Устройство измерения координаты пучка синхротронного излучения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1.

1 ,/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву- . (22) Заявлено 15.02. 79 (21)2726263/18-25 ($$) М. Кд.з

Н 05 Н 7/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (S3} УДК 621, 384. .6(088.8) Опубликовано 231282.Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 03.01.83 (А.P. Туманян, В.A. Вагаршакян, П.И. Госьков и Л.В. Михайлов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТЫ ПУЧКА

СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности, к устройствам измеренйя координаты пучка релятивистских электронов в циклических ускорителях по синхро— тронному излучению.

Известны устройства, которые измеряют координату светового пучка с приМенениЕм беэвакуумных преобразователей — сканисторов (1).

Известно также устройство, содержащее полупроводниковый сканистор, источник питания и схему регистрации f,2).

Недостатком этого устройства является сильная зависимость его показаний от интенсивности и спектра регистрируемого потока излучения. Этот недостаток делает известное устройство почти практически непригодным для исследования синхротронного излучения, так как в электронно-кольцевых ускорителях в процессе ускорения частиц, интенсивность и спектр синхротронного излучения изменяется в очень-широких пределах.

Целью изобретения является уменьшение зависимости показаний устройства от интенсивности регистрируемого потока.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены второй сканистор, два эмиттерных повторителя и два компенсатора темнового тока, причем эмиттерные контакты второго сканистора соединены с противоположными по координате эмиттерными контактами первого сканистора, а их коллекторные выходы подключены соответственно, ко входам эмиттерных повторителей, в цепях обратной связи которых включены компенсаторы темнового тока, а их выходы соединены со схемой регистрации.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг. 2 диаграммы поперечных токов сканисторов.

Согласно фиг. 1, устройство состоит из: двух сканисторов 1 и 2, ис-. точника напряжения смещения E 3, двух эмиттерных повторителей 4 и 5, двух компенсаторов темнового тока 6 и 7 и схемы регистрации 8.. Сканисторы, эмиттерные контакты которых попарно совмещены по координате, расположены параллельно, причем два эмиттерных контакта любого из сканисторов соединены с двумя противоположными по координате эмиттерны753340 ми контактами другого сканистора. Источник напряжения смешения подключен к клеммам эмиттерной шины оцного из сканисторов. К коллектору каждого сканистора (1 и 2) подсоединены вход соответствующего эмиттерного повтори- 5 теля и выход соответствуюшего ком1пенсатора темнового тока, вход которого соединен с выходом упомянутого эмиттерного повторителя. Разность потенциалов 0 bj>< между выходами эмит->О терных повторителей 4 и 5 является выходным напря>кением устройства, соответствующее интегральной середине пучка излучения Ql устройство работает следующим обра- 15 зом:потенциал коллектора 1и К каждого сканистора измеряется g.<èòòåðным повторителем (соответственно 4 и 5) с большим входным сопротивлением, причем выход повторителя управля- 0 ет соответствующим компенсатором темнового тока. Пучок излучения ц>, координату и перемещение которого необходимо определить, перпендикулярен фоточувствительным эмиттерным шинам сканисторов.

На фиг. 2 изображены эпюры поперечных токов первого и второго сканисторов для сканистора 1 и на фиг.3для сканистора 2, где ось U - распределение потенциала вдоль эмиттерной шины сканистора, и так как сканисторы включены встречно, то направление осей U этих сканисторов противоположно-. Кривые Ct соответствуют распределению темнового тока 35 фиг. 2 и фиг. 3, протекающего поперек р-И-р структуры, для каждого сканистора по его координате (осью) и соответствующему ей потенциалу Ц

Алгебраическая сумма токов по всем 40 координатам сканистора, т. е. вели- >< 9Чина J j <-f pi для сканйс><» ><к ,тора 1 или величийа I>1 d>< i

><><1 45 для сканистора 2 компенсируется блоком G или блоком 7 для сканистора 2; где Х» и Х»1 — координата точки соответствующих сканисторов, где ток, текущий поперек структуры сканистора, меняет свое направление.

Кривые на фиг. 2 соответствует распределению поперечного фототока по по координате сканистора при освещении последнего световой зоной с координатами краев ) 1 и )(. Поскольку фоточувствительность верхнего перехода больше аналогичной у нижнего перехода, координата Х» или Х»„ для сканистора 2 и соответствующий потен циал Uw для сканистора. 1 или 0wq 60 для сканистора 2 смещены относитель. но середины эоны так, чтобы заштрихованные области на фиг. 2 и фиг. 3 были равны, т. е. алгебраическая сумма поперечных фототоков равна 5 нулю. Причем lj» — п6тенциал точки эмиттерной шины скайистора, в ко горо>1 ток поперек структуры сканистора 1 меняет свое направление Ц„„ — то

>ке сканистора 2. Но поскольку сканисторы включены встречно, разность

0» — Ц»„ соответствует середине освещенной зоны и координате Хо . При увеличении интенсивности или изменении спектрального состава в пучке излучения распределение поперечного фототока по координате сканистора изменяется (кривая С, например, на фиг. 2 и 3) и изменяются соответст= венно значения потенциалов Lj» и

1 оторые теперь принимают значения Q

»2.

U» соответственно для сканисторов

1 и 2 на фиг. 1). При этом Х» иХКкоордината точки эмиттерной шйны ..к К сканистора 1 и соответственно 2, в которой ток, текущий поперек структуры, меняет свое направление при другой интенсивности пучка излучения.

Однако разность 0» — 0» остается 2. прежней, что говорит о неизменности середины освещенной зоны Х<>.

Итак, во-первых, значение минимальной интенсивности потока излу,— чения, при котором еще происходит регистрация сканистором, зависит от точности настройки компенсаторов темнового тока и может достигать величины 5 10 - 10 4 люмен или 5>10 410 Ватт. Во-вторых, вследствие взаимной компенсации, с помощью двух сканисторов, перераспределения поперечных фототоков при изменении спектрального состава или интенсивности регистрируемого излучения, точность показаний устройства существенно увеличивается и может достигнуть 0,5

1% даже при изменении интенсивности в 100 раэ для сканисторов с низкоомной делительной шиной. В-третьих, за счет возможности повышения напряжения смещения сканистора (10-30 В) и удвоения показаний устройства, значительно уменьшается влияние шумов электронных узлов на точность показаний устройства.

Формула изобретения

Устройство измерения координаты пучка синхротронного излучения, содержащее полупроводниковый сканистор, источник питания и схему регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения зависимости показаний устройства от интенсивности регистрируемого потока, дополнительно введены второй сканистор, два эмиттерных повторителя и два компенсатора темнового тока, причем эмиттерные контакты вто рого сканистора соединены с противоположными по координате эмиттерными

753340

Фut.1

Фиг. Л

ВНИИПИ Заказ 10873/13 Тираж 862 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 контактами первого сканистора, а их коллекторные выходы подключены, соответственно, ко входам эмиттерных повторителей, в Яелях обратной связи которых включены компенсаторы темнового тока, а их выходы соединены со схемой регистрации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 579706, кл. Н 05 Н 7/00, 1976.

2„ Авторское свидетельство СССР

9 523537, кл. H 05 Н 7/00, 1976 (прототип).