象增强器在确定S25光电阴极能量分布方面的应用

    菲利浦研究实验室已经为电子透镜的设计研究出了计算程序。几年来，马拉德公司(材ullardMftcham)一直使用这些程序来设计新型的象增强器。使用结果证明:这种计算程序能精确地确定象管电子透镜的一些性质，比如象面位置、放大率等。在象增强器中电子透镜的一个非常重要的参数是焦深，焦深影响电子透镜元件公差的确定，也影响所允许的象场弯曲。然而焦深主要又取决于光电子能量的分布，于是需要寻求测量光电子能量分布的方法。

    使用具有聚焦电极的象增强器(型号为XX1332)可以直接测量焦深。其方法是测量调制传递函数和聚薄电压的比率变化。对不同波长的光，可以估算出相应的焦深，这样就能通过综合焦深的结果和光电阴极的光谱响应来计算光电子能量的分布，从而可以获得0.07eV的平均光电子能量。

    1.引言

    象增强器电子透镜部件通常是使用计算模型来设计的。菲利蒲研究实验室研究的计算模型，在预测透镜的主要性质，比如象面位里和形状，放大率和畸变等方面都证明是非常精确的。然而，人们发现:电子透镜所能容许的尺寸和电压的微小变化总是比计算棋型预计的要大。这表明:从阴极逸出的光电子能云比通常所用的o.2eV值显然要低。本文描述一种通过对计算模型与实际象管的比较来测定平均电子能量的方法。

    2.计算模型

    模型计算程序分为三步:第一步测定电子透镜内部的电场，第二步通过电场计算电子轨迹;第三步分析电子最后落点以确定象增强器的特殊性质，如象面位置等。

    电场可以通过电极位置和电极电压等边界条件确定。然后，用迭代法和数值计算法求解拉普拉斯方程。电子轨迹的计算程序使用逐步积分法获得电子的落点位置。现今的程序运算是很快的，所以可计算出大量的电子轨迹，这就能足够精确地确定电子透镜的光学性质。从在同一点发出的其能量和方向呈随机分布的200个光电子开始，可在象面内计算出调制传递函数。

    3.实验设计

    垂直于阴极表面的电子能量，对电子透镜的性质几乎没有影响，但是横向电子能量决定了电子透镜的焦深。因而通过测量电子透镜的焦深，并与计算模型得到的结果进行比较，就可以得到电子的能量。马拉德公司的XX1332是一种第二代象增强器，该象增强器可以把阴极发出的电子图象通过电子透镜倒置在微通道板上(见图1)，这种象增强器有聚焦电极，可以很方便地对电子透镜进行调焦，因而特别适合于这个实验。整管典型的调制传递函数如图2所示。电子透镜在最佳聚焦的情况下，对整个结果的贡献是小的，但是，由于改变聚焦电压，调制传递函数10周l毫米的变化已经大到足以测量到了。