DE3336780C2 - Mikrokanalplatten-Detektor mit hoher Ortsauflösung - Google Patents

Abstract

Bei einem Mikrokanalplatten-Detektor mit zwei Mikrokanalplatten und einer dazu eng benachbarten Widerstandsanode, deren Befestigung und Kontaktierung aus der Ebene zurückversetzt sind, in der die den Mikrokanalplatten zugewandte Oberfläche der Widerstandsanode liegt, wird zwischen den beiden Mikrokanalplatten ein Isolator vorgesehen, der zwei nach unterschiedlichen Richtungen nach außen führende Verlängerungen aufweist. Dieser Isolator hat auf der einen bzw. anderen Seite eine leitende Schicht im Kontaktbereich mit der einen bzw. anderen Mikrokanalplatte und diese leitende Schicht erstreckt sich nur jeweils einseitig über die eine bzw. die andere Verlängerung des Isolators, der vorzugsweise durch eine Glimmerscheibe von < 50 μm gebildet wird. Zusätzliche Isolatorscheiben zwischen beschichtetem Isolator und den Mikrokanalplatten-Halterungen erhöhen die Kurzschlußsicherheit der Anordnung.

Description

nalplatten praktisch gleich der Dicke des verwendeten Isolators (z. B. Glimmer), so daß ein Abstand von 50 um erreicht wird.

F i g. 1 zeigt den zwischen den Mikrokanalplatten 1 angeordneten beidseitig leitend beschichteten Isolator s 8, der seitlich über die Kanalplatten-Halteningen 7 hinausragt

In F i g. 2 ist durch Schraffür die leitende Schicht 9 der Oberseite und 10 der Unterseite angedeutet Ferner sieht man die bis über die Halterungen 7 hinausragenff den Verlängerungen 11 und 12, die nur einseitig bep schichiet sind und eine Kontaktierungsmögüchkeit bie-SÜ ten.

ff; Die gezeigte Anordnung hat den großen Vorteil daß

Kz die sonst äußerst schwierige Ausrichtung von fünf Tel- f$ len (zwei Mikrokanalplatten, zwei metallische Leiter ^: und ein Isolator) durch die Ausrichtung von nur drei Il Teilen ersetzt und damit erleichtert wird. Der beidseitig ig leitend beschichtete Isolator ermöglicht das Anlegen ei- || ner Spannungsdifferenz zwischen den beiden Mikroka-P nalpiaiien, 30 daß die Elektroden in diesem Bereich fe nachbeschleunigt werden können und eine Verringe- |i rung der Diffusionsbreite erreicht werden kann.

Zur Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen den U Halterungen der Mikrokanalplatten und dem beidseitig % leitend beschichteten Isolator kann dieser sandwichar- ίβ tig zwischen zwei Isolatorscheiben 13 (z. B. Glimmer) [| angeordnet sein, wie in Fig.3 gezeigt ist Der Innen-[: durchmesser s der Isolatorscheiben entspricht dem ti Durchmesser der Mikrokanalplatten 1, die nach der ;J Montage somit an dem beidseits leitend beschichteten K Isolator 8 anliegen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

35

40

50

55

60

Claims (3)

1 2 piell bereits in der GB-PS11 26 088 angegeben, die dann Patentansprüche: eingespannt, verlötet oder verschweißt werden sollen. Detaillierte konstruktive Vorschläge, die eine bruchsi-

1. Mikrokanalplatten-Detektor mit hoher Ortsauf- chere Montage und sichere Isolation bei minimalem Ablösung mit zwei Mikrokanalplatten und einer dazu s stand ermöglichen, sind jedoch nicht enthalten.

eng benachbarten Widerstandsanode, deren Befesti- Nachfolgend wird die Erfindung mehr im einzelnen

gung and Kontaktierung aus der Ebene zurückver- anhand der Zeichnungen erläutert Es zeigt schematisch

setzt wird, in der die den Mikrokanalplatten züge- F i g. 1 einen Mikrokanalplatten-Detektor als A jsfüh-

wandte Oberfläche der Widerstandsanode mit ei- rungsbeispiel der Erfindung;

nem Abstand von kleiner als 150 um gegenüber den io F i g. 2 Vorderseite (a), Rückseite (b) und Querschnitt

Mikrokanalplatten liegt, gekennzeichnet (c) des Isolators 8 gemäß F ig.1;

durch einen Isolator (8) zwischen den beiden Mi- F i g. 3 Aufsicht und Querschnitt eines zusätzlich ab-

krokanaiplatten (1), der zwei nach unterschiedlichen geschirmten Isolators; und

Richtungen nach außen führende Verlängerungen Fig.4 schematisch die Anordnungen der wesentli-

(H, 12) aufweist und dessen Kontaktflächen mit den is chen Elemente eines Mikrokanalplatten-Detektors.

