О возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа

В настоящей работе рассматривается возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений на регистрирующих средах. Это достигается тем, что включение дополнительного электрода в разрядном промежутке и с этим создается возможность значительного понижения рабочего напр...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автори:	Касымов, Ш.С., Парицкий, Л.Г., Хайдаров, З., Хомидов, В.О., Отажонов, С.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2010
Назва видання:	Физическая инженерия поверхности
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/98895
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	О возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа / Ш.С. Касымов, Л.Г. Парицкий, З. Хайдаров, В.О. Хомидов, С.М. Отажонов // Физическая инженерия поверхности. — 2010. — Т. 8, № 3. — С. 214–221. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-98895
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-988952016-04-20T03:02:17Z О возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа Касымов, Ш.С. Парицкий, Л.Г. Хайдаров, З. Хомидов, В.О. Отажонов, С.М. В настоящей работе рассматривается возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений на регистрирующих средах. Это достигается тем, что включение дополнительного электрода в разрядном промежутке и с этим создается возможность значительного понижения рабочего напряжения на фотоприемнике и усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений. У цій роботі розглядається можливості посилення фотоструму плазми газового розряду у перетворювачах зображень на середовищах, що реєструють. Це досягається тим, що включення додаткового електрода в розрядному проміжку створює можливість значного зниження робочої напруги на фотоприймачі й посилення фотоструму плазми газового розряду в перетворювачах зображень. The possibilities of strengthening plazma photocurrent of gaz discharge in the representation transformers on the register medium have been examined in this work. It is achieved by switching on additional electrode in the discharge gap and by significant drop in tension on the photorecriver and intensification of photocurrent plazma of gaz discharge in representation transformers. 2010 Article О возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа / Ш.С. Касымов, Л.Г. Парицкий, З. Хайдаров, В.О. Хомидов, С.М. Отажонов // Физическая инженерия поверхности. — 2010. — Т. 8, № 3. — С. 214–221. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1999-8074 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/98895 ru Физическая инженерия поверхности Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	В настоящей работе рассматривается возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений на регистрирующих средах. Это достигается тем, что включение дополнительного электрода в разрядном промежутке и с этим создается возможность значительного понижения рабочего напряжения на фотоприемнике и усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений.
format	Article
author	Касымов, Ш.С. Парицкий, Л.Г. Хайдаров, З. Хомидов, В.О. Отажонов, С.М.
spellingShingle	Касымов, Ш.С. Парицкий, Л.Г. Хайдаров, З. Хомидов, В.О. Отажонов, С.М. О возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа Физическая инженерия поверхности
author_facet	Касымов, Ш.С. Парицкий, Л.Г. Хайдаров, З. Хомидов, В.О. Отажонов, С.М.
author_sort	Касымов, Ш.С.
title	О возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа
title_short	О возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа
title_full	О возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа
title_fullStr	О возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа
title_full_unstemmed	О возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа
title_sort	о возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа
publisher	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
publishDate	2010
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/98895
citation_txt	О возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа / Ш.С. Касымов, Л.Г. Парицкий, З. Хайдаров, В.О. Хомидов, С.М. Отажонов // Физическая инженерия поверхности. — 2010. — Т. 8, № 3. — С. 214–221. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
series	Физическая инженерия поверхности
