Способ обезгаживания микроканальной пластины

Авторы патента:

Емельянов Александр Александрович (RU)

H01J9/12 - фотокатодов и электродов с вторичной электронной эмиссией

Владельцы патента RU 2304821:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) (RU)

Изобретение относится к технике высоких напряжений, в частности к области электрической изоляции в вакууме, и может быть использовано в электронной промышленности для повышения качества микроканальных фотоэлектронных приборов. Способ обезгаживания микроканальной пластины заключается в подаче напряжения и пропускании через пластину тока. Применяют высоковольтные импульсы наносекундной длительности, а амплитуду импульсов повышают до величины, не ухудшающей параметры пластины. Технический результат: повышение эффективности и уменьшение трудоемкости за счет увеличения интенсивности и сокращения продолжительности электронной тренировки. 1 ил.

Известен способ термовакуумного обезгаживания микроканальной пластины (МКП), включающий нагрев с постоянной скоростью до температуры 400°С в течение пяти часов, последующую выдержку при данной температуре в течение шестнадцати часов и дальнейшее естественное охлаждение [1].

Недостаток способа состоит в том, что он малопроизводителен, дорог в эксплуатации и применяется в качестве предварительного обезгаживания МКП.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является способ обезгаживания МКП с помощью электронной тренировки [1]. Способ включает подачу напряжения постоянного тока на пластину и пропускание через нее тока, величину которого повышают до 3 мкА в течение трех часов, выдерживают на этом уровне в течение двадцати часов, а затем снижают до нуля в течение часа.

Однако этот способ обезгаживания МКП обладает большой трудоемкостью и недостаточно эффективен.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении эффективности способа за счет применения импульсного режима электронной тренировки.

Это достигается тем, что в известном способе обезгаживания микроканальной пластины, включающем подачу напряжения и пропускание через пластину тока, применяют высоковольтные импульсы наносекундной длительности, а амплитуду импульсов повышают до величины, не ухудшающей параметры пластины.

Применение высоковольтных импульсов наносекундной длительности позволяет существенно сократить трудоемкость процесса обезгаживания за счет сокращения на порядки величины продолжительности электронной тренировки.

Повышение амплитуды высоковольтных импульсов до величины, не ухудшающей параметры пластины, обеспечивает возможность значительного повышения тока, протекающего через МКП, и эффективности электронной тренировки без ухудшения ее параметров при протекании больших разрядных токов.

Способ обезгаживания микроканальной пластины осуществляют следующим образом. На МКП подают высоковольтные импульсы наносекундной длительности, прикладывая отрицательный потенциал к входной поверхности пластины или положительный к выходной поверхности. При тренировке амплитуду импульсов повышают до величины, не оказывающей негативного влияния на ее параметры. Количество импульсов и продолжительность тренировки определяют по интенсивности обезгаживания пластины. Об интенсивности обезгаживания можно судить по максимальному значению и скорости изменения во времени постоянного тока, протекающего в ускоряющем промежутке после окончания импульсного воздействия.

Для осуществления способа используют генератор высоковольтных наносекундных импульсов.

Согласно заявляемому способу осуществлена тренировка микроканальной пластины усилителя яркости изображения. МКП 10-24 диаметром 24,8 мм и толщиной 0,5 мм содержала ˜5000 каналов диаметром ˜10 мкм. На вход МКП подавались прямоугольные импульсы напряжения отрицательной полярности длительностью t_и=100 нс и амплитудой U_и≤20 кВ. Импульсы напряжения и тока разряда, развивавшегося по поверхности каналов МКП, регистрировались осциллографом С9-4А. Применение импульсов t_и=100 нс сокращает время воздействия на ˜10 порядков величины по сравнению с временем обработки (˜20 ч) по известному способу. При тренировке амплитуда импульсов разрядного тока составила I≤350 А, превысив на ˜8 порядков величины значение постоянного тока, используемого в известном способе. Протекание через МКП разрядных токов в сотни ампер сопровождалось возрастанием на ˜ два порядка темнового тока в ускоряющем промежутке МКП - экран усилителя яркости. Возрастание темнового тока вызвано десорбцией газа из каналов пластины. Временная зависимость темнового тока ускоряющего промежутка МКП - экран при рабочем напряжении U_раб=5 кВ, полученная после тренировки импульсами тока: I=350 A, t_и=100 нс, n=10³, - приведена на чертеже. Темновой ток в приборе экспоненциально затухал во времени с постоянной ˜100 с. Воздействие большого числа импульсов выполнено с целью выяснения влияния разрядных токов на параметры МКП. По окончании тренировки изменений в значениях коэффициента усиления, емкости и удельного сопротивления микроканальной пластины обнаружено не было.

Данный способ повышает эффективность и уменьшает трудоемкость известного способа за счет увеличения интенсивности и сокращения продолжительности электронной тренировки.

Источники информации

1. Кесаев С.А., Сергеев И.П., Молоканов О.А., Кармоков А.М., Пергамеицев Ю.Л., Попугаев А.Б. Влияние режимов термического обезгаживания и электронной тренировки на усиление микроканальных пластин. // Тезисы IV Международной конференции "Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии". Кисловодск - Ставрополь: СевГТУ, 2004, 492 с. ISBN 5-9296-0157-7.

