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真空设备中的电子倍增器有哪些类型-广东振华真空镀膜设备

真空设备中的电子倍增器的工作原理是在二次电子发射的“雪崩原理”的基础上发展的。常用电子倍增器有三种形式,分别是静电式连续打拿极电子倍增器、静电式分离打拿极电子倍增器以及磁式电子倍增器。前面两种的二次电子发射体大多是以陶瓷或者是玻璃为基底制成的半导体;第三种电子倍增器的二次电子发射体则多是经特殊处理的合金。

1、静电式连续打拿极电子倍增器

(1)平板静电式连续打拿极电子倍增器

平板静电式连续打拿极电子倍增器的上下极板均为打拿极,电极两端的直流电压值为3000V,二次电子从电场中取得能量后不断打击上下打拿极,不断使电子倍增,最终通过收集极接收电子。

(2)管形静电式连续打拿极电子倍增器

管形电子倍增器的是由一根直径约为1mm、长度与直径之比为50~100的高铅玻璃毛细管所制成的。

①优点:增益较高、结构小巧、无需分压电阻、允许曝露于大气等。

②缺点:离子入口孔小(通常为8mm左右)、输出电流较小(大约小至µA的数量级,当增加的输出电流超过传导电流的1%的情况下,输出电流将逐渐呈非线性趋势)。

2、静电式分离打拿极电子倍增器

(1)聚焦曲面静电式分离打拿极电子倍增器

在各种静电式分离打拿极电子倍增器中,艾伦发明的聚焦曲面静电式分离打拿极电子倍增器是历时最久的。

(2)聚焦网静电式分离打拿极电子倍增器

聚焦网静电式分离打拿极电子倍增器是最新的静电式分离打拿极电子倍增器。

①优点:增益高、长度短(约34mm)、入射孔径大(约32mm的直径)、输出电流大。

②缺点:成本高、工艺复杂。

(3)百叶窗静电式分离打拿极电子倍增器

这种倍增器对二次电子的聚焦没有很高的要求,弥散磁场对它也没有很大的影响。

特点:结构更为紧凑、长度较短、可检测截面积较大的离子束、输出电流可达数毫安。

(4)盒——栅静电式分离打拿极电子倍增器

一种常见的十六级盒——栅式倍增器,在工作电压为3000V时,其增益为10⁶~10⁻⁷。

特点:结构紧凑、牢固,在真空设备的高温烘烤过程中不易发生变形。

3、磁式电子倍增器

(1)磁式分离打拿极电子倍增器

磁式分离打拿极电子倍增器仅有10⁻¹⁰s~10⁻¹¹s的上升时间(静电式倍增器的上升时间约为10⁻⁹s数量级),所以比较适用于快速测量。

(2) 磁式连续打拿极电子倍增器

磁式连续打拿极电子倍增器的尺寸较小(典型尺寸为18mm×20mm×64mm),频带宽度为0~500M压,增益为10⁷,等效阴极暗电流为10⁻²¹A数量级,磁场强度为3×10⁻²T。因为它具有很快响应速度,而且可以平行排列几个这样的倍增器,用于多路输出,所以特别适宜用于真空设备中的飞行时间质谱计的离子检测。