SU851549A1 - Two-channel electron multiplier - Google Patents

Two-channel electron multiplier Download PDF

Info

Publication number
SU851549A1
SU851549A1 SU792831163A SU2831163A SU851549A1 SU 851549 A1 SU851549 A1 SU 851549A1 SU 792831163 A SU792831163 A SU 792831163A SU 2831163 A SU2831163 A SU 2831163A SU 851549 A1 SU851549 A1 SU 851549A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electron
channel
mcp
sample
common
Prior art date
Application number
SU792831163A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Михайлович Сорокин
Борис Дмитриевич Мацоян
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6681
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Р-6681 filed Critical Предприятие П/Я Р-6681
Priority to SU792831163A priority Critical patent/SU851549A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU851549A1 publication Critical patent/SU851549A1/en

Links

Description

Изобретение относится к технике регистрации заряженных частиц (электронов) и может быть применено для исследования спектров отражения и кван- _ тового выхода, а также энергетических 5 спектров фотоэмиссии и вторичной электронной эмиссии.The invention relates to a technique for recording charged particles (electrons) and can be used to study the reflection and quantum yield spectra, as well as the energy 5 spectra of photoemission and secondary electron emission.

Известен электррнный умножитель, содержащий два последовательных каскада усиления, выполненных в виде υ микроканальных пластин (МКП)[1].Known electron multiplier containing two consecutive amplification stages made in the form of υ microchannel plates (MCP) [1].

Известен двухканапьный электронный умножитель для измерения эмиссии электронов методом сравнения, содержащий общие для обоих каналов два кас-15 када усиления, выполненные в виде МКП и два коллектора электронов, расположенные за последним каскадом усиления [2].Known two-channel electron multiplier for measuring electron emission by comparison, containing common for both channels two cas-15 gain cascade, made in the form of MCP and two electron collectors located behind the last amplification cascade [2].

Однако данное устройство не позво- 20 ляет производить регистрацию- сигналов с большими перепадами интенсивности в силу зависимости коэффициента усиления от уровня сигналаоиз-эа насыщения каналов МКП. *5However, this device does not make it possible to produce 20 wish to set up registratsiyu- signals with large differences in intensity due to the dependence of the gain on the signal level of saturation of ea MCP channels. *5

Цель изобретения - расширение диа-, пазона измерения и автоматическая непрерывная регистрация отношения квантовых выходов исследуемого образца и эталона. 30The purpose of the invention is the expansion of the measurement range, and automatic continuous registration of the ratio of the quantum outputs of the test sample and the standard. thirty

Поставленная цель достигается тем, что в двухканальном электронном умножителе для измерения эмиссии электронов методом сравнения,содержащем общие для обоих каналов два каскада усиления,выполненные в виде МКП,и два коллектора электронов, расположенные за последним каскадом усиления, между каскадами усиления установлена общая управляющая сетка, соединенная с коллектором эталона цепью отрицательной обратной связи (ООС) в которую включены интегрирующий компаратор и задатчик сигнала сравнения.This goal is achieved by the fact that in a two-channel electron multiplier for measuring electron emission by a comparison method containing two amplification stages common to both channels, made in the form of MCPs, and two electron collectors located behind the last amplification stage, a common control grid is installed between the amplification stages, connected to the reference collector by a negative feedback circuit (OOS) which includes an integrating comparator and a reference signal setter.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит эталонную 1 и исследуемую 2 мишени (фотокатоды или вторичные эмиттеры), первую 3 и вторую 4 МКП (общие для обоих мишеней), управляющую сетку 5 (общая для обоих мишеней), коллекторы 6 и 7 каналов эталона и образца соответственно ,импульсные предусилители 8 и 9, измерители 10 и 11 скорости счета импульсов (ИСС) с фиксированным порогом срабатывания, компаратор 12 напряжения с интегрирующим выходом, задатчик 13 фиксирован3 ного потенциала (ПП-6 3) и самописец 14 ПДС-021 М (ЭПП-09).The device contains reference 1 and studied 2 targets (photocathodes or secondary emitters), the first 3 and second 4 MCPs (common for both targets), control grid 5 (common for both targets), collectors 6 and 7 of the reference and sample channels, respectively, pulse preamplifiers 8 and 9, pulse counting rate meters (SIS) 10 and 11 with a fixed threshold, a voltage comparator 12 with an integrating output, a fixed potential adjuster 13 (PP-6 3) and a recorder 14 PDS-021 M (EPP-09).

Прибор работает следующим образом.The device operates as follows.