Способ обезгаживания микроканальной пластины, включающий подачу напряжения и пропускание через пластину тока, отличающийся тем, что применяют высоковольтные импульсы наносекундной длительности, а амплитуду импульсов повышают до величины, не ухудшающей параметры пластины.

Похожие патенты:

Металлосплавной катод // 2231855

Изобретение относится к электронной технике, а именно к конструкции катодных узлов на основе металлического эмиттера. .

Источник щелочного элемента для устройства получения паров щелочного элемента // 2225656

Изобретение относится к получению паров щелочных элементов, в частности к источникам паров калия, рубидия и цезия, которые используются при изготовлении эммитеров в термоэмиссионных и электронно-оптических преобразователях.

Генератор пара щелочных металлов и способ его изготовления // 2056661

Способ изготовления фотоэлектронного прибора // 2033656

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления фотоэлектронных приборов методом раздельной обработки фотокатода и корпусной части.

Испаритель для получения фоточувствительных слоев // 2020635

Изобретение относится к пленочной технологии и может быть использовано в производстве фотоэлектронных электровакуумных приборов (ФЭЦ), в частности для формирования фоточувствительных слоев фотокатодов.

Источник для вакуумного напыления марганца // 2017256

Изобретение относится к пленочной технологии и может быть использовано в производстве фотоэлектронных электровакуумных приборов (ФЭП), в частности для формирования подложки к фоточувствительному слою фотокатодов.

Способ изготовления фотокатода // 1816329

Способ изготовления фотоэлектронного умножителя // 1809696

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способам изготовления фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) с фотокатодом на основе щелочных металлов. .

Способ изготовления фотоэлектронного прибора // 1780445

Способ закрепления барьерной пленки на поверхности микроканальной пластины // 1563485

Способ изготовления фотокатода (варианты) // 2346352

Изобретение относится к фотоэлектронным приборам, а более конкретно к технологии изготовления фотокатода

Способ одновременного активирования нескольких фотокатодов // 2361311

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу одновременного активирования нескольких фотокатодов, которые используются в электронно-оптических преобразователях (ЭОП), фотоэлектронных умножителях, счетчиках фотонов и других фоточувствительных приборах

Способ изготовления устройства электронной эмиссии, источника электронов, использующего его, устройства формирования изображения и устройства отображения и воспроизведения информации // 2399983

Способ изготовления многощелочного фотокатода // 2424597

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способу изготовления многощелочного фотокатода в индивидуальном стеклянном вакуумном баллоне, так называемом контейнере

Способ изготовления и устройство чувствительного фотокатода // 2502151

Изобретение относится к области электронной техники, а именно к способам изготовления фотокатодов и устройствам для изготовления фотокатодов для использования их в различных областях промышленности, техники, а также для научных исследований. Технический результат - упрощение способа изготовления фотокатода, обеспечение высокой повторяемостью результатов, повышение квантовой эффективности. При изготовлении фотокатодов осуществляют наращивание тонкого покрытия на поверхности подложки как гомогенного, так и комбинированного посредством импульсного лазерного напыления тонких пленок, обеспечивают взаимодействие лазерного луча с мишенью, 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. Описаны также вариант способа изготовления фотокатода и варианты устройств для их осуществления. 4 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ электронного обезгаживания микроканальной пластины при изготовлении вакуумного прибора // 2594986

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к технологии изготовления вакуумных фотоэлектронных приборов (ФЭП), содержащих микроканальные пластины (МКП), такие как бипланарные и инверсионные электронно-оптические преобразователи (ЭОП), фотоэлектронные умножители (ФЭУ) и позиционно-чувствительные детекторы, и может быть использовано при производстве этих приборов. Технический результат - повышение производительности и эффективности обезгаживания МКП для улучшения параметров и повышения надежности вакуумного прибора. Способ включает облучение МКП входным электронным потоком при заданных напряжении и выходном токе. Обезгаживание осуществляют электронным потоком в пять этапов: первый этап проводят при входном токе 4·10-9-8·10-9 Α и выходном токе 0,05-,01 от тока проводимости МКП, второй этап обезгаживания осуществляют при напряжении на МКП 1000-1050 В при том же входном токе, на третьем этапе ступенчато снижают напряжение на МКП через каждые 50-100 В от 1000-1050 В до 650 - 600 В при постоянно поддерживаемом выходном токе 2,7-3,2 мкА, на четвертом этапе обезгаживание проводят при том же выходном токе и входном токе, соответствующем входному току предельного режима эксплуатации вакуумного прибора, на пятом этапе обезгаживание осуществляют при напряжении на МКП 1000-1050 В и выходном токе 10-12 мкА. 2 ил., 2 табл.

