基本介紹
- 中文名：通道型電子倍增管
- 外文名：Channel type electron multiplying tube
- 類別：光學術語
- 屬性：是真空偵測器，屬於電子倍增管
- 作用：能倍增入射電荷
- 產生：二次電子
原理,電子倍增管的套用,電子倍增管運作方式,提高電子倍增管轉換效率的途徑,材料次級發射性能對轉換效率的影響,通氧敏化對轉換效率的影響,離化場對轉換效率的影響,裝配對檢測效率的影響,
原理
通道型電子倍增管有一個高速的帶電粒子，如電子和離子撞擊偵測器表面時，可產生二次電子；再透過適當的形狀與電場的安排，產生一連串的二次電子來倍增訊號，最後到達陽極。
通常一個電子加速撞極偵測器表面可以產生一到三個二次電子，多次撞擊使得電子數目倍增，其靈敏度相當高，可以用來偵測粒子的數目。電子倍增管通常被用來偵測離子；也可以偵測光子，由光電效應產生的光電子來觸發。另一種偵測光子的元件，光電倍增管里，其二次電子是由一連串的電極，稱二次發射極，來倍增。此二次發射極為分離式的，通常每個二次發射極的電位差在 100 到 200 伏特，用來加速電子到下一個二次發射極，最後到達陽極。光電倍增管可在常壓下使用，而電子倍增管是設計在高真空環境下使用。
電子倍增管的套用
電子倍增管被廣泛的運用在各種質譜儀里，用來偵測被離子化並通過分析器後的離子。通常質譜儀里都有電子倍增管和法拉第杯。在訊號很強時，使用法拉第杯；而訊號微弱時，使用電子倍增管。此外，電子倍增管也套用在電子顯微鏡，表面分析，x射線光電子能譜等多種需要偵測微量離子或電子的分析儀器里。
電子倍增管運作方式
電子倍增管一般是採用連續式的二次發射極。這是因為此電極表面的高電阻，使得二次電子和加速電場的分布可以組合在同一個元件里，而不需要分開。 通常為漏斗狀，材料為鍍上一層半導體薄膜的玻璃所構成。另一種平面二維的偵測器，稱微通道板，也是運用相同的原理。有別於微通道板有上百萬個微通道，電子倍增管使用單一個通道。
提高電子倍增管轉換效率的途徑
我們知道 ，當粒子或 x 射線投射到第一倍增極上時，將進行能量交換，使第一倍增極激發出電子，實現了粒子轉換為電子的過程。所以提高倍增管的轉換效率，就是要提高第一倍增極的次級發射。只要有一定能量的粒子或 x射線入射到第一倍增極上就能座生電子發射，因此，提高次級電子發射幾率，即是提高轉換效率，由於影響第一倍增極轉換效率的因素較多。下面就影響諸因素進行一些分析。
材料次級發射性能對轉換效率的影響
a、 要求作為電子倍增極的金屬材料有較大的電子發射性能。
b、 材料性能穩定，在高溫和大電流下長期工作，次級發射係數變化很小。
c、材料易於製備，次級發射性能一致性好。
由於純金屬 材料一般不具備次級電子發射，所以都採用合金材料常用合金材料有：銀一鎂 (A g—M g) 及銅鍍 (cu—B e)，但要求其含量能滿足Ag一9 8，cu一98，Be一2，MB一2的比倒，而且要在真空中熔煉，否則次級發射差 。
通氧敏化對轉換效率的影響
在真空中將合金材料加熱至高溫，使合金材料中的鎂原子或鍍原子從合金內部向表面擴散與充入的氧發生作用，使其被氧化成一薄層，從而獲得較大的次級發射。由於通氧敏化時，材料所處溫度，通氧壓力及時間都對次級發射係數有較大的影響。經過長時間的工藝試驗得出最佳敏化工藝。
離化場對轉換效率的影響
離子或光子必須具有一定的動能才能達到第一倍增極上並激發出次級電子。當動能太大時，會使粒子或光子深入到合金表面深層，而激發出的電子在向表面運動時，由於碰撞而損失能量，不能逸出表面，所以次級發射很小。當被子或光子動能很小時，它達不到第一倍增極或者即使達到也不能激發出次級電子，因此轉換效率低。正確設計電子倍增管的離化場。可以提高轉換效率，一般離化場的電壓Ag—Mg 在40D～600v;Cu—Be 500~ ?00V 時較為理想。
裝配對檢測效率的影響
由於合金材料是在真空，高溫下通氧敏化才具有次級發射的，且氧化程度對次級發射影響很大。在裝配時，材料會暴露於大氣中，這樣會使合金材料進一步氧化，尤其是在溫度較高，濕度較大時更加明顯．因此在生產電子倍增管時或在使用電子倍增管安裝時，都應儘量縮短暴露大氣的時間。尤其是Ag—MB合金材料更應注意。這樣就可避免合金材料進一步的氧化，從而保證電子倍增管的性能和使用。