work_keys_str_mv	AT kasymovšs ovozmožnostiusileniâfototokaplazmygazovogorazrâdavpreobrazovatelâhizobraženijionizacionnogotipa AT parickijlg ovozmožnostiusileniâfototokaplazmygazovogorazrâdavpreobrazovatelâhizobraženijionizacionnogotipa AT hajdarovz ovozmožnostiusileniâfototokaplazmygazovogorazrâdavpreobrazovatelâhizobraženijionizacionnogotipa AT homidovvo ovozmožnostiusileniâfototokaplazmygazovogorazrâdavpreobrazovatelâhizobraženijionizacionnogotipa AT otažonovsm ovozmožnostiusileniâfototokaplazmygazovogorazrâdavpreobrazovatelâhizobraženijionizacionnogotipa
first_indexed	2025-07-07T07:12:10Z
last_indexed	2025-07-07T07:12:10Z
_version_	1836971281671520256
fulltext	214 В последнее время, определенное примене- ние нашли фотографические системы и пре- образователи изображений ионизационного типа [1 – 4]. Однако важным препятствием их дальнейшего распространения является недостаточно эффективное использование энергии газового разряда при записи изобра- жение на регистрирующей среде. Это объяс- няется тем, что в ионизационных системах, хотя имеет место усиление по мощности, оп- ределяемое выражением [2], отсутствует уси- ление тока в газоразрядном промежутке: eVG hv η = , где G – коэффициент фотоэлектрического усиления, V – приложенное напряжение, e – заряд электрона, h – постоянная Планка, v – частота излучения. Это создает определенные препятствия в тех случаях, когда для записи требуются зна- чительные плотности токов (например, для записи изображений без проявления и других видов лабораторной обработки), а также для регистрации малых световых потоков, требу- ющих применения высокоомных полупро- водников (с малой темновой проводимостью) и соответственно имеющих низкие значения фототока, недостаточных во многих случаях для удовлетворительной регистрации при- меняемые в настоящее время средствами. В целом критическое рассмотрение сущест- вующих ионизационных систем показывает, что заложенные в них возможности еще да- леко не исчерпаны. О ВОЗМОЖНОСТИ УСИЛЕНИЯ ФОТОТОКА ПЛАЗМЫ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ИОНИЗАЦИОННОГО ТИПА Ш.С. Касымов, Л.Г. Парицкий, З. Хайдаров, В.О. Хомидов, С.М. Отажонов Ферганский государственный университет Узбекистан Поступила в редакцию 30.08.2010 В настоящей работе рассматривается возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений на регистрирующих средах. Это достигается тем, что вклю- чение дополнительного электрода в разрядном промежутке и с этим создается возможность значительного понижения рабочего напряжения на фотоприемнике и усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений. Ключевые слова: фотография, фотопроводимость, заряд электрона, частота излучения, изо- бражения, вольт-амперная характеристика, полупроводниковые фотоприёмник, фотоэлект- рическая свойства полупроводников, коэффициент усиления, положительный заряд, область объемного заряда. У цій роботі розглядається можливості посилення фотоструму плазми газового розряду у пере- творювачах зображень на середовищах, що реєструють. Це досягається тим, що включення додаткового електрода в розрядному проміжку створює можливість значного зниження робочої напруги на фотоприймачі й посилення фотоструму плазми газового розряду в перетворювачах зображень. Ключові слова: фотографія, фотопровідність, заряд електрона, частота випромінювання, зо- браження, вольт-амперна характеристика, напівпровідникові фотоприймач, фотоелектрична властивості напівпровідників, коефіцієнт підсилення, позитивний заряд, область об’ємного заряду. The possibilities of strengthening plazma photocurrent of gaz discharge in the representation trans- formers on the register medium have been examined in this work. It is achieved by switching on ad- ditional electrode in the discharge gap and by significant drop in tension on the photorecriver and in- tensification of photocurrent plazma of gaz discharge in representation transformers. Keywords: photography, photoconductivity, charge electron, frequency of radiation, the image, volt-ampere characteristic, semi-conductor a photodetector, photo-electric properties of semi- conductors, strengthening factor, a positive charge, area of a volume charge.  Ш.С. Касымов, Л.Г. Парицкий, З. Хайдаров, В.О. Хомидов, С.