Рис. 14.3. Умножительные системы с фокусировкой электронов :

а - с коробчатыми динодами; б, в - с ковшеобразными динодами (в - с компенсацией разброса времени пролета электронов); г - с торовидными динодами

ку электронных пучков, чем коробчатые. Установка перед динодами дополнительных ускоряющих электродов, имеющих потенциал одного из последующих динодов, повышает временное разрешение ФЭУ (рис. 14.3,6). Для повышения изохронности траекторий применяется система с компенсацией разброса времен пролета электронов (рис. 14.3, в). Сильное ускоряющее поле перед динодом D. создается сетками, имеющими потенциал динода ,-+2- Форма и расположение динодов подбираются таким образом, чтобы более длинной траектории зпектронов соответствовала более высокая скорость их движения.

Диноды торовидных умножительных систем представляют собой поверхности вращения линий сечения ковшеобразных динодов (рис. 14.3, г). Эти системы состоят из динодов двух типов: наружных, у которых змиттирующей поверхностью является внутренняя, и внутренних - с наружной змиттирующей поверхностью. Торовидные системы обладают рядом преимуществ перед системами на коробчатых и ковшеобразных динодах. Сбор электронов на первый динод облегчается благодаря большей площади входного отверстия диафрагмы; отсутствие острых боковых краев снижает вероятность появления тока автоэлектронной эмиссии при повышении каскадных напряжений. Возможность стабильной работы при высоких напряжениях, в свою очередь, улучшает временное разрешение ФЭУ. Большая рабочая поверхность динодов позволяет получить значительный выходной ток прибора. Торовидные системы нашли применение в высокочастотных ФЭУ с фотокатодом больших размеров.

Умножительные системы сквозного типа могут быть построены на жалюзийных, сетчатых и пленочных динодах. Траектории электронов в таких системах пересекают плоскость динода. Недостатком динодов-

Рис. 14.4. Умножительная система с жапюзийными динодами

- -I-

Рис. 14.5. Умножительная система с распределенным ди-нодом

сеток является низкая эффективность каскада (примерно 50%). Умножительные системы на пленочных динодах, работающих "на прострел", не нашли пока применения в ФЭУ, хотя используются в электронно-оптических преобразователях.

Широкое распространение получили системы с жалюзийными динодами. Эмиттирующей поверхностью таких динодов является ряд тонких пластин, наклоненных под определенным углом к плоскости основания динода (рис. 14.4). На диноде укрепляется прозрачная для электронов сетка, имеющая потенциал динода. Сетка улучшает структуру электрического поля в междукаскадном промежутке. Жалюзий-ная система характеризуется отсутствием специальной фокусировки электронов в пространстве между динодами. Поэтому ФЭУ с жалюзийными динодами малочувствительны к влиянию внешних магнитных полей и не очень критичны к режиму питания. Световая характеристика ФЭУ с такими динодами имеет широкий диапазон линейности. Большая площадь динодов позволяет работать при повышенных токовых нагрузках. Основным недостатком таких умножительных систем является возможность пролета электронов через какие-либо каскады без умножения, что снижает эффективность каскадов усиления и ухудшает временное разрешение ФЭУ.

Умножительные системы на распределенных динодах. Весьма перспективными являются умножительные системы, имеющие непрерывный динод с распределенным сопротивлением. Электрические вьшоды наносятся на торцевые поверхности динода. Потенциал поверхности такого динода непрерьшно возрастает от фотокатода к аноду. Широкое применение находят системы с динодом в виде круглого канапа (трубки) из диэлектрика (рис. 14.5), внутренняя поверхность которого покрыта эмиттирующим слоем с высоким сопротивлением. В качестве материала трубки часто используется высокосвинцовистое стекло, у которого после термической обработки в атмосфере водорода образуется слой окиси свинца. Сопротивление такого динода - 10 Ом, коэффициент вторичной эмиссии 3,5-4,5 при энергии первичньгх электронов 300 эВ.

Рис. 14.6. Умножительная система с двумя микроканальными пластинами

Электроны с фотокатода влетают в канал под некоторым углом и бомбардируют поверхность динода. Вторичные электроны ускоряются под действием электрического поля и ударяются о стенку канала в области более высокого потенциала. Таким образом происходят многократные соударения электронов со стенками канала. Коэффициент усиления канального электронного умножителя достигает значения 10®. Он зависит от вторично-электронных свойств покрытая канала, приложенного напряжения и калибра трубки, который равен отношению длины трубки к ее диаметру. Оптимальным значением калибра канала является 50-100.

Прямоканальные умножители не позволяют получить усиление, превышающее 10, из-за возникновения ионной и оптической обратных связей. Для устранения этого явления трубку изгибают, в частности придают ей форму спирали.

Недостатками умножительных систем с распределенным динодом является большой разброс времен пролета электронов и очень малые выходные токи. Для обеспечения линейности световой характеристики анодный ток должен быть много меньше тока, протекающего через вьюокоомный слой распределенного эмиттера вторичных электронов. Влияние разброса времен пролета электронов на временное разрешение ФЭУ может быть уменьшено, если сократить общее время пролета электрона в канале, т. е. уменьшить длину канала.

Для повышения быстродействия ФЭУ и снижеш1я его габаритных размеров используются сотовые конструкции распределенных умножительных систем, так называемые микроканальные пластины (МКП).