盒栅式电子倍增系统在不同路径下的模拟计算研究

发布时间：2025-01-09 02:17

　　 利用CST软件对不同路径的盒栅式电子倍增系统进行建模,将相邻打拿极的排布分为"Z"型和"U"型。模拟计算这两种最小打拿极排布单元及其衍生路径下,电子倍增系统内电场分布、电子运行轨迹和电子倍增增益的差异。模拟结果显示,不同打拿极排布下电子倍增系统内的电场分布差异不大,但电子运行轨迹和电子倍增增益差别显著。结合盒栅式电子倍增系统实际装配的合理性,通过计算分析得出打拿极排布的基本原则,并在八级打拿极结构的情况下,优化得出较合理的排布路径。

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1 不同打拿极排布的立体结构及电势分布图

栅网结构为交叉状，宽8mm，高8.6mm；相邻弧形打拿极间距1mm；收集极结构为单面开口的方形盒。收集极电势设为0V，打拿极向前依次以200V逐级递减。第1级初级电子束电流设为1pA，工作环境为真空。根据几何关系，将相邻两级打拿极的路径排布分别定义为“Z”型和“U”型两种，其立体....

图2 不同打拿极排布的电场分布图

从图2中可以发现，相邻打拿极内部电场在接近出射口时，场强逐渐变大。由于电子主要在打拿极内部运动，为进一步分析打拿极内部电场的变化情况，在相邻打拿极间选取一条中心路径L，分析其场强变化。中心路径L起点和终点分别选在打拿极第1级和第2级的中心，两种路径下打拿极中心路径L上电场强度变化....

图3 不同打拿极排布中心路径L上的电场强度分布图

L=0mm位置为第1级打拿极中心，电场强度在靠近第2级打拿极栅网（L=5mm）时达到最大，电子在此区域得到加速。在穿过栅网之后，打拿极内部近似视为等势体，电场强度骤然降低。“Z”型路径在靠近第2级打拿极栅网附近电场强度最大约为55000V/m，“U”型路径在靠近第2级打拿极栅网....

图4 不同打拿极排布电子运行轨迹图

电子在不同打拿极排布下的运行轨迹如图4所示，电子在打拿极内部电场的作用下逐级倍增，且轨迹愈加发散。在“Z”型和“U”型路径下，从第1级打拿极发出的二次电子落在第2级打拿极上的位置分布，如图5所示。可以看出在“Z”型路径下，电子运行轨迹更均匀地分散在打拿极内部。图5不同打拿极排布....

本文编号：4024987