RU2807302C1 - Способ регистрации фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов в процессе формирования фотоэмиссионного и/или вторично-эмиссионного покрытия - Google Patents

Способ регистрации фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов в процессе формирования фотоэмиссионного и/или вторично-эмиссионного покрытия Download PDF

Info

Publication number
RU2807302C1
RU2807302C1 RU2023121859A RU2023121859A RU2807302C1 RU 2807302 C1 RU2807302 C1 RU 2807302C1 RU 2023121859 A RU2023121859 A RU 2023121859A RU 2023121859 A RU2023121859 A RU 2023121859A RU 2807302 C1 RU2807302 C1 RU 2807302C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photocathode
currents
thermionic
photoemission
formation
Prior art date
Application number
RU2023121859A
Other languages
English (en)
Inventor
Павел Игоревич Коновалов
Давид Геворгович Акопян
Руслан Ильдарович Нуртдинов
Олег Анатольевич Герасимчук
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА")
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Application granted granted Critical
Publication of RU2807302C1 publication Critical patent/RU2807302C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к электровакуумной технике, технологии формирования фотокатодов и вторично-эмиссионных покрытий в вакуумных фотоэлектронных приборах, в частности к контролю фотоэмиссионного тока покрытия в процессе его формирования. Технический результат - исключение паразитных составляющих в виде токов утечки по изолятору и токов ионизации в составе регистрируемого фотоотклика в процессе формирования фотокатода, что позволяет раздельно контролировать изменение фотоэмиссионной и термоэмиссионной составляющих фотоотклика. Способ регистрации фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов в процессе формирования фотоэмиссионного и/или вторично-эмиссионного покрытия заключается в том, что производят подсветку фотокатода световым излучением от источника при подаче потенциала на фотокатод относительно анода, световое излучение является импульсным и осуществляется смена полярности питания фотокатода с частотой в два раза меньше частоты подсветки фотокатода, и при этом вычисляют фотоэмиссионный Iф и термоэмиссионный Iт токи. За счет корректного раздельного контроля за изменениями истинных фотоэмиссионных и термоэмиссионных токов достигается возможность получения фотоэмиссионного слоя с более высокими значениями чувствительности. 1 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к электровакуумной технике, технологии формирования фотоэмиссионных и вторично-эмиссионных покрытий в вакуумных фотоэлектронных приборах, в частности к контролю фотоэмиссионного тока покрытия в процессе его формирования.
Изготовление любого вакуумного фотоэлектронного прибора связано с формированием фотоэмиссионного покрытия (фотокатода), при этом практически все существующие типы фотокатодов либо полностью формируются, либо активируются в вакуумной среде с контролем процесса по фотоэмиссионному и «темновому» токам.
Регистрация фотоэлектронов осуществляется путем подачи напряжения смещения на электрод-коллектор с одновременной засветкой формируемого фотоэмиссионного материала и измерением протекающего в электрической цепи тока; при отключении засветки регистрируется так называемый «темновой» ток.
Показания фототока и «темнового» тока вместе с давлением в приборе (в вакуумной камере) и температурой являются основными параметрами процесса формирования фотокатода, на основании которых оператором принимаются решения о тех или иных действиях (включить/выключить подачу щелочного металла, изменить скорость подачи и т.п.), и точность регистрации которых во многом определяет повторяемость технологии и конечную чувствительность формируемого материала. При этом при стандартном способе регистрации фактически измеряется сумма токов утечки, фотоэмиссионного тока, термоэмиссионного тока, тока ударной ионизации молекул щелочного металла (фотоэлектронами или электронами термоэлектронной эмиссии) и тока фотоионизации, каждый из которых меняется в зависимости от среды и химического состава формируемого фотоэмиссионного слоя. Эти изменения могут быть существенными и могут вносить свой вклад в регистрируемый ток, что препятствует контролю за процессом формирования фотокатода.
Так, в ряде случаев показания «темнового» тока могут становиться настолько большими, что на их фоне значительно меньший по амплитуде полезный сигнал, вызванный фотоэмиссионным процессом, различать с требуемой точностью уже затруднительно, и формирование фотокатода становится фактически неуправляемым, что может приводить к снижению конечной чувствительности фотокатода.