Выбитые из мишеней 1 и 2 электроны ускоряются входным полем МКП-3, умножаются внутри МКП-3 и на ее выхо- _ де образуют электронные ливни от каж- * дого электрона. Сетка 5 при отсутствии модулирующего напряжения на ней пропускает потоки на МКЦ 4 и после усиления на ней коллекторы 6 и 7 получают серий одноэлектронных импульсов. Ю Коллектор 6 от эталонного канала через ИСС 10 питает вход интегрирующего компаратора 12 напряжением, пропорциональным числу электронов в 1 с от эталона 1. При отклонении этого напря-15 жения в ту или иную сторону от уровня, задаваемого потенциометром 13, компаратор-интегратор вырабатывает на своем выходе и на сетке 5 растущий или убывающий потенциал, регулирую- 20 щий электронный поток (электронное усиление) в канале эталона (1-3-4-6-8) до такой величины, что число импульсов с амплитудой, превышающей ' порог ИСС 10, поддерживается на -уровне, задаваемом потенциометром 13. Т.е. в канале этало.на при любой интенсивности облучения мишени выходная скорость счета поддерживается постоянной, а самописец в канале измерения регистрирует отношение 30The electrons knocked out from targets 1 and 2 are accelerated by the input field of the MKP-3, multiplied inside the MKP-3 and form electronic showers from each electron at its output. Grid 5 in the absence of a modulating voltage across it passes streams to the MCC 4 and after amplification on it, collectors 6 and 7 receive series of single-electron pulses. The collector 6 from the reference channel through ISS 10 feeds the input of the integrating comparator 12 with a voltage proportional to the number of electrons in 1 s from the reference 1. When this voltage deviates 15 one way or another from the level set by potentiometer 13, the comparator-integrator generates At its output and at grid 5, an increasing or decreasing potential regulating the electron flux (electron gain) in the standard channel (1-3-4-6-8) to such a value that the number of pulses with an amplitude exceeding the ISS threshold 10 supported at the-level specified by potentiometer 13. i.e. in the standard channel. for any intensity of target irradiation, the output counting rate is kept constant, and the recorder in the measurement channel registers the ratio 30

Yo/Y?. Действительно, пусть из общего потока первичных частиц N доля σί попадает на эталон, а остальная на образец. При соответствующих квантовых выходах Υэи γο выходные ско- 35 рости счета импульсов выразятся N,, и N( i-oC)Y0. Когда спектр возбуждающих частиц сканируется, то N изменяется по времени, однако система обратной связи приемника поддер- до живает сигнал N^Y^ - Const. Это равносильно тому; что изменяется число эффективных возбуждающих частиц х Const/oi Уэ· В таком случае сигнал второго канала, т.е. канала об-’ раэца , выразится N (1 -<Λ ) · Yo = Cons t ( 1 -с< ) Y0/o( Yg = Const т.е.Y o / y ? . Indeed, suppose that, from the total flow of primary particles N, the fraction σί falls on the standard, and the rest on the sample. For the corresponding quantum outputs Υ e and γ ο, the output counting rates of the pulses are expressed by N ,, and N (i-oC) Y 0 . When the spectrum of exciting particles is scanned, N changes in time, however, the receiver feedback system supports the signal N ^ Y ^ - Const. This is tantamount to; that changes the number of effective exciting particles x Const / oi Y e · In this case, the signal of the second channel, i.e. channel ob- 'raez, expressed N (1 - <Λ) · Y o = Cons t (1 -с <) Y 0 / o (Y g = Const i.e.

сигнал будет пропорционален отношению квантовых выходов образца и эталона.the signal will be proportional to the ratio of the quantum outputs of the sample and the standard.

Таким образом, предлагаемой двухканальный электронный умножитель для измерения эмиссии электронов методом сравнения позволяет автоматически регистрировать отношение квантовых выходов образца и эталона, не допуская перегрузки МКП-4 и электронного усилительного тракта и, таким образом, выхода его из линейного режима регистрации при больших перепадах интенсивности сигнала на входе МКП 3.Thus, the proposed two-channel electron multiplier for measuring electron emission by the comparison method allows you to automatically register the ratio of the quantum yields of the sample and the standard, avoiding overloading the MKP-4 and the electronic amplification path and, thus, leaving it from the linear recording mode with large differences in signal intensity at inlet of the MCP 3.