Способ изготовления фотоэлектронного прибора // 2624910

Изобретение относится к электровакуумной технике, в частности к технологии изготовления фотоэлектронных приборов (ФЭП), содержащих одну или несколько микроканальных пластин (МКП). Технический результат - увеличение срока службы ФЭП без ионно-барьерной пленки. Способ изготовления фотоэлектронного прибора включает изготовление корпуса прибора, катодного узла, коллектора электронов, монтаж внутренних деталей и узлов, сварку узлов прибора, загрузку всех узлов в высоковакуумную установку финишной сборки, откачку всей системы, термическое обезгаживание всех узлов в вакууме, электронное обезгаживание МКП и коллектора электронов в вакууме, изготовление фотокатода на катодном узле, герметизацию прибора, выгрузку ФЭП из установки финишной сборки. После загрузки в высоковакуумную установку финишной сборки катодного узла, корпуса с микроканальными пластинами и коллектора электронов, корпус с МКП и коллектор электронов разносят друг от друга и осуществляют откачку всей системы до давления не более 10-8 Па, термическое обезгаживание всех узлов в вакууме в течение не менее 4 ч при температуре от 300 до 400°С, раздельно выполняют одностороннее электронное обезгаживание в течение не менее 2 ч при температуре от 0 до 400°С коллектора электронов направленным на него потоком электронов и двустороннее электронное обезгаживание МКП при той же температуре, для чего в течение не менее 2 ч попеременно включают и выключают источники возбуждения вторичных электронов в МКП, расположенные перед входом и выходом МКП, и тем самым электронный поток направляют от входа к выходу МКП и, наоборот, от выхода к входу МКП, синхронно меняя полярность напряжения питания между входом и выходом МКП и постепенно увеличивая напряжение на МКП и выходной ток МКП до значений, не ухудшающих параметры МКП, после чего формируют фотокатод на катодном узле и далее корпус с МКП устанавливают на коллектор электронов, а катодный узел - на корпус, и выполняют герметизацию прибора. 2 ил.

Способ электронного обезгаживания микроканальной пластины // 2624916

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, в частности к технологии обезгаживания микроканальных пластин (МКП), и может быть использовано для повышения качества электронно-оптических преобразователей, фотоэлектронных умножителей и детекторов на основе МКП. Технический результат - снижение газосодержания и газовыделения в МКП, в том числе в начальной по длине части каналов, до уровня требований фотоэлектронных приборов нового поколения с долговечностью 15000 ч и более, а также уменьшение времени обезгаживания МКП. В способе электронного обезгаживания микроканальной пластины на МКП подают импульсное или постоянное напряжение и в течение заданного времени электронный поток направляют от входа к выходу МКП, после чего меняют полярность напряжения питания между входом и выходом МКП и электронный поток направляют от выхода к входу МКП, по истечении заданного времени операции повторяются до полного обезгаживания МКП с одновременным повышением напряжения на МКП и выходного тока МКП до значений, не ухудшающих параметры МКП. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ изготовления серебряно-кислородно-цезиевого фотокатода // 2640402

Изобретение относится к электровакуумной технике, в частности к изготовлению полупрозрачных серебряно-кислородно-цезиевых фотокатодов в случаях, где конструктивно нежелательно проведение высокочастотного разряда для окисления основного слоя серебра, а также в целях предотвращения окисления деталей внутренней арматуры. Способ изготовления фотокатода включает прогрев и обезгаживание подложки, охлаждение подложки фотокатода до нормальных климатических условий (НКУ), напыление основного слоя серебра, повторное напыление слоя серебра на подложку катода с фоточувствительным слоем, прогрев серебра с фоточувствительным слоем и сенсибилизацию кислородом, основной слой серебра обрабатывают цезием при рабочей температуре от 120°C до 160°C, производят охлаждение полученного слоя до НКУ и активируют его многократной поочередной подачей цезия и кислорода, затем при НКУ производят повторное напыление серебра на ранее сформированный фоточувствительный слой до падения фототока на 60-90 %, производят прогрев от 120°C до 160°C напыленного слоя серебра и активируют этот слой многократно и поочередно цезием и кислородом. Изобретение позволяет повысить спектральную чувствительность серебряно-кислородно-цезиевого фотокатода в инфракрасной области спектра. 2 ил.

Эмиттер с отрицательным электронным сродством // 2646527

Использование: для применения в фотоэлектронных преобразователей в инфракрасном диапазоне спектра. Сущность изобретения заключается в том, что эмиттер с отрицательным электронным сродством для фотоэлектронного преобразователя инфракрасного диапазона, содержащий прозрачное окно, полупрозрачную полупроводниковую пленку из соединения A3B5, легированную р-типа, нанесенную на поверхность окна, слой атомов цезия и кислорода, нанесенный на поверхность полупроводниковой пленки, дополнительно содержит широкозонную полупроводниковую пленку, легированную n-типа, нанесенную на полупроводниковую пленку A3B5 в форме замкнутой полосы по периметру эмиттера шириной более 1 мкм и толщиной более 0.2 мкм. Технический результат: обеспечение возможности увеличения времени жизни в процессе изготовления прибора и в процессе эксплуатации прибора путем ограничения ухода цезия с поверхности. 2 ил.