Эти явления существуют при работе с любым типом фотокатодов, но наиболее ярко проявляются при обработке массивных фотокатодов, работающих на отражение, или при одновременном активировании динодного пакета фотоэлектронного умножителя и формировании в этом же ФЭУ полупрозрачного фотокатода, т.е. в процессах, где для проработки начального слоя фотокатода (динода) требуется большое количество щелочного металла, нагоняемого внутрь вакуумного объема, что приводит к росту паразитной составляющей регистрируемого сигнала, например, к росту тока утечки по изолятору или к росту ионизационного тока, но воспринимается как увеличение термоэмиссионного (истинного «темнового») тока или искаженный фототок.
Для повышения повторяемости процессов формирования фотокатода, а также для повышения чувствительности готовых фотокатодов, особенно работающих на отражение, необходим способ регистрации истинного темнового тока и истинного тока фотоэмиссии без паразитных составляющих в виде токов утечки по изолятору и ионизационных токов.
Многие исследователи для повышения точности контроля за процессом формирования фотокатода разрабатывали иные, более сложные системы контроля, включая применение оптических способов, основанных на измерении коэффициентов оптического отражения и/или пропускания формируемого фотокатода, а также контроль химического состава исходных металлов, напыляющихся на подложку, с помощью различных способов - от масс-спектрометрического контроля до контроля парциальных давлений щелочных металлов косвенными способами.
Известна работа, в которой поднимается проблема влияния темнового тока и токов утечки на измеряемое значение фотоотклика, и предлагается в качестве решения применение импульсной подсветки фотокатода с помощью трех светодиодов, работающих на длинах волн 530 нм, 720 нм и 950 нм. Юпашевский А.В., Миронов А.В., Макуха В.К., Автоматизация управления процессом формирования мультищелочного фотокатода // Современные проблемы телекоммуникации - Новосибирск, 2018. - С. 641-644.
Недостатком данного способа является регистрация суммы всех составляющих, пусть и выполняемая в импульсном режиме, что не позволяет отсечь токи утечки и ионизации и разделить «темновой» и фотоэмиссионный токи.
Известен способ регистрации фототока, в котором негативный эффект от паразитных токов утечки и тока ионизации щелочных металлов снижается за счет добавления второго коллектора, имеющего существенно меньшую площадь поверхности, чем у основного коллектора, и электрически развязанного с ним. Способ заключается в регистрации тока в цепи между первым и вторым коллекторами, причем на второй коллектор подается положительный относительно фотокатода и «слегка» отрицательный относительно основного коллектора потенциал, а на основном коллекторе создается положительное относительно фотокатода смещение в 50-150 В. Таким образом, большая часть токов ионизации, попадающих в цепь «основной коллектор - фотокатод», не регистрируются в сигнальной цепи между двумя коллекторами. Кроме того, как заявляет автор, ток утечки также протекает по цепи «фотокатод - основной коллектор». Патент США №US 4306188, МПК G01R 31/25, H01J 9/12, B05D 5/12, 15.12.1981. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Несмотря на явные преимущества перед классическим методом регистрации фототока в процессе формирования фотокатода, в предложенном автором способе уровень тока в сигнальной цепи формируется лишь незначительной частью фотоэлектронов, большая часть которых все равно собирается основным коллектором, что сильно усложняет процесс формирования фотокатода, особенно на ранних стадиях, при этом фотоэмиссионный и термоэмиссионный токи регистрируются всегда вместе; в сигнальной цепи действительно существенно снижается влияние токов ионизации, но только сформированных в вакуумном объеме прибора между фотокатодом и основным коллектором; при этом в объеме ниже основного коллектора также появляются токи фотоионизации, которые в силу описанного выше распределения потенциалов на коллекторах регистрируются в основном в сигнальной цепи. Кроме того, в описанном способе на изоляторе между основным и вторым коллектором также формируются токи утечки в силу большого парциального давления щелочных металлов даже при достаточно низкой разнице потенциалов между коллекторами.
Таким образом, недостатком прототипа является наличие паразитных составляющих в виде токов утечки по изолятору и токов ионизации в составе регистрируемого фотоотклика в процессе формирования фотокатода, вследствие чего невозможно раздельно контролировать изменение фотоэмиссионной и термоэмиссионной составляющих фотоотклика.
