SU1115135A1

SU1115135A1 - Process for determining gain control factor for multiplier phototube

Info

Publication number: SU1115135A1
Application number: SU833605061A
Authority: SU
Inventors: Жорес Моисеевич Ронкин
Original assignee: Организация П/Я М-5273
Priority date: 1983-06-13
Filing date: 1983-06-13
Publication date: 1984-09-23

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РЕГУЛИРОВАНИЯ УСИЛЕНИЯ ФОТОЭЛЕКТРОННОГО УМНОЖИТЕЛЯ , включающий измерение анодного тока при напр жении питани на фотоэлектронном умножителе, соответствующем заданной анодной чувствительности, регулирование коэффициента усилени умножител и последующее вычисление коэффициента регулировани , отличающийс тем, что, с целью повыщени точности и помехозащищенности измерений, после подачи напр жений питани с помощью импульсного источника света устанавливают анодный ток, соответствующий такому его значению на нелинейном участке световой характеристики фотоэлектронного умножител , которое обеспечивает при введении максимального регулировани усилени значение анодного тока, наход щеес на верхнем пределе линейного участка световой характеристики 1р, а затем первоначально установленное значение анодного тока уменьщают посредством ослаблени светового потока калиброванными поглотител ми света кратностью К до значени IQ, эквивалентного значению анодного тока при введенном максимальном коэффициенте регулировани , и определ ют СП коэффициент регулировани L по формуле 1 L -Т7Г IVA METHOD FOR DETERMINING THE ADJUSTMENT COEFFICIENT OF PHOTO-ELECTRON MULTICAPTERS detectors, including measuring the anode current at the supply voltage on a photomultiplier corresponding to a given anode sensitivity, adjusting the gain factor of the multiplier, and then calculating the adjustment factor, which is a separate application, which is a separate application, which is a separate application, which can be applied, a separate sensor, and an additional calculation of the gain factor of the multiplier, followed by the calculation of the adjustment factor, which will be a separate application, which can be applied, which will make it easier to adjust the gain factor of the multiplier, and then calculate the control factor, which will make it easier to adjust the gain factor of the multiplier and then calculate the control factor, which will make it easy, and the developers will have a separate sensor; supply voltage using a pulsed light source set the anode current corresponding to such its value in the nonlinear portion of the light characteristic of the photomultiplier, which provides for the introduction of maximum gain control, the value of the anode current at the upper limit of the linear portion of the light characteristic 1p, and then the initially set value of the anode current is reduced by attenuating the light flux with calibrated light absorbers K to the value of IQ, equivalent to the value of the anode current with the entered maximum regulation ratio And determining the control factor SP L 1 L of formula IV -T7G

Description

СПSP

00 ел00 ate

0U2.f0U2.f

Изобретение относитс к электронной технике, в частности к способам измерени параметров фотоэлектронных умножителей (ФЭУ).The invention relates to electronic engineering, in particular, to methods for measuring parameters of photomultiplier tubes (PMT).

Известен способ регулировани усилени путем взаимодействи между фокусирующим полем входной камеры ФЭУ в области полупрозрачного фотокатода и внешним электростатическим полем. При этом npdвисающее электростатическое поле, возбуждаемое внешними электродами, действует в области полупрозрачного фотокатода, тормоз или стимулиру выход фотоэлектронов. Регулирование усилени происходит за счет знакопеременного характера электростатического пол , а измерение коэффициента регулировани производитс путем сн ти зависимости выходного тока от напр женности электростатического пол I f(H) 1.There is a known method for adjusting the gain by interacting between the focusing field of the input chamber of the photomultiplier in the translucent photocathode region and an external electrostatic field. In this case, the npd-hanging electrostatic field, excited by external electrodes, acts in the region of a translucent photocathode, brake, or stimulates the output of photoelectrons. The gain is controlled by the alternating nature of the electrostatic field, and the regulation factor is measured by removing the output current as a function of the electrostatic field strength I f (H) 1.

Однако способ не нашел широкого применени по причине инерционности метода регулировани , а также в св зи с недостаточной эффективностью регулировани усилени .However, the method has not found wide application due to the inertia of the regulation method, as well as due to the insufficient effectiveness of the gain control.

Наиболее близким к изобретению вл етс способ определени коэффициента регулировани при управлении фототоком жалюзийных ФЭУ по внутренним электродам, например сеткам, вызывающим тормоз щее или расфокусирующее действие на поток фото- или вторичных электронов.Closest to the invention is a method for determining the adjustment factor in controlling the photocurrent of louver photomultipliers using internal electrodes, such as grids, which cause a retarding or defocusing effect on the flux of photo or secondary electrons.

