Значение ЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ в Большой советской энциклопедии, БСЭ

Что такое ЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ

умножитель (ЭУ), электронное устройство для усиления потока электронов на основе вторичной электронной эмиссии . ЭУ либо входит в состав некоторых электровакуумных приборов ( фотоэлектронных умножителей , электроннооптических преобразователей , ряда передающих телевизионных трубок- диссекторов , суперортиконов идр., а также приёмно-усилительных ламп) либо используется как самостоятельный прибор - приёмник электромагнитного излучения (в диапазоне длин волн l 0,1- 150 нм ) или частиц (электронов с энергиями до нескольких десятков кэв, ионов или нейтральных частиц с энергиями до нескольких Мэв ) . Такие приёмники, обычно выполняемые с незащищенным (открытым) входным окном, называются ЭУ открытого типа. Их используют в установках, работающих в условиях естественного вакуума (при космических исследованиях), и в высоковакуумных измерит. устройствах (сканирующих электронных микроскопах , манометрах , масс-спектрометрах ) .

Различают ЭУ следующих основных типов: умножительные системы на дискретных электродах - динодах: канальные ЭУ (КЭУ) на непрерывных динодах с распределённым сопротивлением; системы из множества параллельных КЭУ, выполненные на основе т. н. микроканальных плат (МКП). В 60-х гг. 20 в. разработаны вакуумно-полупроводниковые ('гибридные') ЭУ, в которых используется эффект размножения электронов в электронно-дырочных переходах при бомбардировке полупроводниковых кристаллов, содержащих такие переходы, электронами с энергиями, достаточными для образования в кристалле парных зарядов электрон - дырка.

В ЭУ на дискретных. динодах (см. рис. ) электроны, ускоренные и сфокусированные электростатическим (иногда магнитостатическим) полем, ударяются о поверхность динодов, вызывая вторичную электронную эмиссию (коэффициент вторичной эмиссии s ' 3-30). КЭУ (см. рис. ) представляют собой трубку (канал) из стекла с высоким содержанием свинца либо из керамики - прямую или изогнутую. К трубке прикладывают напряжение в несколько кв, в результате в её полости возникает электростатическое поле. Под действием этого поля попавшие в канал электроны ускоряются и, соударяясь со стенками, вызывают вторичную электронную эмиссию (s ' 2). Число актов размножения вторичных электронов и общий коэффициент усиления КЭУ зависят от напряжения, длины трубки, её внутреннего диаметра (например, при длине трубки 20-75 мм, внутреннем диаметре 0,5-1,5 мм коэффициент усиления достигает 105 у прямых КЭУ и 107 у изогнутых). ЭУ на МКП представляет собой стеклянную пластину, пронизанную множеством (104 - 106) параллельных отверстий (каналов) диаметром 10-150 мкм, образующих сотовую структуру; коэффициент усиления 104 - 106.

Одно из специфических требований, предъявляемых к ЭУ с открытым входом, - способность сохранять рабочие параметры при соприкосновении его эмитирующих поверхностей с воздухом. Этому способствуют защитные свойства тонкой (2,5-5 нм ) окисной эмиссионной плёнки (BeO, Al2O3). Катод ЭУ с открытым входом (располагается во входной части) - обычно сплавной (CuBe, AgMgO). Эффективность катода оценивают числом эмиттируемых им электронов в расчёте на 100 квантов падающего электромагнитного излучения (квантовая эффективность) либо в расчёте на 1 бомбардирующую частицу (коэффициент вырывания). Квантовая эффективность для излучения с l 70 нм составляет около 20 (спадая до 0,1 при l 200 нм ) , для мягкого рентгеновского излучения - примерно 1-5. Коэффициент вырывания, например для катодов на основе AgMgO, растет с увеличением энергии ионов в диапазоне 2-10 кэв приблизительно от 1 до 5; при дальнейшем росте энергии наступает насыщение.

Лит.: Тютиков А. М., Электронные умножители открытого типа, 'Успехи физических наук', 1970, т. 100, в. 3; Берковский А. Г., Гаванин В. А., 3айдель И. Н., Вакуумные фотоэлектронные приборы, М., 1976.

В. А. Гаванин.

Большая советская энциклопедия, БСЭ.