ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРИБОР

Полезная модель относится к элементам электрического оборудования, а именно, к фотоэлектронным приборам, в которых используется поток электронов в вакууме и может быть использована в рентгеновских трубках, колоннах электронных микроскопов, нейтронных генераторах и т.д.
Известен фотоэлектронный прибор, содержащий вакуумированный цилиндрический корпус с входным окном, расположенным на оси цилиндра, и выходным окном, а также последовательно расположенные внутри корпуса между входным и выходным окнами микроканальную пластину, динодную систему и анод (см. патент RU 103231, кл. H01X 31/00, опубл. 27.03.2011). Недостатком известного устройства является небольшая эффективность, обусловленная необходимостью расположения анода перед выходным окном.
Задачей полезной модели является устранение указанного недостатка. Технический результат заключается в упрощении конструкции при повышении эффективности прибора. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что фотоэлектронный прибор содержит вакуумированный цилиндрический корпус с входным окном, расположенным на оси цилиндра, и выходным окном, а также последовательно расположенные внутри корпуса между входным и выходным окнами микроканальную пластину, динодную систему и анод, при этом динодная система выполнена в виде фотоэлектронного умножителя, а выходное окно расположено на боковой стенке корпуса, выполненного в виде металлического стакана, причем в дне стакана выполнено отверстие для подвода высоковольтного контакта к аноду, закрепленному в кольцевой керамической вставке, а открытый торец стакана закрыт приваренной к нему крышкой, в которой расположено входное окно, откачной штенгель и гермовводы.
На чертеже представлен предлагаемый прибор.
Фотоэлектронный прибор состоит из вакуумированного цилиндрического корпуса 1, выполненного в виде металлического стакана с входным 2 и выходным 3 окнами. Внутри корпуса 1 между окнами 2 и 3 последовательно расположены микроканальная пластина 4 (МКП), динодная система в виде аналогичном динодной системе фотоэлектронного умножителя 5 и анод 6. Открытый торец стакана корпуса 1 закрыт приваренной к нему крышкой 7, в которой расположено входное окно 2, откачной штенгель 8 и необходимое количество (порядка двадцати) гермовводов 9, расположенных по окружности и служащих для подачи рабочих напряжений на МКП и динодную систему. Анод 6 закрепленный в кольцевой керамической вставке 10, обеспечивающей изоляцию высокого напряжения на аноде, дает возможность создания потока рентгеновских фотонов в направлении выходного окна 3, расположенного на боковой стенке корпуса 1, возникающих на аноде под воздействием электронов, идущих от расположенной на оси цилиндра динодной системы 5. Кольцевая вставка 10 расположена со стороны дна 11 стакана корпуса 1, в котором выполнено отверстие для подвода к аноду 6 высоковольтного контакта 12. Перед входным окном 2 располагают внешний светодиод (на чертеже не показан).
2
5
8
11
В отличие от традиционных конструкций, предлагаемый фотоэлектронный прибор не имеет фотокатода, выполненного методом напыления. Как и в прототипе, фотокатодом служит входная поверхность МКП, которая обеспечивает первичное увеличение числа вторичных электронов с коэффициентом умножения от 10 до 10. В отличие от прототипа, прибор содержит всего одну МКП и далее основное увеличение числа электронов происходит за счет умножения на динодах стандартного фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). Общий коэффициент умножения может достигать величин 10-10, в результате чего (с учетом величины потока фотонов от светодиода и коэффициента их конверсии в электроны) анодный ток может достигать значений не менее 2 мА при анодном напряжении до 50 кВ. В предлагаемой конструкции используется стандартная динодная система ФЭУ жалюзийного типа, например, ФЭУ-84. Снижение коэффициентов умножения числа электронов на первых динодах за счет отсутствия традиционного напыления специальных веществ на их поверхности компенсируется предварительным умножением электронов в МКП (коэффициент конверсии света в электроны для МКП на определенных длинах волн может быть порядка 10-15%).
2
Использование стандартного ФЭУ и массивного анода позволяет значительно увеличить эффективность фотоэлектронного преобразования и повысить выход рентгеновского излучения. При этом предлагаемая конструкция фотоэлектронного прибора выполнена из металла и керамики, а стекло или иной материал, прозрачный для света, например, лейкосапфир или MgF используется лишь для входного окна. Благодаря такой конструкции без применения стеклянной колбы достигается геометрическая идентичность серийно изготавливаемых приборов. Распайка МКП и динодной системы ФЭУ происходит заранее на торцевой детали прибора, при этом необходимая их строгая центровка осуществляется с опорой на внутреннюю поверхность цилиндрического стального корпуса 1 (выполнение корпуса из металла позволяет достичь требуемой высокой точности). При этом компоновка предлагаемого прибора позволяет без затруднений установить все компоненты внутри стакана корпуса 1 через его открытый торец, после чего крышку 7 с помощью финишного вакуумного шва 13 приваривают к корпусу 1 и вакуумируют полость корпуса через откачной штенгель 8.