Измерение производитс методом сн ти характеристик зависимости анодного тока при напр жении питани на ФЭУ от регулирующего коэффициент усилени напр жени ид. Об зательным исходным условием, гарантируюшим достоверность измерений, вл етс выбор значени анодного тока, лежащего в пределах линейности световой характеристики при отсутствии регулировани усилени .The measurement is made by the method of characterizing the dependence of the anode current at the voltage of the power supply on the photomultiplier on the regulating voltage gain factor. A prerequisite for ensuring the accuracy of the measurements is the choice of the value of the anode current, which lies within the linearity of the light characteristic in the absence of gain control.

Известный способ безынерционен и имеет высокую эффективность 2.The known method is instantaneous and has high efficiency 2.

Недостатком известного способа вл етс то, что при высокой эффективности регулировани усилени , превышающего 5-6 пор дков изменени анодного тока, на нижнем пределе измерений анодный ток падает до уровн собственных шумов ФЭУ и вследствие больших флуктуации регистрируетс нестабильно с большой погрешностью, а в некоторых случа х и вообще не регистрируетс без применени специальных узкополосных измерительных схем выделени сигнала.The disadvantage of the known method is that with a high gain control efficiency exceeding 5-6 orders of magnitude of the anode current, the anode current drops to the photomultiplier noise level at the lower limit of measurements and, due to large fluctuations, is detected unstably with large error, and in some cases x and generally do not register without the use of special narrow-band signal isolation measuring circuits.

Цель изобретени - повышение точности и помехозащищенности измерений.The purpose of the invention is to improve the accuracy and noise immunity of measurements.

Указанна цель достигаетс тем, что при способе определени коэффициента регулировани усилени фотоэлектронного умножител , включающем измерение анодного тока при напр жении питани на фотоэлектронном умножителе, соответствующем заданной анодной чувствительности, регулирование коэффициента усилени умножител и последующее вычислени коэффициента регулировани , после подачи напр женийThis goal is achieved in that with the method of determining the gain control coefficient of a photomultiplier tube, which includes measuring the anode current at the supply voltage on the photomultiplier tube corresponding to a given anode sensitivity, adjusting the gain factor of the multiplier, and then calculating the control factor, after applying the voltage

питани с помощью импульсного источника света устанавливают анодный ток, соответствующий такому его значению на нелинейном участке световой характеристики фотоэлектронного умножител , которое обеспечивает при введении максимального регулировани усилени значение анодного тока, наход щеес на верхнем пределе линейного участка световой характеристики 1р, а затем первоначально установленное значение анодного тока уменьщают посредством ослаблени power supply using a pulsed light source sets the anode current corresponding to such a value in the nonlinear portion of the photocell multiplier light characteristic, which, when a maximum gain control is introduced, provides the anode current value at the upper limit of the linear light characteristic 1p, and then the initially set anode value currents are reduced by attenuating

5 светового потока калиброванными поглотител ми света кратностью К до значени IQ, эквивалентного значению анодного тока при введенном максимальном коэффициенте регулировани , и определ ют коэффициент регулировани L по формуле L .5 light fluxes with calibrated light absorbers of multiplicity K up to an IQ value equivalent to the value of the anode current at the maximum control factor introduced, and determine the control coefficient L by the formula L.

Сущность предлагаемого способа заключаетс в смещении рабочего диапазона измерений в сторону больших анодных токов, которые уверенно регистрируютс .The essence of the proposed method consists in shifting the working measurement range towards large anode currents, which are reliably recorded.

На фиг. 1 приведена принципиальна FIG. 1 shows the principal

5 схема установки измерени коэффициента регулировани ФЭУ; на фиг. 2 - светова характеристика ФЭУ.5 diagram of the installation for measuring the photomultiplier adjustment coefficient; in fig. 2 - light characteristic of the PMT.

Установка содержит фотоэлектронный умножитель 1, импульсный источник 2 света, набор нейтральных калиброванных погло0 тителей 3 света, сопротивление 4 нагрузки, широкополосный осциллограф 5 и устройство 6 регулировани усилени .The installation contains a photomultiplier 1, a pulsed light source 2, a set of neutral calibrated absorbers 3 lights, a load resistance 4, a wideband oscilloscope 5, and a gain control device 6.

Кривые 7 и 8 (фиг. 2) соответствуют световым характеристикам ФЭУ, сн тым предлагаемым и известным способами.Curves 7 and 8 (Fig. 2) correspond to the light characteristics of the photomultiplier taken with the proposed and known methods.

Измерение коэффициента регулировани ФЭУ проводитс следующим образом.The measurement of the photomultiplier adjustment coefficient is carried out as follows.