Техническим результатом изобретения является исключение паразитных составляющих в виде токов утечки по изолятору и токов ионизации в составе регистрируемого фотоотклика в процессе формирования фотокатода, что позволяет раздельно контролировать изменение фотоэмиссионной и термоэмиссионной составляющих фотоотклика.
Технический результат достигается тем, что в способе регистрации фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов в процессе формирования фотоэмиссионного и/или вторично-эмиссионного покрытия, заключающемся в том, что производят подсветку фотокатода световым излучением от одного источника при подаче потенциала на фотокатод относительно анода, световое излучение является импульсным и осуществляется смена полярности питания фотокатода с частотой в два раза меньше частоты подсветки фотокатода, и при этом фотоэмиссионный Iф и термоэмиссионный Iт токи получают, регистрируя четыре сигнала: сигнал I1 получают, подавая на фотокатод отрицательный потенциал относительно анода и подсвечивая его световым излучением; сигнал I2 получают, подавая на фотокатод положительный потенциал относительно анода и подсвечивая его световым излучением; сигнал I3 получают, подавая на фотокатод отрицательный потенциал относительно анода и не подсвечивая его световым излучением; сигнал I4 получают, подавая на фотокатод положительный потенциал относительно анода и не подсвечивая его световым излучением; измеряют парциальное давление щелочных металлов и измеряют температуру в процессе формирования фотокатода и вычисляют значения фотоэмиссионного Iф и термоэмиссионного Iт токов согласно выражениям:
где σ - коэффициент, учитывающий сечение ионизации и вероятность ионизации, а Рщм - парциальное давление щелочного металла, Т - температура процесса формирования фотокатода, k - постоянная Больцмана.
Технический результат достигается также тем, что в способе регистрации фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов в процессе формирования фотоэмиссионного и/или вторично-эмиссионного покрытия применяется более одного источника светового излучения, для каждого из которых регистрируют четыре сигнала I1, I2, I3, I4, измеряют парциальное давление щелочных металлов и измеряют температуру в процессе формирования фотокатода и вычисляют значения фотоэмиссионного Iф и термоэмиссионного Iт токов.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
Принятые обозначения:
1 - формируемое фотоэмиссионное покрытие (фотокатод);
2 - анод;
3 - нагрузочный резистор;
4 - источник света;
5 - источник питания;
6 - микроконтроллер;
7 - модуль усиления сигнала;
8 - модуль аналого-цифрового преобразования;
9 - двухканальный самописец.
На фиг.1 представлена стандартная схема регистрации общего тока при формировании фотокатода. В классическом методе регистрации на фотокатоде 1 создается отрицательный относительно анода 2 потенциал (-U), что приводит к сбору всех электронов, образующихся в формируемом слое под воздействием светового потока от источника света 4, на аноде 2, в цепи которого и регистрируется суммарный ток путем измерения падения напряжения, создаваемого этим током на нагрузочном резисторе 3 известного сопротивления.
На фиг.2 представлена схема формирования суммы тока фотоионизации и тока утечки: регистрируют падение напряжения на нагрузочном резисторе 3 в условиях подачи на фотокатод 1 положительного потенциала относительно анода 2 и при включенной подсветке фотокатода 1.
На фиг.3 представлена схема формирования суммы темнового тока, тока ударной ионизации от термоэлектронов и тока утечки: регистрируют падение напряжения на нагрузочном резисторе 3 в условиях подачи на фотокатод 1 отрицательного потенциала относительно анода 2 и при выключенной подсветке фотокатода 1.
На фиг.4 представлена схема формирования тока утечки: регистрируют падение напряжения на нагрузочном резисторе 3 в условиях подачи на фотокатод 1 положительного потенциала относительно анода 2 и при выключенной подсветке фотокатода 1.
На фиг.5 представлена схема реализации способа регистрации истинных фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов.
На фиг.6 показан график регистрируемых сигналов при классическом методе регистрации.
На фиг.7 показан график регистрируемых сигналов при регистрации в соответствии с настоящим способом.
На фиг.8 представлены спектральные характеристики полученных фотокатодов по классическому методу и в соответствии с настоящим способом.
