[发明专利]一种采用光电法产生入射电子源的电子倍增器测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用光电法产生入射电子源的电子倍增器测试装置，尤其涉及一种利用紫外光作为照射光源，以锌膜作为光电阴极产生入射电子来测试电子倍增器的测试装置，属于电子倍增器增益电流测试领域。

背景技术

电子倍增器是小型铯原子钟的关键部件，小型商品铯钟的生产目前基本上被美国垄断，主要产品有5071A铯原子钟等，但在军事应用上很难进口到这类原子钟，严重制约着我军导航定位技术的发展，因此必须开展铯钟研制。高性能小型铯原子钟的研制，可打破国外对高精度铯原子钟的禁运，为进一步研制星载铯原子钟奠定基础。

电子倍增器是用来进行电流放大的器件，其性能直接影响铯钟的整体性能，电子倍增器增益测试装置是进行技术指标测试和考核的手段。目前采用的测量装置主要采用电子枪作为入射电子源，但电子枪寿命短、成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用光电法产生入射电子源的电子倍增器测试装置，所述装置采用光电法作为入射电子源，具有结构简单、寿命长、性能稳定、成本低等优点；所述装置以锌膜为光阴极，制备简单，操作方便，重复性好。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种采用光电法产生入射电子源的电子倍增器测试装置，所述装置包括：第一工作台、第一移动导轨、紫外灯架、紫外灯、滤光片架、滤光片、透紫玻璃窗、绝缘台、固定台、光阴极架、光阴极、第二工作台、第二移动导轨、电子倍增器架、电子倍增器、真空计、第一法兰、第二法兰、真空罐、观察窗、高压源、静电计、分子泵、机械泵、温控系统；

真空罐固定于第一工作台上，第二工作台固定于真空罐内部的支撑台上，绝缘台固定于第二工作台上；固定台和第二移动导轨分别固定于绝缘台上方，第二移动导轨位于固定台右侧，光阴极通过光阴极架固定于固定台上方；电子倍增器通过电子倍增器架安装在第二移动导轨上；第一法兰、第二法兰、真空计分别安装于真空罐外部；机械泵和分子泵位于第一工作台下方，机械泵与分子泵相连，分子泵与真空罐相连；温控系统位于第一工作台下方，并与真空罐相连；所述装置进行工作时，将高压源、静电计通过第一法兰或第二法兰与真空罐相连；

真空罐有前后两个端盖，两个端盖分别用双密封圈结构密封，前端盖上设有可透过254nm紫外光的透紫玻璃窗，后端盖上设有观察窗，所述透紫玻璃窗和观察窗的尺寸均根据实际需要确定；

第一移动导轨固定放置于第一工作台上，且位于真空罐的外部靠近透紫玻璃窗的一侧，紫外灯通过紫外灯架安装在第一移动导轨上方，滤光片通过滤光片架安装在第一移动导轨上方，且位于紫外灯的右侧；

电子倍增器上设有入射孔，紫外灯、滤光片、透紫玻璃窗、光阴极、电子倍增器的入射孔从左至右依次排列，紫外灯、滤光片、透紫玻璃窗、光阴极四者的中心均与电子倍增器的入射孔正对；

电子倍增器为1个或1个以上，数量与真空罐及第二移动导轨的尺寸相关；电子倍增器架的数量与电子倍增器的数量一致，一一对应；电子倍增器为1个以上时，通过移动电子倍增器架依次使每个电子倍增器分别与光阴极中心正对进行试验；

所述光阴极为锌膜，厚度为10～20nm；

电子倍增器可替换为打拿极薄片；

采用本发明所述装置的测试方法步骤如下：

（1）清洁真空罐：用脱脂纱布蘸无水乙醇擦拭干净真空罐内壁及内部所有组件；

（2）安装电子倍增器：将电子倍增器的引线柱通过真空罐外部的法兰与外部线路连接，用万用表测试法兰外部引线柱，保证接线正确无误，然后将电子倍增器放置于电子倍增器架上，使其入射孔对准光阴极中心；

（3）真空罐抽真空：打开机械泵进行预抽，当真空度抽至1Pa时，开启分子泵，抽真空至2.0×10^-5Pa，在抽真空的同时开启温控系统对真空罐进行烘烤除气，烘烤温度从室温升至250℃，达到250℃后保温1小时；

（4）加电压测试：打开紫外灯，并调整入射强度使入射电子流达到所需的电流值（pA值），对电子倍增器首打拿极加测试电压，即从-100V开始增加电压到-400V；测试电压为-100V时，测量并记录电子倍增器首打拿极电流，每增加-100V电压，分别测量并记录电子倍增器首打拿极电流，当电子倍增器首打拿极电压增加到-400V后，对电子倍增器整体加测试电压，即从-1000V开始增加电压到-2500V，测试电压为-1000V时，测量并记录电子倍增器电流，每增加-100V电压，分别测量并记录电子倍增器电流，当电子倍增器电压增加到-2500V时，完成增益测试，将工作电压降为0V，并计算电子倍增器增益。

有益效果