Brevet FR2009755A1 — publié le 19700206

i 2009755 La présente invention concerne des multiplicateurs d'électrons secondaires du type à canal. L'un des buts de l'invention est de fournir un multiplicateur d'électrons secondaires ayant un coefficient de mul-5 tiplication accru. Un autre but de l'invention est de fournir un multiplicateur d'électrons secondaires amélioré comportant une plaque support présentant deux types de surfaces inclinées sur l'une desquelles est déposée une matière émettant des électrons secon-10 daires, tandis qu'une matière à forte résistance électrique est déposée sur l'autre surface. On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel : La figure 1 est un schéma d'un multiplicateur d'électrons secondaires classique du type à canal. La figure 2 est un schéma illustrant le trajet des électrons émis dans le multiplicateur d'électrons secondaires . suivant la figure 1. 20 La figure 3 est un schéma d'un multiplicateur d'élec trons secondaires selon l'invention. . La figure 4 est un schéma illustrant le trajet des électrons émis dans le multiplicateur d'électrons secondaires suivant l'invention. Si on se réfère tout d'abord à la figure 1, on y voit un multiplicateur d'électrons secondaires du type à canal classique 10 comprenant essentiellement des plaques 11 et 12 parallèles l'une à l'autre, lesquelles sont recouvertes, sur leurs surfaces internes, d'une matière émettant des électrons secondaires, afin de former respectivement des couches émettrices d'électrons secondaires 1J> et 14. Ces couches lj5 et 14 présentent des bornes externes 15, 16, 17 et 18 à leurs extrémités. Les bornes 15 et 17 sont connectées au pôle négatif d'une source de tension 19, tandis que les autres bornes 16 et 17 sont connectées au pôle positif de cette source de tension. Ainsi, des plans équi-potentiéls sont établis perpendiculairement aux couches à émission secondaire 1J> et 14 ainsi qu'il est indiqué par les lignes en trait interrompu sur la figure 2. Un champ électrique perpendiculaire à ces plans équipotentiels est établi entre les plaques 40 " 11 et 12, et ce champ électrique sert à accélérer, dans la direc 25 50 17814 2 2009755 tion axiale, les électrons secondaires émis à partir des couches émettrices d'électrons secondaires 13 et 14. Le fonctionnement du multiplicateur d'électrons secondaires est le suivant : des électrons primaires 20 (figure 5 2), fournis à partir d'une source d'électrons primaires non représentée, viennent frapper la couche émettrice d'électrons secondaires 14 à proximité de la borne externe 17, en libérant un nombre d'électrons secondaires supérieur à celui des électrons primaires incidents. Les électrons secondaires libérés 10 suivent des trajectoires paraboliques, indiquées en 21, sous l'influence du champ électrique axial, et ils viennent frapper la ,surface de la couche opposée 13 émettant des électrons secondaires. Lorsque les électrons secondaires viennent frapper la couche 13, de nouveaux électrons secondaires, en nombre su-15 périeur à celui des premiers électrons secondaires, sont libérés à partir de la couche 13, et ces nouveaux électrons secondaires suivent des trajectoires paraboliques similaires 22 pour venir frapper la couche 14 émettant des électrons secondaires. Ce processus se répète jusqu'à ce que les électrons secondaires 20 multipliés soient captés par une électrode formant collecteur 23, laquelle est disposée au voisinage de l'extrémité de sortie du multiplicateur d'électrons secondaires 10. Dans un multiplica teur d'électrons secondaires de ce type, la fréquence à laquelle les électrons viennent frapper les couches 13 et 14 émettrices 25 d'électrons secondaires, et par conséquent le coefficient par lequel les électrons sont multipliés, sont proportionnels à la longueur des couches 13 et 14 émettant des électrons secondaires et inversement proportionnels à l'intervalle entre ces couches. Ainsi, pour pouvoir obtenir un coefficient de multiplication 30 accru, il est nécessaire que les couches 13 et 14 soient rendues plus longues et que l'intervalle entre elles soit réduit. En outre, les plans équipotentiels perpendiculaires au champ électrique établi entre les deux couches 13 et 14 émettant les électrons secondaires doivent être uniformément perpendiculaires 35 à ces couches. Cependant, l'accroissement de la longueur des couches à émission secondaire entraînerait un inconvénient en ce qui concerne la compacité du multiplicateur d'électrons secondaires. Une telle difficulté est éliminée dans le multipli-40 cateur d'électrons secondaires suivant l'invention. Si on se 69 17814 3 2009755 réfère maintenant à la figure 3, on y voit un multiplicateur d'électrons secondaires 24 qui comporte une plaque 25 émettant des électrons secondaires. La plaque 25 émettant des électrons secondaires comporte un support 26 présentant, une section ayant 5 une forme générale en dents de scie et présentant deux types de surfaces inclinées 27 et 28. Le support 26 porte, sur chacune des surfaces inclinées longues 27, un revêtement 29 en une matière à faible résistance électrique, par exemple en métal, et sur la surface du revêtement 29 est formée une couche 30 à émission jq secondaire. Cette couche 30 à émission secondaire peut être en une matière quelconque appropriée, par exemple en oxyde de magnésium ou en chlorure de potassium, matière qui présente lin taux d'émission secondaire élevé et une résistance électrique importante. Le support 26 peut être réalisé en verre ou céremi-que. Sur chacune des surfaces inclinées courtes 28 du support 26 est déposé un revêtement 31 en une matière très résistante électriquement. Les revêtements 29 à faible résistance électrique et les revêtements 31 à forte.résistance électrique sont connectés électriquement en série les uns avec les autres. 