利用CST軟件對不同路徑的盒柵式電子倍增系統(tǒng)進行建模,將相鄰打拿極的排布分為"Z"型和"U"型。模擬計算這兩種最小打拿極排布單元及其衍生路徑下,電子倍增系統(tǒng)內電場分布、電子運行軌跡和電子倍增增益的差異。模擬結果顯示,不同打拿極排布下電子倍增系統(tǒng)內的電場分布差異不大,但電子運行軌跡和電子倍增增益差別顯著。結合盒柵式電子倍增系統(tǒng)實際裝配的合理性,通過計算分析得出打拿極排布的基本原則,并在八級打拿極結構的情況下,優(yōu)化得出較合理的排布路徑。

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【部分圖文】：

圖1 不同打拿極排布的立體結構及電勢分布圖

柵網(wǎng)結構為交叉狀，寬8mm，高8.6mm；相鄰弧形打拿極間距1mm；收集極結構為單面開口的方形盒。收集極電勢設為0V，打拿極向前依次以200V逐級遞減。第1級初級電子束電流設為1pA，工作環(huán)境為真空。根據(jù)幾何關系，將相鄰兩級打拿極的路徑排布分別定義為“Z”型和“U”型兩種，其立體....

圖2 不同打拿極排布的電場分布圖

從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，相鄰打拿極內部電場在接近出射口時，場強逐漸變大。由于電子主要在打拿極內部運動，為進一步分析打拿極內部電場的變化情況，在相鄰打拿極間選取一條中心路徑L，分析其場強變化。中心路徑L起點和終點分別選在打拿極第1級和第2級的中心，兩種路徑下打拿極中心路徑L上電場強度變化....

圖3 不同打拿極排布中心路徑L上的電場強度分布圖

L=0mm位置為第1級打拿極中心，電場強度在靠近第2級打拿極柵網(wǎng)（L=5mm）時達到最大，電子在此區(qū)域得到加速。在穿過柵網(wǎng)之后，打拿極內部近似視為等勢體，電場強度驟然降低。“Z”型路徑在靠近第2級打拿極柵網(wǎng)附近電場強度最大約為55000V/m，“U”型路徑在靠近第2級打拿極柵網(wǎng)....

圖4 不同打拿極排布電子運行軌跡圖

電子在不同打拿極排布下的運行軌跡如圖4所示，電子在打拿極內部電場的作用下逐級倍增，且軌跡愈加發(fā)散。在“Z”型和“U”型路徑下，從第1級打拿極發(fā)出的二次電子落在第2級打拿極上的位置分布，如圖5所示�？梢钥闯鲈凇癦”型路徑下，電子運行軌跡更均勻地分散在打拿極內部。圖5不同打拿極排布....

本文編號：4024987