打拿極式電子倍增器是一個能高倍放大微弱離子信號的檢測器件，當進入電子倍增器的離子轟擊第一個打拿極，激發(fā)表面二次電子，這些電子再在電場的作用下會加速轟擊下一個打拿極，從而產(chǎn)生更多的電子，如此相繼轟擊而產(chǎn)生越來越多的二次電子，最后再用電子接收器將電子信號輸出從而實現(xiàn)高增益放大作用的帶電粒子探測器。
電子倍增器是一種通過二次電子倍增效應來增強入射電子流信號的放大管。它在夜視儀、電子顯微鏡、質譜儀等設備中有重要應用。電子倍增器的工作需要高壓電源提供穩(wěn)定的高電壓,對入射電子流進行加速從而實現(xiàn)倍增。
電子倍增器的核心結構是微孔腔體。入射電子經(jīng)過微小曲折腔道,會激發(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)強電場加速并激發(fā)出更多電子,形成電子倍乘效應。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1000倍以上。
實現(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,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)定電場分布。典型要求紋波低于10mV。此外,漏電流也會影響腔體放電,需要控制在1μA量級。
另外,高壓電源還要具有快速響應的特性,保證圖像的動態(tài)跟蹤性能。對于掃描型圖像儀器,高壓電源需要支持毫秒級別的快速開啟與切換。
高壓電源的電壓等級、穩(wěn)定度、紋波、響應速度等參數(shù)直接影響電子倍增器的放大性能和圖像質量及儀器的檢測效率。選擇合適的高壓供電解決方案,是實現(xiàn)高性能電子倍增的關鍵所在。
