СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОКАТОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОКАТОДА

1. Способ изготовления фотокатода, в котором осуществляют наращивание тонкого покрытия на поверхности подложки как гомогенного, так и комбинированного посредством импульсного лазерного напыления тонких пленок, для чего обеспечивают взаимодействие лазерного луча с мишенью, в том числе, обеспечивают поглощение электромагнитной энергии, отвод тепла мишенью, расплавление материала мишени, испарение, многофотонную ионизацию, образование плазмы, свечение плазмы, обратное тормозное излучение, расширение плазменного облака, включающего материал мишени, которое осуществляют при начальной температуре плазмы в облаке в диапазоне 5000-15000 К.
2. Способ изготовления фотокатода, в котором осуществляют наращивание тонкого покрытия на поверхности подложки как гомогенного, так и комбинированного посредством импульсного лазерного напыления тонких пленок, для чего обеспечивают взаимодействие лазерного луча с мишенью, в том числе поглощение электромагнитной энергии, отвод тепла мишенью, расплавление материала мишени, испарение, многофотонную ионизацию, образование плазмы, свечение плазмы, обратное тормозное излучение, расширение плазменного облака, включающего материал мишени, которое осуществляют при начальной температуре плазмы в облаке в диапазоне 5000-15000 К, при этом изготовление фотокатода начинают с подготовки мишени и подложки, для чего представленный материал, в том числе, в виде сухого порошка, для обеспечения качественного нанесения прессуют до достижения требуемой плотности материала, далее осуществляют подготовку подложки тем, что проводят механическую чистку, лазерную чистку импульсным лазером, химическую чистку, в том числе, в 50%-ном растворе соляной кислоты, промывку в дистиллированной воде, сушку при комнатной температуре, далее подложку и мишень устанавливают в камере так, чтобы их нормали совпадали, при этом угол падения лазерного луча устанавливают в пределах 45-120°С, в зависимости от плотности мишени, при этом, чем плотнее мишень, тем острее устанавливают угол, подложку и мишень помещают в ваккуумную камеру, осуществляют откачку вакуумной камеры до давления, достаточного для нанесения качественного покрытия, нагревают подложку до температуры порядка 60°С полупроводниковым лазером, излучение которого пропускают в камеру через кварцевое окно, температуру подложки контролируют термопарой или бесконтактным термометром, после нагрева подложки на поверхность мишени подают сфокусированное импульсное лазерное излучение, при этом используют твердотельный лазер с ламповой накачкой и пассивной модуляцией добротности, резонатор лазера линейный с плоскими зеркалами, насыщающийся поглотитель устанавливают у глухого зеркала, его положение подбирают для получения максимально коротких импульсов, мощность и частоту лазера регулируют блоком питания импульсной лампы, таким образом, чтобы энергия в каждой вспышке ненамного превосходила порог образования лазерной плазмы, длительность процесса нанесения подбирают в зависимости от материала мишени, плотности мишени и желаемой толщины пленки, в процессе нанесения покрытия, для обеспечения улучшения диффузии частиц плазменного облака в материал подложки, подложку поддерживают в нагретом состоянии, после окончания работы лазера подложку оставляют в камере под вакуумом и отжигают при температуре порядка 60°С в течение нескольких часов, после отжига и извлечения подложки с нанесенным покрытием к готовому фотокатоду припаивают токовводы.
3. Устройство для изготовления фотокатода, предназначенное для осуществления наращивания тонкого покрытия на поверхности подложки, как гомогенного, так и комбинированного, посредством импульсного лазерного напыления тонких пленок, выполненное с обеспечением взаимодействия лазерного луча с мишенью, с обеспечением, в том числе, поглощения электромагнитной энергии, отвода тепла мишенью, расплавление материала мишени, испарение, многофотонную ионизацию, образование плазмы, свечение плазмы, обратное тормозное излучение, расширение плазменного облака, включающего материал мишени при начальной температуре плазмы в облаке в диапазоне 5000-15000 К, включающее вакуумную камеру с системой крепления мишени и подложки, с окном для ввода лазерного излучения, с окном для ввода излучении полупроводникового лазера для подогрева подложки, измеритель вакуума, форвакуумный насос, вакуумный насос турбомолекулярный, оптику, в том числе объектив, фокусирующий лазерное излучение на мишени, нагреватель бесконтактный в виде лазера полупроводникового, импульсный твердотельный лазер с ламповой накачкой и пассивной модуляцией добротности, резонатор лазера линейный с плоскими зеркалами, с установленным насыщающимся поглотителем у глухого зеркала, с подбором положения для получения максимально коротких импульсов с требуемыми параметрами импульсного твердотелого лазера, в том числе с длиной волны порядка 1064 нм, длительностью импульса порядка 100 нс, энергией в импульсе порядка 0-1 Дж, частотой в диапазоне порядка 0-20 Гц, поляризацией круговой, многомодовым составом выходного излучения.
4. Устройство для изготовления фотокатода, предназначенное для наращивания тонкого покрытия на поверхности подложки, как гомогенного, так и комбинированного, посредством импульсного лазерного напыления тонких пленок, включающее вакуумную камеру с системой крепления мишени и подложки, окно для ввода лазерного излучения, измеритель вакуума, форвакуумный насос, вакуумный насос турбомолекулярный, оптику, фокусирующую лазерное излучение на мишени, нагреватель бесконтактный в виде лазера полупроводникового, импульсный твердотельный лазер с ламповой накачкой и пассивной модуляцией добротности, резонатор лазера линейный с плоскими зеркалами, с установленным насыщающимся поглотителем у глухого зеркала, с подбором положения для получения максимально коротких импульсов с такими параметрами импульсного твердотелого лазера, как длина волны порядка 1064 нм, длительность импульса порядка 100 нс, энергия в импульсе порядка 0-1 Дж, частота в диапазоне порядка 0-20 Гц, поляризация круговая, многомодовый состав выходного излучения, выполненное с обеспечением установки угла падения лазерного луча в пределах 45-120°С, учитывающей плотность мишени таким образом, что, чем плотнее мишень, тем острее устанавливаемый угол падения, выполненное с размещением подложки и мишени в вакуумной камере, с осуществлением откачки вакуумной камеры до давления, достаточного для нанесения покрытия требуемого качества, с нагреванием подложки до температуры порядка 60°С полупроводниковым лазером, с пропусканием излучения в камеру через кварцевое окно, с обеспечением контроля температуры подложки термопарой или бесконтактным термометром, с подачей после нагрева подложки на поверхность мишени сфокусированного импульсного лазерного излучения, с использованием твердотельного лазера с ламповой накачкой и пассивной модуляцией добротности, резонатора лазера линейного с плоскими зеркалами, с установкой насыщающегося поглотителя у глухого зеркала, с подбором положения для получения максимально коротких импульсов, с регулированием мощности и частоты лазера блоком питания импульсной лампы, таким образом, чтобы энергия в каждой вспышке ненамного превосходила порог образования лазерной плазмы, с подбором длительности процесса нанесения в зависимости от материала мишени, плотности мишени и желаемой толщины пленки в процессе нанесения покрытия, с обеспечением улучшения диффузии частиц плазменного облака в материал подложки путем поддержания подложки в нагретом состоянии, при начальной температуре плазмы в облаке в диапазоне 5000-15000 К, с оставлением, после окончания работы лазера, подложки в вакуумной камере под вакуумом и выполнением последующего отжига подложки при температуре порядка 60°С в течение нескольких часов.