В таблице представлены все комбинации подсветки фотокатода и смены полярности его питания и составляющие регистрируемого в этих условиях тока.
Сутью предлагаемого способа регистрации является совместное использование импульсной подсветки фотокатода 1 источником света 4, в качестве которого можно использовать, например, лазер или светодиод с возможностью управления частотой включения и выключения, или, например, лампу накаливания, где импульсную подсветку можно осуществить путем перекрывания и открывания пространства между фотокатодом и лампой накаливания, например, с помощью лопастей вентилятора, и специального режима питания, заключающегося в смене полярности питания фотокатода 1, выполняемой с частотой в два раза ниже частоты подсветки.
В процессе формирования фотокатода 1 регистрируемый фототок Iрег, по сути, является интегральным значением, объединяющим фотоэмиссионный ток Iф, ток утечки по изолятору Iу, термоэмиссионный ток с учетом воздействия электрического поля Iт, ионизационный ток Iи.
Фотоэмиссионный ток Iф - это ток, создаваемый фотоэлектронами, образованными в результате фотоэмиссии.
Ток утечки по изолятору Iу - ток, протекающий в цепи регистрации фототока, безотносительно эмиссионных и ионизационных процессов. Ток утечки пропорционален напряжению Ua, которое подается на электрод регистрации, и обратно пропорционален сопротивлению изолятора R, которое в процессе формирования фотокатода может меняться в широких пределах как в результате осаждения щелочных металлов и образования дополнительных проводящих зон, так и в результате собственной температурной зависимости проводимости материала изолятора.
Ионизационный ток Iи возникает в результате процессов фотоионизации и ударной ионизации (фотоэлектронами) паров щелочного металла, и в первом приближении его можно представить как сумму тока фотоионизации Iфи и тока ударной ионизации Iуи. При этом, последняя составляющая является суммой токов, полученных в процессе ударной ионизации фотоэлектронами Iуиф и термоэмиссионными электронами Iуит.
Термоэмиссионный ток Iт определяется количеством электронов, имеющих собственную энергию выше уровня потенциального барьера границы раздела «твердое тело - вакуум». Термоэмиссионный ток существует безотносительно фотоэмиссионных процессов и зависит, согласно закону Ричардсона-Дэшмана, от типа материала и температуры.
Электрическое поле, образованное положительным напряжением смещения на коллекторе фотоэлектронов, влияет на изгиб энергетических зон на границе раздела «твердое тело-вакуум», увеличивая количество эмитированных электронов, однако, учитывая, что в процессе формирования фотокатодов реальные напряжения смещения редко превышают 100 В, а расстояние между поверхностью, на которой формируется фотокатод, и анодным коллектором фотоэлектронов составляет от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, данным явлением можно пренебречь.
Таким образом, регистрируемый в процессе формирования фотокатода 1 ток представляется следующим образом (фиг.1):
Легко заметить, что:
- при подаче на фотокатод 1 положительного потенциала относительно анода 2 (коллектора электронов) при наличии засветки фотокатода 1 в регистрируемом токе останутся только ток утечки по изолятору Iу и составляющая ионизационного тока, связанная с фотоионизацией Iфи (фиг.2):
- при подаче на фотокатод 1 отрицательного потенциала относительно анода 2 при отсутствии засветки на формируемом фотокатоде 1 в структуре регистрируемого тока остается только часть ионизационного тока, вызванная ударной ионизацией электронами термоэмиссионного процесса Iуит, термоэмиссионный ток Iт и ток утечки Iу (фиг.3):
при подаче на фотокатод 1 положительного потенциала и в условиях отсутствия засветки в регистрируемом токе останется только ток утечки по изолятору Iу (фиг.4):
Рассмотренные условия и составляющие регистрируемого в этих условиях тока обобщены в таблице, где знаком «+» отмечены составляющие, которые присутствуют в данных условиях регистрации, а знаком « - », соответственно, отсутствующие составляющие. Анализируя таблицу, можно получить:
Таким образом, регистрируя ток в четырех различных комбинациях условий регистрации, можно элементарными математическими операциями получить значение суммы фотоэмиссионного тока и тока, образованного процессом ударной ионизации молекул щелочного металла фотоэлектронами.
