CS199352B1 - Způsob odstranění nestability fotokatod na bázi alkalických kovů a snížení šumu - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu odstranění nestability fotokatod na bázi alkalických kovů a snížení šumu u vakuových elektronek s fotokatodou, zejména fotonásobičů, snímacích televizních elektronek a zesilovačů jasu.

Potokatody na bázi alkalických kovů, které tvoří základní funkční prvek v optických elektronkách, vykazují často nestabilitu integrální a spektrální citlivosti, která se projevuje(zhoršením parametrů uvedených elektronek a zvýšením jejich výmětu. Potokatody se zhotovuji obvykle na vnitřní části skleněné baňky elektronky, a to tak, že tenká vrstva napařeného antimonu se aktivuje při tlaku 10 až 10 ? Pa a zvýšené teplotě parami jednoho nebo více alkalických kovů Na, K, Rb, Cs, přičemž vzniká intermetalická sloučenina tvaru Sb Mj, kde M je označení alkalického kovu, která odpovídá i optimální citlivosti zhotovené fotokatody. Množství alkalického kovu ve vrstvě je velmi kritické, takže nepatrné odchylky od tohoto steohiometrického poměru vedou ke snížení citlivosti fotokatody. Při tomto složitém a pro každou elektronku specifickém technologickém postupu, kdy je snahou dosáhnout optimálního sladění všech ostatních funkčních prvků elektronky jako dynod násobiče, luminiscenčního stínítka, elektronové trysky s fotokatodou, dochází často k nadměrné adsorpci alkalických kovů na vnitřních stěnách baňky a součástkách umístěných uvnitř elektronky, přičemž vazba těchto adsorbovaných kovů k povrchům není pevná, neboť nejde o chemickou nebo fyzikální vazbu. Po odtavení elektronky vytvářejí tyto nad199 352

199 3S2 měrné adsorbované alkalické kovy difúzí nebo migrací nejen pokles citlivosti fotokatody, ale zhoršují i izolační schopnosti mezi jednotlivými elektrodami elektronoptického systému a nežádoucím způsobem zvyšují složku šumu. Vznik iontů následkem bombardu součástek s adsorbovaným alkalickým kovem rychlými elektrony rovněž zhoršuje šumové vlastnosti elek tronky a ohrožuje i citlivost fotokatody zpětným dopadem kladných iontů. Takové elektronky nejsou pro provoz použitelné a tyto závady se podstatnou měrou podílejí na vysokém výmětu při jejioh výrobě.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se pozvolným připářením antimonu vytvoří ve fotokatodě a současně i na nestíněných částech elektron-optického systému přebytek antimonu, sloužící jako účinný getr alkalických kovů, přičemž se antimon připařuje až do poklesu citlivosti fotokatody o 5 až 50 % z její maximální hodnoty.

Přednosti a vyšší účinek způsobu podle vynálezu se jeví především v tom, že umožňuje zhotovit fotokatody, které vykazují během skladování i za provozu velmi dobrou stabilitu integrální a spektrální citlivosti. Elektronky e fotokatodou takto vyrobenou vykazují dále lepší izolační vlastnosti systému, nižší šum i delší životnost. Uvedeným způsobem podle vynálezu se jednak podstatně sníží výmět při sériové výrobě elektronek s fotokatodou, jednak tento způsob umožňuje opravit i odtavené elektronky, které již byly z hlediska šumu či nestability vyřazený i