На измер емой ФЭУ подаетс питающее напр жение, соответствующее ее заданной анодной чувствительности. ФЭУ 1 облучает0 с импульсами мощного источника 2 света, например квантового генератора. При этом устанавливаетс режим насыщени анодного тока ФЭУ (точка 9 на кривой 7).At the measured photomultiplier, a supply voltage is applied corresponding to its predetermined anodic sensitivity. The PMT 1 irradiates 0 with the pulses of a powerful source of light 2, for example, a quantum generator. This sets the saturation mode of the anode current of the PMT (point 9 on curve 7).

После этого вводитс максимальное значение регулировани усилени ,, т. е. ФЭУ запираетс . Варьиру мощностью импульсного источника света, добиваютс такой амплитуды анодного тока 1р ФЭУ, котора лежит в линейной области световой характеристики , например в области точки 10After that, the maximum value of the gain control is entered, i.e. the PMT is locked. Varying the power of a pulsed light source, one achieves an amplitude of the anode current 1p of the photomultiplier, which lies in the linear region of the light characteristic, for example, in the region of point 10

0 световой характеристики (крива 7), и надежно с малой погрешностью может быть -измерена с помощью осциллографа 5.0 light characteristics (curve 7), and reliably with small error can be measured with an oscilloscope 5.

Затем при неизменной мощности импульсного источника света выключают систему регулировани усилени , т. е. ФЭУ пере5 вод т в режим максимального усилени (точка 9, крива 7). Вновь устанавливаетс режим насыщени анодного тока ФЭУ.Then, at a constant power of the pulsed light source, the gain control system is turned off, i.e., the photomultiplier is switched to the maximum gain mode (point 9, curve 7). The saturation of the anode current of the photomultiplier is set again.

ИсполЪзу набор нейтральных калиброванных поглотителей света, ослабл ют мощность светового потока импульсного источника света до уровн , обеспечивающего значение амплитуды анодного тока IQ, близкого к 1р, т. е. снова создаетс линейный режим. Зна коэффициент ослаблени мощности светового потока калиброванными поглотител ми света К, по формуле L -K рассчитываетс коэффициент регулировани усилени .Using a set of neutral calibrated light absorbers, the luminous flux of the pulsed light source is attenuated to a level that provides an amplitude value of the anode current IQ close to 1p, i.e., the linear mode is created again. By knowing the attenuation coefficient of the power of the luminous flux by calibrated K light absorbers, the gain control factor is calculated using the formula L-K.

Предлагаемый способ измерени коэффициента регулировани усилени ФЭУ обеспечивает высокую точность и помехозащ,ищенность измерений благодар смещению рабочего диапазона измерений в сторону больших анодных токов (крива 7, диапазон 10-9), по сравнению с известным споОIDS fff-tf fff-J iQ2 Фиг. 2The proposed method for measuring the gain control coefficient of a photomultiplier provides high accuracy and interference, measurement accuracy due to the shift of the working measurement range towards large anode currents (curve 7, range 10-9), compared with the known method of fIDS-ff-J iQ2. FIG. 2

собом, в котором нижн рабоча точка 11 (крива 8, диапазон 11 -12) расположена в зоне щумов прибора.in which the lower operating point 11 (curve 8, range 11-12) is located in the zone of the instrument's noise.

Изобретение значительно упрощает процесс измерений, устран вли ние статистических флуктуации слабого сигнала, а так же позвол ет надежно peitHC рировать практически любое значение коэффициента регулировани усилени как при промыщленном производстве ФЭУ, так и при их разработке .The invention greatly simplifies the measurement process, eliminates the effect of statistical fluctuations of a weak signal, and also reliably allows almost any value of the gain control coefficient both in the industrial production of PMT and in its development.

Кроме того, предлагаемый способ создает экономию средств за счет, использовани относительно простого набора измерительной аппаратуры, устран необходимость построени специальных селективных узкополосных устройств. Ug втора шкала В Ф перва шкала io-l ВтIn addition, the proposed method creates cost savings due to the use of a relatively simple set of measuring equipment, eliminating the need to build special selective narrowband devices. Ug second scale VF first scale io-l W

Claims

METHOD FOR DETERMINING THE REGULATION COEFFICIENT OF THE PHOTOELECTRON MULTIPLIER;

FIG. 1 regulation, characterized in that, in order to improve the accuracy and noise immunity of the measurements, after applying the supply voltage using a pulsed light source, an anode current is set corresponding to its value in the nonlinear portion of the light characteristic of the photoelectronic multiplier, which ensures the introduction of the maximum gain control value current, located at the upper limit of the linear portion of the light characteristic 1 _p , and then the initially set value of the anode t the eyes are reduced by attenuating the light flux with calibrated light absorbers of multiplicity K to a value of _{0 0} equivalent to the value S of the anode current with the maximum regulation coefficient entered, and the regulation coefficient L is determined by the formula

L = - ^ K.

SU. ,,. 1115135