Учитывая, что эти токи связаны соотношением
где
σ - коэффициент, учитывающий сечение ионизации и вероятность ионизации, а Рщм - парциальное давление щелочного металла, Т - температура процесса формирования фотокатода, k - постоянная Больцмана можно получить формулу для определения фотоэмиссионного фототока:
Аналогично можно получить:
Для обеспечения возможности рассчитывать значение истинного фотоэмиссионного тока и истинного «темнового» тока фотокатода по зависимостям (5), (8) необходимо обеспечить онлайн-контроль парциального давления пара щелочного металла любым из известных способов.
Способ регистрации фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов в процессе формирования фотоэмиссионного и/или вторично-эмиссионного покрытия, заключающийся в том, что производят подсветку фотокатода 1 световым излучением при подаче потенциала на фотокатод 1 относительно анода 2, световое излучение является импульсным и осуществляется смена полярности питания фотокатода 1 с частотой в два раза меньше частоты подсветки фотокатода 1, и при этом фотоэмиссионный Iф и термоэмиссионный Iт токи получают, регистрируя четыре сигнала: сигнал I1 получают, подавая на фотокатод 1 отрицательный потенциал относительно анода 2 и подсвечивая его световым излучением; сигнал I2 получают, подавая на фотокатод 1 положительный потенциал относительно анода 2 и подсвечивая его световым излучением; сигнал I3 получают, подавая на фотокатод 1 отрицательный потенциал относительно анода 2 и не подсвечивая его световым излучением; сигнал I4 получают, подавая на фотокатод 1 положительный потенциал относительно анода 2 и не подсвечивая его световым излучением; измеряют парциальное давление щелочных металлов и измеряют температуру в процессе формирования фотокатода 1 и вычисляют значения фотоэмиссионного Iф и термоэмиссионного Iт токов согласно выражениям:
где σ - коэффициент, учитывающий сечение ионизации и вероятность ионизации, а Рщм - парциальное давление щелочного металла, Т - температура процесса формирования фотокатода, k - постоянная Больцмана.
Так же в способе регистрации фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов в процессе формирования фотоэмиссионного и/или вторично-эмиссионного покрытия можно использовать несколько источников светового излучения с различными длинами волн или интенсивностью для каждого из которых регистрируют четыре сигнала I1, I2, I3, I4, измеряют парциальное давление щелочных металлов и измеряют температуру в процессе формирования фотокатода 1 и вычисляют значения фотоэмиссионного Iф и термоэмиссионного Iт токов.
Реализация предлагаемого способа может быть осуществлена, например, с помощью блока регистрации, схема которого представлена на фиг.5. Устройство содержит нагрузочный резистор 3, который одним концом электрический подключен к выходу Vout источника 5 питания, а другим концом к контакту для подключения ФЭП; выход GND источника 5 питания электрический заземлен; источник 5 питания имеет два входа, один вход подключен к одному дискретному выходу микроконтроллера 6, второй вход к другому дискретному выходу микроконтроллера 6; источник света 4 электрически подключен к дискретному выходу микроконтроллера 6; модуль 7 усиления сигнала своим отрицательным входом подключен к выходу Vout источника 5 питания, а положительный вход модуля 7 усиления сигнала подключен к контакту для подключения ФЭП; вход модуля 8 аналого-цифрового преобразования подключен к выходу модуля 7 усиления, а выход модуля 8 аналого-цифрового преобразования подключен к цифровому интерфейсу микроконтроллера 6; устройство 9 визуализации своим входом подключается к цифровому/аналоговому интерфейсу микроконтроллера 6, а выход GND микроконтроллера 6 электрически подключен к выходу Vout источника 5 питания. В качестве источника света 4 применялся лазер.