Mikrokanalplatten (1) je eine leitende Schicht (9,10) Die Wirkung eines Mikrokanalplatten-Detektors läßt

aufweisen, die sich über die eine bzw. die andere sich am einfachsten anhand von F i g. 4 erläutern: der

Verlängerung (11 bzw. 12) erstreckt auf die Mikrokanalplatten 1 auftreffende Elektronen-

2. Mikroks^alplatten-Detektor nach Anspruch 1, strahl der Breite b löst dort Sekundärelektronen aus, die dadurch gekömzeichnet, daß der Isokior (8) durch 20 vervielfacht mit der Breite b + 2V auf die Widerstandseine Glimmerschejbe mit einer Dicke von kleiner als anode 2 auftreffen, wobei /die Diffusionslänge bedeutet 50 um gebildet wird. Die Lokalisierung der Elektronen erfolgt nun durch

3. Mikrokanalplatten-Detektor nach Anspruch 1 Messung der elektrischen Ladungen an den beiden En- oder 2, gekennzeichnet durch je eine weitere Isola- den der Widerstandsplatte oder durch Messung der Antorscheibe (13) zwischen dem beschichteten Isolator 25 Stiegszeit der Elektronenimpulse an den Enden der Wi-(8) und Mikrokanalplattenhalterungen (7). derstandsplatte (J. LWiza, NucL Instr. and Meth,

VoL 162,1979, S. 587-601). Die Ortsauflösung wird da-

bei nun grundsätzlich durch die Verbreiterung des Elektronenstrahls von b auf (b + 21) zwischen den beiden 30 Mikrokanalplatten und zwischen der Mikrokanalplatte

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mikrokanalplat- und der Widerstandsanode bestimmt

ten-Detektor mit hoher drtsau&osung gemäß dem Theoretische Abschätzungen zeigen, daß durch die

Oberbegriff des Anspruchs 1. Verkleinerung der Abstände zwischen den Mikrokanal-

Ein solcher Detektor ist, abgesehc. davon, daß es sich platten sowie zwischen der Mikrokanalplatte und der

bei der Anode um keine Widerstandsanode, sondern um 35 Widerstandsanode bei simultaner Nachbeschleunigung

ein Anoden-Array handelt auch der US-PS 40 86 486 der Elektronen in diesen Bereichen eine Verbesserung

bekannt der Ortsauflösung erreicht werden kann (J. L Wiza.

Mikrokanalplatten-Detektoren werden in der Elek- Rev. Sei. Instr, Vol. 48,1977,1217,121?.).
tronenspektroskopie, Massenspektroskopie, Kernphy- Bei dem in F i g. 1 gezeigten Detektor wird daher ein sik, Ionenstreuspektroskopie usw. zur Bestimmung des 40 beidseitig leitend beschichteter Isolator 8 zwischen den Ortes, an dem Teilchen oder Photonen auf eine Mikro- Mikrokanalplatten 1 vorgesehen. Mit einem solchen kanalplatte auftreffen, benutzt Die Verwendung von beidseitig leitend beschichteten Isolator, der z. B. aus ortsauflösenden Mikrokanalplatten-Detektoren erhöht Glimmer besteht kann der Abstand zwischen den Midie Meßempfindlichkeit in den genannten Spektrosko- krokanalplatten auf etwa 50 μπι begrenzt werden,
pien um einige Größenordnungen (D. P. de Bruijin u. a, 45 Gemäß F i g. 1 ist eine Profilwiderstandsplatte 3 in Rev.Sci. Instrum. VoL53,H. 7,1982,S. 1020—1026). einer Halterung 4 mit Hilfe von Stiften 5 befestigt, die

Das Ortsauflösungsvermögen solcher Mikrokanal- den Abgriff der Meßsignale ermöglichen. Ein Isolator 6 platten-Detektoren hängt empfindlich von der Präzision ist zwischen der Halterung 4 der Widerstandsplatte 3 der Montage und dem Abstand der einzelnen Bauteile und der Halterung 7 der Mikrokanalplatten vorgesehen, untereinander ab, der möglichst gering sein soll. Mit 50 der durch einen Glimmerring von 50 μΐη Dicke gebildet üblichen Detektoren wird dabei eine Auflösung von werden kann. Der Isolator gestattet die Nachbeschleunigt mehr als 200 μπι erreicht die in manchen Fällen, nigung der Elektronen zwischen Mikrokanalplatte und wie z. B. in der Elektronen-Energie-Verlust-Spektro- Widerstandsanode, wie in F i g. 4 angedeutet
skopie, unbefriedigend ist Zur Erzielung von hohen Ortsauflösungen wird bis-

Ferner sind die Mikrokanalplatten selbst sehr teuer 55 lang bekanntermaßen zwischen den Mikrokanalplatten

und bruchanfällig, was erhebliche Montageprobleme eine Kombination von metallischem Leiter, Isolator und

aufgibt. metallischem Leiter verwendet Auf diese Weise können

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ei- der Ausgang der ersten Mikrokanalplalte und der Ein-

nen Mikrokanalplatten-Detektor der eingangs genann- gang der zweiten Mikrokanalplatte elektrisch voneinan-

ten Art anzugeben, der eine mögliehst hohe Ortsauflö- 60 der getrennt und die Elektronen in diesem Bereich nach·

sung aufweist und dessen Montage bei verringerter beschleunigt werden, was zur Verminderung der Diffu-

Bruchgefahr der Mikrokanalplatten erleichtert ist. sionsbreite beiträgt. Der Abstand zwischen den beiden

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil Mikrokanalplatten ist gleich der Summe aus der Dicke

des Anspruchs 1 gelöst. der beiden metallischen Leiter und der Dicke des Isola-

Besondere Ausführungsformen gehen aus den Unter- 65 tors und ßblicherweise größer als 150 μπι. Wird nun

ansprüchen hervor. diese dreiteilige Anordnung durch einen beidseitig lci-

Die Anordnung von leitenden oder isolierenden Ab- tend beschichteten Isolator 8, wie in Fig. 1 und 2 ge-

standhaltern zwischen Kanalplatten wird zwar prinzi- zeigt, ersetzt, so ist der Abstand zwischen den Mikroka-