Princip vynálezu lze objasnit na příkladech, přičemž první příklad se týká odstranění nestability fotokatody a snížení šumu u· fotonásobiče v procesu jeho výroby; Fotonásobič se zpracovává na čerpacím zařízení při tlacích 10 - 10 ⁷ Pa při zvýšené teplotě, Zpracování, spočívá v současné výrobě fotokatody s vysokou citlivostí a v aktivaci systému dynod s optimálním ziskem. Stupeň zpracování fotokatody je běžným způsobem posuzován podle velikosti fotoproudu, který je odečítán na mikroampérmetru v obvodu fotokatoda - anoda, s přiloženým napětím např. 200 Vss a při osvětlení fotokatody stabilizovaným světelným zdrojem, např. žárovkou 15 W, Zesílení systému dynod násobiče je sledováno při sníženém osvětlení fotokatody na mikroampérmetru v obvodu anody systému po přiložení oelkového napětí na fotonásobič například 1 kV. Odstranění nestability a snížení šumu podle vynálezu se provede po skončení aktivace fotokatody a systému, kdy po vypnutí pece se elektronka nechá chladnout. Při teplotě fotonásobiče, např. 50 °C, ochladíme čelní fotokatodovou desku proudem vzduchu a připaříme pozvolna antimon za současného sledování průběhu změny fotoproudu. Napařování antimonu přerušíme, je-li dosaženo poklesu fotoproudu o 5 až 50 % z jeho maximální hodnoty, která byla zaregistrována před připářením, nebo která se objeví během pozvolného připařování. Pokud fotoproud po tomto připaření má tendenci opět rychle stoupat,-takže například po 1. minutě dosáhne původní maximální hodnoty, je možno postup připaření antimonu jednou nebo vícekrát opakovat, s výhodou potom při teplotě fotonásobiče 20 °C, Zůstává-li hodnota fotoproudu stabilní nebo stoupá-11 jen zvolna, aniž dosáhla původní maximální hodnoty, je možno fotonásobič odtavit od čerpacího zařízení. Napaření přebytku antimonu na fotokatodu a na nestíněnou část systému ke konci operace před odtavením elektronky vytváří účinný getr alkalických kovů, které se mohou

199 39 v prostoru elektronky po odtavení uvolnit, a to jak během skladování, tak i zkušebního provozu.

Druhý příklad využití způsobu podle vynálezu se týká elektronek s fotokatodou, obsahujících vestavěný vypařovač antimonu, např. fotonásobičů, zesilovačů jasu obrazu, televizních snímacích elektronek, které byly již odtaveny od čerpacího stojanu a nevyhovují přejímacím podmínkám z hlediska šumu, nestability fotokatody případně nedostatečné elektrické pevnosti elektron-optiokého systému:

Elektronka se umístí na vhodný stojan pod pec a provede se její zapojení, které je shodné jako při jejím zpracování na čerpacím zařízení. Před fotokatodu se umístí světelný zdroj do vhodné vzdálenosti a mezi fotokatodu a anodu se vloží stejnosměrné napětí, např. 200 V, a zapojí se mikroampérmetr pro odečítání fotoproudu při osvětlení fotokatody. Elek tronka se vyhřeje po dobu potřebnou k prohřátí konstrukčních dílů, např. .10 až 120 minut na teplotu 50 °C až 150 °C, načež se provede zchlazení té části baňky, na které je fotokatoda deponována. Potokatoda se osvětlí a na mikroampérmetru se sleduje fotoproud během pozvolného připařování antimonu. Napařování se přeruší, je-li dosaženo poklesu fotoproudu o 5 až 50 % z jeho maximální hodnoty. Zůstává-li hodnota fotoproudu po připaření stabilní nebo stoupá-li jen zvolna, pec se vypne a elektronka se nechá vychladnout. Pokud fotoproud má tendenci ryohle stoupat, takže např. po 1 minutě dosáhne původní maximální hodnoty, je možno postup ochlazení fotokatody a pozvolného připaření antimonu opakovat.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob odstranění nestability fotokatody na bázi alkalických kovů a snížení šumu u vakuových elektronek v procesu jejich výroby nebo u již odtavených vakuových elektronek, zejména fotonásobičů, televizních snímacích elektronek a zesilovačů jasu, vyznačený tím, že se pozvolným připařením antimonu vytvoří ve fotokatodě a současně i na nestíněných částech elektronoptického systému přebytek antimonu, sloužící jako účinný getr alkalických kovů, přičemž se antimon připařuje až do poklesu citlivosti fotokatody o 5 až 50 % z její maximální hodnoty.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že pozvolné připaření antimonu se provádí při teplotě nižší než je teplota, při které je fotokatoda vyráběna, s výhodou při pokojové teplotě.
3. 3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že pozvolné připaření antimonu se provádí opakovaně.
4. 4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že pozvolné připaření antimonu se provede u čerpané elektronky jako konečná operace před jejím odtavením od čerpacího zařízení.
5. 5. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že pozvolné připaření antimonu u odtavené elektronky se provede až po předchozím vyhřátí elektronky po dobu 10 až 120 minut na teplotu 50 ⁰ až 150 °C a po zchlazení té části baňky, na které je fotokatoda deponována,