Устройство работает следующим образом:
К устройству (фиг.5) подключают ФЭП, который содержит в своем составе анод 2 и электрод фотокатода 1. При этом заземляют или анод 2, или электрод фотокатода 1. В процессе формирования фотоэмиссионного покрытия на электрод фотокатода 1 относительно анода 2 попеременно с некоторой частотой подаются положительный и отрицательный потенциалы от источника 5 питания, смену полярности у которого задает микроконтроллер 6. В каждой фазе питания тот же микроконтроллер включает и выключает подсветку подачей управляющих сигналов на источник света 4, причем смена состояния источника света 4 выполняется с частотой в два раза выше частоты смены полярности питания фотокатода 1. Таким образом реализовываются четыре состояния условий регистрации, описанные выше, в каждом из которых в микроконтроллер 6 поступает значение регистрируемого на нагрузочном резисторе 3 падения напряжения, создаваемого суммой токов в цепи «фотокатод-анод», усиленное модулем 7 усиления сигнала и преобразованное в цифровой сигнал модулем 8. Микроконтроллер 6 в каждом цикле (все 4 состояния) рассчитывает значения (Iф+Iуиф) и (Iт+Iуит) по формулам (3) и (6), на основании которых рассчитывает значения Iф и Iт по формулам (5) и (8), если в него дополнительно поступает сигнал, характеризующий парциальное давление щелочного металла.
Для оценки чувствительности формируемого слоя к различным свойствам излучения (разные интенсивности, разные длины волн) можно использовать несколько источников освещения, при этом необходимо реализовать все вышеописанные условия (включено/выключено излучение для каждой полярности смещения на формируемом материале) для каждого источника освещения, соответственно получаемые результаты фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов необходимо будет вычислить для каждого источника освещения.
В экспериментах, которые осуществлялись авторами, использовался один источник освещения, а парциальное давление щелочного металла учитывалось путем записи в память микроконтроллера максимального значения этого давления на всем этапе формирования фотокатода, экспериментально зарегистрированное заранее, т.е. микроконтроллер рассчитывал условные значения Iф и Iт, отличающиеся от реальных в меньшую сторону; однако при регистрации парциального давления щелочного металла онлайн можно получать непосредственно Iф и Iт.
Рассчитанные значения визуализируются на двухканальном самописце 9, а также записываются в отдельные файлы «csv» - файлы для хранения и последующего анализа.
С применением разработанного устройства были изготовлены экспериментальные образцы фотоэлементов СДФ20 с массивным фотокатодом Cs3Sb, серийно выпускаемые ФГУП «ВНИИА». На фиг.6 показан график регистрируемого тока при классическом способе регистрации, а на фиг.7 при регистрации по предлагаемому способу: хорошо видно, что использование предлагаемого способа регистрации позволяет детально наблюдать уровень термоэмиссионного и фотоэмиссионного токов, в то время, как классический способ регистрации на определенной стадии процесса (именно она показана на фиг.6) практически не различает эти значения.
На фиг.8 представлен спектральные характеристики полученных фотокатодов по классическому способу и предлагаемому способу, анализ которых показывает, что использование нового способа регистрации позволяет получать как минимум аналогичные уровни чувствительности фотокатода, избегая риска пропустить требуемую точку «переключения» состояния процесса с нагонки щелочного металла и проработки им фотоэмиссионного покрытия на отгонку, а также точку прекращения отгонки щелочного металла.
Таким образом достигается заявленный технический результат, а именно:
исключение паразитных составляющих в виде токов утечки по изолятору и токов ионизации в составе регистрируемого фотоотклика в процессе формирования фотокатода, что позволяет раздельно контролировать изменение фотоэмиссионного и термоэмиссионного составляющих фотоотклика.

Claims (5)

1. Способ регистрации фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов в процессе формирования фотоэмиссионного и/или вторично-эмиссионного покрытия, заключающийся в том, что производят подсветку фотокатода световым излучением от источника при подаче потенциала на фотокатод относительно анода, отличающийся тем, что световое излучение является импульсным и осуществляется смена полярности питания фотокатода с частотой в два раза меньше частоты подсветки фотокатода, и при этом фотоэмиссионный Iф и термоэмиссионный Iт токи получают, регистрируя четыре сигнала: сигнал I1 получают, подавая на фотокатод отрицательный потенциал относительно анода и подсвечивая его световым излучением; сигнал I2 получают, подавая на фотокатод положительный потенциал относительно анода и подсвечивая его световым излучением; сигнал I3 получают, подавая на фотокатод отрицательный потенциал относительно анода и не подсвечивая его световым излучением; сигнал I4 получают, подавая на фотокатод положительный потенциал относительно анода и не подсвечивая его световым излучением; измеряют парциальное давление щелочных металлов и измеряют температуру в процессе формирования фотокатода, и вычисляют значения фотоэмиссионного Iф и термоэмиссионного Iт токов согласно выражениям
где σ - коэффициент, учитывающий сечение ионизации и вероятность ионизации, а Рщм - парциальное давление щелочного металла, Т - температура процесса формирования фотокатода, k - постоянная Больцмана.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют несколько источников светового излучения с различными длинами волн или интенсивностью, для каждого из которых регистрируют четыре сигнала I1, I2, I3, I4, измеряют парциальное давление щелочных металлов и измеряют температуру в процессе формирования фотокатода и вычисляют значения фотоэмиссионного Iф и термоэмиссионного Iт токов.