Claims (2)

изобретение относитс  к технике регистрации зар женных частиц (электронов и может быть применено дл  исследовани  спектров отражени  и квантового выхода, а также энергетических спектров фотоэмиссии и вторичной электронной эмиссии. Известен электррнный умножитель, содержащий два последовательных каскада усилени , выполненных в виде микроканальных пластин (MKIIlfl. Известен двухканальный электронный умножитель дл  измерени  эмиссии электронов методом сравнени , содержащий общие дл  обоих каналов два кас када усилени , выполненные в виде МКП и два ко.плектора электронов, расположенные за последним каскадом усилени  р. Однако данное устройство не позвол ет производить регистрацию сигналов с большими перепадами интенсивности в силу зависимости коэффициента усилени  от уровн  сигнала из-за насыщени  каналов МКП. Цель изобретени  - расширение диапазона измерени  и автоматическа  непрерывна  регистраци  отношени  квантовых выходов исследуемого образца и эталона. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в двухканальном электронном умножителе дл  измерени  эмиссии электронов методом сравнени ,содержащем общие дл  обоих каналов два каскада усилени , выполненные в виде МКП,и два коллектора электронов, расположенные за последним каскадом усилени , мемэду каскадами усилени  установлена обща  управл юща  сетка, соединенна  с коллектором эталона целью отрицательной обратной св зи (OOCj в которую включены интегрирующий компаратор и задатчик сигнала сравнени . На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит эталонную 1 и исследуемую 2 мишени (фотокатоды или вторичные эмитте  л) , первую 3 и вторую 4 МКП (общие дл  ббоих мишеней), управл квдую сетку 5 (обща  дл  обоих мишеней), коллекторы 6 и 7 каналов эталона и образца соответственно ,импульсные предусилители 8 и 9, измерители 10 и 11 скорости счета импульсов (ИСС) с фиксированным порогом срабатывани , компаратор 12 напр жени  с интегрирующим выходом, задатчик 13 фиксированного потенциала (ПП-бЗ) и самописец 14 ПДС-021 М (.ЭПП-09) . Прибор работает следующим образом Выбитые из мишеней 1 и 2 электроны ускор ютс  входным полем МКП-3, умножаютс  внутри МКП-3 и на ее выходе образуют электронные ливни от каж дого электрона. Сетка 5 при отсутств модулирующего напр жени  на ней пропускает гютоки на МКЦ 4 и после усилени  на ней коллекторы 6 и 7 получа ют серий одноэлектронных импульсов. Коллектор 6 от эталонного канала через ЯСС 10 питает вход интегрирующег компаратора 12 напр жением, пропорци нальным числу электронов в 1 с от эталона 1. При отклонении этого напр жени  в ту или иную сторону от уровн , задаваемого потенциометром 13, к паратор-интегратор вырабатывает на своем выходе и на сетке 5 растущий или убывающий потенциал, регулирующий электронный поток (электронное усиление) в канале эталона (1-3-4-6-8 ) до такой величины, что число импульсов с амплитудой, превышающей порог ИСС 10, поддерживаетс  на уровне, задаваемом потенциометром 13 . Т.е. в канале этало.на при любой интенсивности облучени  мишени выход на  скорость счета поддерживаетс  посто нной, а самописец в канале измерени  регистрирует отношение YO/Y. Действительно, из общего потока первичных частиц N дол  oi. попадает на э-талон, а остальна  на образец. При соответствующих кван товых выходах э и YO выходные скорости счета импульсов выраз тс  «2 Yq It N(i-oi-)Yo. Когда спектр возбуждающих частиц сканируетс , то N измен етс  по времени, однако система обратной св зи приемника поддер живает сигнал N V -Const. Это равн сильно тому; что измен етс  число Эффективных возб уждающих частиц И Constjd УЭ- В таком случае сигнал второго канала, т.е. канала образ .ца, выразитс  N(1 oi ). о Const( )Уо/б( 3 Const N;3/Y9,T.e. сигнал будет пропорционален отношению квантовых выходов образца и эталона. Таким образом, предлагаемой двухканальный электронный умножитель дл  измерени  эмиссии электронов методом сравнени  позвол ет автоматически регистрировать отношение квантовых выходов образца и эталона , не допуска  перегрузки МКП-4 и электронного усилительного тракта и, таким образом, выхода его из линейного-режима регистрации при больших перепсщах интенсивности сигнала на входе МКП 3. Формула изобретени  Двухканальный электронный умножитель дл  измерени  эмиссии электронов методом сравнени , содержащий общие дл  обоих каналов два каскада усилени , выполненные в виде микроканальных пластин и два коллектора электронов, расположенные за последним каскадом усилени , отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измерени  и автоматической непрерывной регистрации отношени  квантовых выходов исследуемого образца и эталона, между каскадами усилени  установлена обща  управл юща  сетка, соединенна  с коллектором эталона цепью отрицательной обратной св зи, в которую включены интегрирукнций компаратор и задатчик сигнала сравнени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Келлог Э. Визуализирующий рентгеновский детектор высокого разрешени  . - Приборы дл  научных исследований , 1976, № 3, с. 27-30. This invention relates to a technique for detecting charged particles (electrons and can be used to study the reflection spectra and quantum yield, as well as energy spectra of photoemission and secondary electron emission. An electronic multiplier is known that contains two successive amplification