20 Sur la figure 4, les résistances 32 représentent les valeurs des résistances introduites par les couches 31 à forte résistance électrique. Des bornes externes 33 et 34 sont reliées à la connexion série des revêtements 29 à faible résistance et des revê-.25 tements 31 à forte résistance, aux extrémités opposées, afin de leur appliquer une tension d'accélération. Une source de tension 35 est connectée entre les bornes externes 33 et 34. Puisque chacune des couches 30 à émission secondaire forme un plan pratiquement équipotentiel par suite de la présence des revêtements •jq 29 à faible résistance placés en dessous des couches 30 à émission secondaire, il se forme des surfaces équipotenti elles indiquées par les lignes en trait interrompu 36 "sur la figure 4. Une électrode 37 destinée à recueillir les électrons secondaires multipliés est disposée à proximité de l'extrémité ^ de sortie de la plaque 25 émettant les électrons secondaires. Une source de tension 38 qui maintient l'électrode 37 à un potentiel positif par rapport à la borne externe 34, est connectée entre l'électrode 37 et cette.borne externe 34, si bien que les électrons secondaires quittant la plaque 25 à émission secondaire 2^ peuvent être captés pratiquement en totalité par 1 électrode 37» ÔAD ORIGINAL. 69 17814 4 2009755 Lorsque le multiplicateur d'électrons représenté sur la figure 3 est en fonctionnement,.des électrons 39 provenant d'une source d'électrons primaires (non représentée) sont amenés, par des moyens appropriés, à venir frapper la couche 30 à émission , r 5 secondaire la plus proche de la borne externe 33, ce qui provoque la libération d'électrons secondaires en nombre supérieur à celui des électrons primaires incidents 39. Ces électrons secondaires émis suivent des trajectoires paraboliques indiquées d'une manière générale en 40, sous l'influence du champ électri-10 que perpendiculaire aux surfaces équipotentielles 36, et ils viennent frapper la couche à émission secondaire suivante 41, ce qui entraîne la libération d'autres électrons secondaires qui sont à leur tour amenés à venir frapper la couche à émission secondaire suivante 42. Ce processus se répète jusqu'à ce que la couche à 15 émission secondaire la plus proche de la borne externe 34 soit excitée par des électrons secondaires émis à partir de la couche à émission secondaire précédente,, ce qui provoque la libération d'électrons secondaires qui sont captés par l'électrode 37 formant collecteur. 20 Dans cette forme d'exécution de l'invention, il est important que la plaque 25 émettant les électrons secondaires ait une configuration procurant le taux le plus élevé possible d'émission secondaire. Il convient de noter que l'on peut obtenir un coefficient de multiplication plus élevé que ceux obtenus 25 avec les multiplicateurs d'électrons classiques du type à canal, puisque, comme cela ressort de l'examen des surfaces équipotentielles 36 à proximité des couches à émission secondaire 30, 4l et 42, ces couches sont disposées sensiblement perpendiculairement aux électrons incidents. 30 Les couches 29, 30 et J>1 peuvent être appliquées au support 26 en déposant tout d'abord par évaporation une matière à faible résistance électrique, et.en déposant en second lieu une matière à émission secondaire sur chacune des surfaces inclinées longues 27» à partir d'un côté. On applique ensuite, à par-35 tir de l'autre côté, une matière à résistance élevée sur chacune des surfaces inclinées courtes 28. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus, en référence au dessin annexé, ont été donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, et que 40 de nombreuses modifications peuvent être apportée, sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention. 17814 5 2009755 REVENDICATIONS 1° Un multiplicateur d'électrons caractérisé en ce qu'il comprend une source d'électrons primaires, une plaque-support présentant deux types de surfaces inclinées,.parmi lesquelles une surface d'un premier type porte un revêtement d'une 5 matière à faible résistance électrique, revêtement sur lequel est formœ une couche à émission secondaire, tandis qu'une surface du second type porte un revêtement d'une matière à résistance élevée,ces revêtements à faible résistance et à résistance élevée formant un circuit série, une source de tension connectée aux 10 bornes de ce circuit série afin de former, autour des surfaces . des couches à émission secondaire, un champ électrique de répulsion, et une électrode collectrice qui est maintenue positive par rapport aux couches à émission secondaire. 2° Un multiplicateur d'électrons suivant la reven-15 dication 1, caractérisé en ce que la couche à émission secondaire est composée d'oxyde de magnésium. 3° Un multiplicateur d'électrons suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la couche à émission secondaire est composée de chlorure de potassium. 20 4° Un multiplicateur d'électrons suivant la reven dication 1, caractérisé en ce que la plaque-support,est réalisée en verre. 5° Un multiplicateur d'électrons suivant la revendis cation 1, caractérisé en ce que la plaque-support est réalisée 25 en céramique. 6° Un multiplicateur d'électrons suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces inclinées sur chacune desquelles est déposée une couche à émission secondaire, sont plus longues que les surfaces inclinées sur chacune desquelles 30 est déposé le revêtement à résistance élevée. 7' Un multiplicateur d'électrons suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les électrons secondaires émis à partir des couches à émission secondaire sont adaptés de manière à tomber sur ces couches à émission secondaire pratique-35 ment à angle droit par rapport à ces dernières.