RU2023121859A 2023-08-21 Способ регистрации фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов в процессе формирования фотоэмиссионного и/или вторично-эмиссионного покрытия RU2807302C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2807302C1 true RU2807302C1 (ru) 2023-11-13

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4306188A (en) * 1979-10-30 1981-12-15 Rca Corporation Photomultiplier tube having a photocurrent collector
SU1141937A1 (ru) * 1983-06-06 1991-12-23 Главная геофизическая обсерватория им.А.И.Воейкова Способ регистрации фотонов фотоэлектронным умножителем
US6692209B1 (en) * 1999-11-19 2004-02-17 Litton Systems, Inc. Method and system for manufacturing a photocathode
RU2248066C1 (ru) * 2003-11-06 2005-03-10 Научно-исследовательский институт физики им. В.А. Фока Санкт-Петербурского государственного университета Способ изготовления фотополевого катода

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4306188A (en) * 1979-10-30 1981-12-15 Rca Corporation Photomultiplier tube having a photocurrent collector
SU1141937A1 (ru) * 1983-06-06 1991-12-23 Главная геофизическая обсерватория им.А.И.Воейкова Способ регистрации фотонов фотоэлектронным умножителем
US6692209B1 (en) * 1999-11-19 2004-02-17 Litton Systems, Inc. Method and system for manufacturing a photocathode
RU2248066C1 (ru) * 2003-11-06 2005-03-10 Научно-исследовательский институт физики им. В.А. Фока Санкт-Петербурского государственного университета Способ изготовления фотополевого катода

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЮПАШЕВСКИЙ А.В. Исследование и разработка устройства контроля и управления формированием мультищелочных фотокатодов. Наука. Технологии. Инновации: сб. науч. тр.: в 9 ч., Новосибирск, 3-7 дек., 2018, НГТУ, 2018, ч. 6, с. 168-174. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3150992B1 (en) Inverse photoelectron spectroscopy device
RU2807302C1 (ru) Способ регистрации фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов в процессе формирования фотоэмиссионного и/или вторично-эмиссионного покрытия
JP3790548B2 (ja) フローティング・ゲートが有るmosfetを含む受光素子
US4367404A (en) Reduction of hysteresis in photomultiplier detectors
Keene Fatigue and saturation in photomultipliers
US3894233A (en) Ion microprobe analyzer
Marshall et al. The Photomultiplier X‐Ray Detector
Land A discussion of the region of linear operation of photomultipliers
CN109273345B (zh) 非接触物体表面电荷光电倍增管放大器
US4868380A (en) Optical waveguide photocathode
Mörmann et al. On the efficient operation of a CsI-coated GEM photon detector
US4963113A (en) Method for producing photomultiplier tube
US3011390A (en) Optical linear condensation nuclei device
RU221588U1 (ru) Устройство регистрации фотоэмиссионного и термоэмиссионного токов в процессе формирования фотоэмиссионного и/или вторично-эмиссионного покрытия
Wright An investigation of photomultiplier background
US3218460A (en) Stabilized scintillation counter using photomultiplier
Hillert The time dependence of the sensitivity of photomultiplier tubes
Burroughs Collection efficiency of continuous dynode electron multiple arrays
US4709140A (en) High speed light detection tube
JPWO2003098658A1 (ja) 光電子増倍管及びその使用方法
Pietri Progress in photomultiplier tubes for scintillation counting and nuclear physics
US4147929A (en) Optical photoemissive detector and photomultiplier
JP2005243554A (ja) 光電子増倍管
US2689313A (en) Photosensitive cell
Mizuguchi Single photon counting