,Вычисляют коэффициент усиленияпреобразовательного каскада К усапо Формуле1К = -= 0,1 К,Ч101 опредегяют эквивалентную эффективность Фотокатода ,в 2 для этого режима по формуле р к. экь= р.к. К чс= 11 Р , 1 с0 1 К По такой методике определяют напряжения между Фотокатодом 7 и люминесцентным покрытием 9 во всемдиапазоне рабочих токов с Фотокатода 7, при этом величина тока на выходе преобразовательного каскада 1, поддерживается постоянной, т.е. управляющим напряжениям 11, Оа, 11 и т.д. соответствуют эквивалентные кванто вые эффективности соответственно 1 р.к,аквая.к, экьл1 ар,к. зкв.ъ и т.д. Соот-оиения между ними- ср.к, экв.ак.эк: 10 = 10п.л10 1 ар,к. акь.И.В рабочем режиме для подсчета количества фотонов, падающих на фотокатод 7 фотоэлектронного умножителя 1, с помощью блока 5 управления работой устройства подают через формирователь 6 управляющих напряжений на люминесцентное покрытие 9 преобразовательного каскада напряжение Ц, определенное при калибровке. Блок 5 управления анализирует количество импульсов, поступающих с выхода ФЭУ 1 церез усилитель 2, ФЬрмирователь импульсов 3 на вход счетцика 1. Если число импульсов, регистрируемое счетциком 1, 14 еы сравнимо с максимальным значением, определяемым полосой пропускания Фотоэлектронного умножителя, и составляет, например, 10 в секунду, то6цисло фотонов подсчитывают по фор- муле1141937 Редактор О.Юрко венног 113035 ит оскв иит ательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина ПроизводственноЗаказ 467 ВНИИПИ Госу Составит ТехредПодписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССшская наб., д4/5