打拿極式電子倍增器是一個(gè)能高倍放大微弱離子信號(hào)的檢測(cè)器件，當(dāng)進(jìn)入電子倍增器的離子轟擊第一個(gè)打拿極，激發(fā)表面二次電子，這些電子再在電場(chǎng)的作用下會(huì)加速轟擊下一個(gè)打拿極，從而產(chǎn)生更多的電子，如此相繼轟擊而產(chǎn)生越來(lái)越多的二次電子，最后再用電子接收器將電子信號(hào)輸出從而實(shí)現(xiàn)高增益放大作用的帶電粒子探測(cè)器。
電子倍增器是一種通過(guò)二次電子倍增效應(yīng)來(lái)增強(qiáng)入射電子流信號(hào)的放大管。它在夜視儀、電子顯微鏡、質(zhì)譜儀等設(shè)備中有重要應(yīng)用。電子倍增器的工作需要高壓電源提供穩(wěn)定的高電壓,對(duì)入射電子流進(jìn)行加速?gòu)亩鴮?shí)現(xiàn)倍增。
電子倍增器的核心結(jié)構(gòu)是微孔腔體。入射電子經(jīng)過(guò)微小曲折腔道,會(huì)激發(fā)腔壁材料發(fā)射二次電子。這些二次電子同樣被腔道內(nèi)強(qiáng)電場(chǎng)加速并激發(fā)出更多電子,形成電子倍乘效應(yīng)。最終顯著放大了入射電子流。典型的微孔電子倍增器倍增因子可達(dá)1000倍以上。
實(shí)現(xiàn)電子倍增需要高壓電源為微孔腔體提供穩(wěn)定的直流高電壓,起到加速電子的作用。電壓越高,電子獲得的能量越大,激發(fā)出的二次電子也越多,倍增效果更顯著。常見(jiàn)微孔電子倍增器工作電壓在500V至4000V不等。因此高壓電源的電壓穩(wěn)定度直接影響輸出電子流的穩(wěn)定性。
同時(shí),由于微小曲折腔道極易產(chǎn)生放電,高壓電源要提供極低紋波的平滑直流高壓,保證腔體內(nèi)部的穩(wěn)定電場(chǎng)分布。典型要求紋波低于10mV。此外,漏電流也會(huì)影響腔體放電,需要控制在1μA量級(jí)。
另外,高壓電源還要具有快速響應(yīng)的特性,保證圖像的動(dòng)態(tài)跟蹤性能。對(duì)于掃描型圖像儀器,高壓電源需要支持毫秒級(jí)別的快速開(kāi)啟與切換。
高壓電源的電壓等級(jí)、穩(wěn)定度、紋波、響應(yīng)速度等參數(shù)直接影響電子倍增器的放大性能和圖像質(zhì)量及儀器的檢測(cè)效率。選擇合適的高壓供電解決方案,是實(shí)現(xiàn)高性能電子倍增的關(guān)鍵所在。
