Входная камера фотоэлектронного прибора

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„„788225 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 04.12.78 (21)2691546/18 2g с присоединением заявки ¹ (23) Приорнтет

Опублнковано15.1 2,80. Бюллетень ¹46

Дата опубликования описания 18.1 2.80 (5 3 ) M. Кл.

Н Ol J 40/16

Гооударотавиный комитет

СССР йо делам изобретений и открытий (53) УДК 62l. . 384.6 (088.8) Л. И. Андреева, Н. С. Гусев, О. А. Долганова, С. А. Кайдалов и Б. М. Степанов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВХОДНАЯ KAMEPA ФОТОЖЕКТРОННОГО ПРИБОРА

Изобретение относится к нзмеритетть ной технике, в частности к фотоэлектрическим измерительным преобразователям, и может найти широкое применение при разработке и применении фотоэлектронных приборов для предельно-чувствительных средств измерений высшей точности.

Известно устройство, содержащее входную камеру с фотокатодом, нанесен ным на боковую поверхность, охлаждаемую жидким азотом(1).

Недостаток известных конструкций с использованием жидких хладагентов - . рассеивание измеряемого потока излучения на пузырьках, неустранимых в жидких газах.

Кроме того, глубокое охлаждение (ниже 100 Ñ) элементов конструкций вызывает дополнительные трудности, в частности для некоторых фотокатодрв может значительно изменяться чувствителЬность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее фотокатод с электрическим контактом, соединенный с системой охлаждения, а также электростатическую систему с фокусирую шим электродом f2).

Недостатками известной конструкции входной камеры являются холодопередача через диэлектрик- стекло вакуумной оболочки и неравномерность температуры но t0 поверхности фьтокатода вследствие большой длины холодопередающего диэлектрического участка

Кроме того, эмиттирующая поверхность

15 фотокатода значительно превышает площадь рабочего участка, что приводит к появлению дополнительных шумовых электронов.

Недостатком известной конструкпии является также и то, что повышение мощности охлаждающего устройства приводит не столько к снижению температуры фотокатода, сколько к побочным нежелательным эффектам, например при увеличении

Совместное действие всех факторов приводит к тому, что в предлагаемой конструкции входной камеры отношение сигнала к шуму повышается не менее, 35 чем в 3.0 раз, обеспечивается стабильность поддержания температуры фотокатода 1 К при времени выхода на режим не более 1 ч.

69

Формула изобретения

3 78822 мощности термоэлектрических батарей возрастают электромагнитные наводки.

Конструкция известной входной камеры с фотокатодом, расположенным на внутренней поверхности вакуумной оболочки, и охлаждение его путем охлаждения вакуумной оболочки и входного окна снаружи приводит к "запотеваншо оптических по- верхностей, усложняет эксплуатацию и снижает чувствительность фотоэлектронных приборов. Особенные трудности возникают при охлаждении фотокатодов приборов-преобразователей изображения, например, диссекторов. В этом случае, наряду z ухудшением энергетической чувст- 15 вительности, ухудшается и пространственное разрешение.

Цель изобретения — повышение точности фотоэлектрического преобразования и отношения сигнала к шуму путем .що уменьшения термошумов.

Поставленная цель достигается тем, что фотокатод и входное окно входной камеры пространственно разделены, при этом фотокатод установлен в держателе, 25 в качестве которого использован фокусирующий электрод электронно-оптической системы, представляющий собой одновременно холодопровод системы охлаждения и электромагнитный экран и имеющий гальваническую связь с упомянутым электрическим контактом.

Предлагаемая входная камера фотоэлектронного прибора схематично представ« лена на чертеже. Камера содержит входное оптическое окно 1, холодопроводяший диск 2, металлическую рамку 3, прозрачную диэлектри-. ческую подложку с фотоэмиссионным слоем ;фотокатода 4, вакуумно-плот-. ный стеклянно-металлический кольцевой спай 5, контактное холодопроводяшее кольцо 6, холодопровод термоэлектрического охлаждающего устройства, металлическое разрезное кольцо 7.

Устройство работает следующим образом.

После включения термоэлектрического холодильника, соединенного с кольцами

6 и 7, происходит снижение температуры этих деталей по равновесного значения, порядка -60 С. Через интервал времени, определяемый температуропроводностью и тепловым сопротивлением рамки 3 и фотокатода 4, температура фотоо 55 катода достигает значения -40 С.

В соответствии с законом термоэмиссии происходит снижение термошумов фотокатода. Если начальная температура

5 4 фотокатода равна комнатной (+20оС), плотность термошумового тока (например для сурьяно-цезиевого фотокатода) соответствует

)о= Dhîò, å " =да "Я"" "/,„2

При изменении температуры от начальной Т до Т {равной -40 С) термошумовой ток изменяется в и раз и=ф-=(— ) ех>(P (+ — +))мо". о

Кроме основного положительного эффекта, предлагаемая конструкция обеспечиват также дополнительное повышение отношения сигнала к шуму по следующим причинам.

Паразитная термоэлектронная эмиссия с холодопроводяшего диска, являющегося фокусируюшим электродом-экраном, мала, так как при изготовлении фотокатода методом переноса на электродах входной камеры не образуется эмиссионно активных пленок щелочных металлов и их соединений. Кроме того, холодопроводящий диск имеет пониженную до - 6OOC, температуру, что увеличивает его сорбционную способность и способствует снижению шумовых ионных токов.

Входная камера фотоэлектронного прибора, содержащая фотокатод с электрическим контактом, соединенный с системой охлаждения, а также электростатическую систему с фокусирующим электродом, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения точности фотоэлектрического преобразования и отношения сигнала к шуму путем уменьшения термошумов, фотокатод и окно входной камеры пространственно разделены, при этом фотокатод установлен в держателе, в качестве которого использован фокусирующий электрод электронно-оптической системы, представляющий собой одновременно холодопровод системы охлаждения и электромагнитный экран и имею5 7882 щий гальваническую связь с упомянутым электрическим контактом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

25 6

1. RBV. Sci.3nstr. 33, 10, 1057, 1 962.

2. Коленко Е. А. и др., ПТЭ, 3, 1959, с. l40 (прототип).

Составитель Е; Медведев

Редактор А. Долинич Texpeg; М.Рейвес Корректор И. Муска аказ 8365/62 . Тирах< 844- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 415

Филиал ППП Патент, r. Ухсгород, ул. Проектная, 4