stages made in the form of microchannel plates (MKIIlfl. A two-channel electron multiplier is known for measuring the electron emission by the comparison method, containing two amplifiers common to both channels, made in The IDT MCP and two electron collectors located behind the last cascade of amplification R. However, this device does not allow recording of signals with large differences in intensity due to the dependence of the gain on the signal level due to saturation of the MCP channels. and automatic continuous recording of the ratio of the quantum yields of the sample and the sample under study. The goal is achieved by the fact that in a two-channel electron multiplier for measuring the emission the electron method of comparison, containing two amplification stages common for both channels, made in the form of an MCP, and two electron collectors located behind the last amplification stage, a common control grid connected to the reference collector of the feedback standard (OOCj in which includes an integrated comparator and reference signal adjuster. The drawing shows a diagram of the proposed device. The device contains reference 1 and test 2 targets (photocathodes or secondary emitters), the first 3 and the second 4 MCPs (common for breakdown targets), control of a grid 5 (common for both targets), collectors 6 and 7 of the standard and sample channels, respectively pulse preamplifiers 8 and 9, pulse rate meters 10 and 11 with a fixed response threshold, a voltage comparator with an integrating output, a fixed potential setting unit 13 (ПП-бЗ) and a recorder 14 ПДС-021 М (.EPP-09 ). The device works as follows. The electrons knocked out of targets 1 and 2 are accelerated by the MCP-3 input field, multiplied inside MCP-3, and at its output form electron showers from each electron. Grid 5, when there is no modulating voltage across it, passes hyutok to MCC 4, and after amplifying it, collectors 6 and 7 receive a series of one-electron pulses. The collector 6 from the reference channel through the YASS 10 feeds the input of the integrating comparator 12 with a voltage proportional to the number of electrons in 1 s from the standard 1. When this voltage deviates to one side or the other from the level set by potentiometer 13 to the integrator, the integrator produces its output and on grid 5, a growing or decreasing potential regulating the electron flow (electron amplification) in the reference channel (1-3-4-6-8) to such a value that the number of pulses with amplitude exceeding the threshold of the ISS 10 is maintained at given by potential eter 13 Those. in the reference channel, at any intensity of irradiation of the target, the output to the counting rate is kept constant, and the recorder records the ratio YO / Y in the measurement channel. Indeed, from the total flow of primary particles N dol oi. gets on the e-ticket, and the rest on the sample. With the corresponding quantum outputs e and YO, the output pulse count rates are expressed as “2 Yq It N (i-oi-) Yo. When the spectrum of the excitation particles is scanned, N varies in time, however, the receiver's feedback system supports the signal N V -Const. It is equally strong; that the number of Effective excitation particles And Constjd UE changes. In this case, the signal of the second channel, i.e. channel image .ts, expressed N (1 oi). o Const () V / b (3 Const N; 3 / Y9, Te signal will be proportional to the ratio of the quantum outputs of the sample and the reference. Thus, the proposed two-channel electron multiplier for measuring electron emission by the comparison method allows you to automatically record the ratio of the quantum outputs of the sample and the reference , not allowing the overload of the MCP-4 and the electronic amplifying tract and, thus, its exit from the linear-registration mode for large signal intensity at the input of the MCP 3. Invention formula Two-channel electronic a comparison tool for measuring electron emission, containing two amplification stages common for both channels, made in the form of microchannel plates and two electron collectors located behind the last amplification stage, characterized in that in order to expand the measurement range and automatically continuously register the ratio of quantum outputs the test sample and the reference, between the amplification stages, a common control grid, connected to the reference collector by a negative feedback circuit, is installed, in The integrated comparator and reference signal adjuster are included. Sources of information taken into account in the examination 1. Kellog E. High resolution imaging x-ray detector. - Instruments for scientific research, 1976, No. 3, p. 27-30. 2. Приборы дл  научных и.сследований , 1977, .9, с. 25-30 (прототип).2. Instruments for scientific research, 1977, .9, p. 25-30 (prototype).
SU792831163A 1979-10-19 1979-10-19 Two-channel electron multiplier SU851549A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792831163A SU851549A1 (en) 1979-10-19 1979-10-19 Two-channel electron multiplier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792831163A SU851549A1 (en) 1979-10-19 1979-10-19 Two-channel electron multiplier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU851549A1 true SU851549A1 (en) 1981-07-30

Family

ID=20855547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792831163A SU851549A1 (en) 1979-10-19 1979-10-19 Two-channel electron multiplier

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU851549A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4988867A (en) * 1989-11-06 1991-01-29 Galileo Electro-Optics Corp. Simultaneous positive and negative ion detector
US6229142B1 (en) 1998-01-23 2001-05-08 Micromass Limited Time of flight mass spectrometer and detector therefor
US6909090B2 (en) 2001-12-19 2005-06-21 Ionwerks Multi-anode detector with increased dynamic range for time-of-flight mass spectrometers with counting data acquisitions
US7928361B1 (en) 2001-05-25 2011-04-19 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Multiple detection systems
WO2013180794A2 (en) * 2012-03-19 2013-12-05 Kla-Tencor Corporation Photomultiplier tube with extended dynamic range

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4988867A (en) * 1989-11-06 1991-01-29 Galileo Electro-Optics Corp. Simultaneous positive and negative ion detector
US6229142B1 (en) 1998-01-23 2001-05-08 Micromass Limited Time of flight mass spectrometer and detector therefor
US6756587B1 (en) 1998-01-23 2004-06-29 Micromass Uk Limited Time of flight mass spectrometer and dual gain detector therefor
US7928361B1 (en) 2001-05-25 2011-04-19 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Multiple detection systems
US6909090B2 (en) 2001-12-19 2005-06-21 Ionwerks Multi-anode detector with increased dynamic range for time-of-flight mass spectrometers with counting data acquisitions
US7145134B2 (en) 2001-12-19 2006-12-05 Ionwerks, Inc. Multi-anode detector with increased dynamic range for time-of-flight mass spectrometers with counting data acquisitions
US7291834B2 (en) 2001-12-19 2007-11-06 Ionwerks, Inc. Multi-anode detector with increased dynamic range for time-of-flight mass spectrometers with counting data acquisitions
WO2013180794A2 (en) * 2012-03-19 2013-12-05 Kla-Tencor Corporation Photomultiplier tube with extended dynamic range
WO2013180794A3 (en) * 2012-03-19 2014-01-23 Kla-Tencor Corporation Photomultiplier tube with extended dynamic range
US9184034B2 (en) 2012-03-19 2015-11-10 Kla-Tencor Corporation Photomultiplier tube with extended dynamic range

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU851549A1 (en) Two-channel electron multiplier
Orlov et al. UV/visible high-sensitivity MCP-PMT single-photon GHz counting detector for long-range lidar instrumentations
Fouan et al. A time compensation method for coincidences using large coaxial Ge (Li) detectors
JP2723215B2 (en) Method and apparatus for monitoring the function of an integrated circuit during operation
Grybos et al. Development of a fully integrated readout system for high count rate position-sensitive measurements of X-rays using silicon strip detectors
US4751390A (en) Radiation dose-rate meter using an energy-sensitive counter
US4021667A (en) High speed pulse processing
US5071249A (en) Light waveform measuring apparatus
US2942188A (en) Discriminator circuit
Watkins The Ten‐Channel Electrostatic Pulse Analyzer
JPH0579954B2 (en)
SU1091256A1 (en) Two-channel emission meter
SU805076A1 (en) Method of measuring amplitude-frequency response of a photomultiplier
JP2699474B2 (en) PMT gain adjustment method
US2881325A (en) Device for charting x-ray spectra
SU1101927A1 (en) Two-channel radiation detector
US3242333A (en) Multi-channel charged particle spectrometer with delay means to sequentially record detector signals
SU1045141A1 (en) Device for measuring high and ultra high voltage
Allen et al. Wideband multiplier correlator
SU462601A1 (en) Ion-electronic converter for mass spectrometer
US2918606A (en) Device for measuring radiations from a spectrum by means of an exploring photoelectric cell
SU807807A1 (en) Radiometer for measuring radionuclide activity in liquid scintillator
Tothill Photon Counting Techniques
SU1032333A1 (en) Photometer
SU789807A1 (en) Apparatus for determining integral nonlinearity of amplitude adjustment of pulse signal source