М. Отажонов, 2010 ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 3, vol. 8, No. 3 215 Цель настоящей работы состоит в рассмот- рении возможностей получения эффектов усиления в плазме, управляемой освещенным полупроводником. Уникальные свойства ионизационных фо- тографических систем и преобразователей изображен с помощью плазмы газового раз- ряда заключаются в том, что светочувствите- льная полупроводниковая пластина, высту- пающая в роли одного из электродов газораз- рядного промежутка, управляет плотностью тока разряда в плоскости электродов в соот- ветствии с распределением интенсивности излучения спроектированного на него изо- бражения и в отличие от газового разряда между металлическими электродами (где наблюдается S-образность ВАХ, связанная со шнурованием тока в условиях неустойчиво- сти одного распределения тока в системе с отрицательным дифференциальным сопро- тивлением) подавляет нежелательную для работы системы неустойчивость однородного распределения тока. Подавление неустойчи- вости в системе “полупроводник-газонный промежуток” осуществляется за счет значи- тельного сопротивления полупроводниковой пластинки, являющейся распределенной на- грузкой. Как показано в работе [2], в широком интервале тока дифференциальное сопротив- ление системы “полупроводник-газоразряд- ный промежуток” совпадает с сопротивлени- ем использованного полупроводникового фо- топриемника (ФП), и в после пробной облас- ти дифференциальное сопротивление разряд- ного промежутка обращается в нуль, т.к. ВАХ газоразрядного зазора вертикальна. Как уже указывалось, ток в системе полностью кон- тролируется ФП и наблюдаемое усилие по мощности определяется как фотоэлектри- ческими свойствами полупроводника, так и величиной напряжения разряда. Запись изо- бражения осуществляется в конечном итоге за счет выделения энергии в газоразрядном промежутке при протекании в нем тока. Но в силу того, что для подавления неус- тойчивости однородного распределения тока в плазме используются достаточно высоко- омные ФП, выделение в разряде значи- тельной мощности затруднено ограничением тока. Эту проблему, по всей видимости, можно решить двумя путями: или подбором параметров разрядного промежутка и усло- вий разряда, или воздействием на разряд до- полнительным источником питания с помо- щью электрода, введенного в разрядный про- межуток. Первый путь отпадает, поскольку это приводит в конечном итоге к ухудшению разрешающей способности и контрастности системы, а чрезмерное повышение питаю- щего напряжение – к образованию шнуров и тем самым к преждевременному выходу из строя ФП. Второй путь, казалось бы, приве- дет к неизбежной неустойчивости плотности тока. Однако предварительные опыты пока- зали, что при определенных условиях введе- ния в разрядный промежуток дополните- льного электрода в виде сетки, подключен- ного к источнику питания, сохраняет рабо- тоспособность системы и, кроме того, при- водит к заметному токовому усилению в плазме. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Для объяснения наблюдаемого эффекта нами были исследованы несколько вариантов фо- тосъемочных устройств с сеточным усилени- ем тока в разряде как растрированного, так и не растрированного изображений. Более де- тально была исследована система в преобра- зовательном режиме с одним электродом без растрирования изображения, принципиаль- ная схема, которой показана на рис. 1. В зазоре между ФП и регистрирующей ча- стью (экраном) с помощью калиброванных Рис. 1. Принципиальная схема ионизационного пре- образователя изображений с сеточним усилением тока в плазме газового разряда. ФП-фотоприемник, С – сетка, Э – экран, R1, R2 – балластные сопротивления. Ш.С. КАСЫМОВ, Л.Г. ПАРИЦКИЙ, З. ХАЙДАРОВ, В.О. ХОМИДОВ, С.М. ОТАЖОНОВ 216 слюдяных прокладок помещался электрод в виде плоской металлической сетки, имеющей достаточно мелкую структуру (10 ячеек на 1 мм). Между прозрачным электродом, ФП и сеткой подключался основной источник пи- тания U1, а между сеткой и экраном – вспомо- гательный источник U2. Для выявления вли- яния параметров газоразрядного промежутка на фотоэлектрические свойства системы и определения предельных возможностей пре- дусматривалось изменение давления газа и величины зазора между сеткой и экраном. По всей видимости, усиление по току в га- зоразрядном промежутке будет происходить следующим образом. Если спроектировать изображение на поверхность полупроводни- кового фотоприемника и приложить к его прозрачному электроду и сетке достаточное напряжение (U >> Uпр для газового промежу- тка), то в цепи сетки установится самостоя- тельный тихий разряд, интенсивность кото- рого в поперечном сечении будет контроли- роваться фотоприемником в соответствии со спроектированным изображением. Посколь- ку высокоэнергичные компоненты ионизиро- ванного газа могут проскакивать сквозь сетку, то его можно рассматривать как источник на- чальной ионизации для участка “сетка-эк- ран”. При наличии ускоряющего поля части- цы приобретут кинетическую энергию, до- статочную для интенсивной ударной иони- зации, что приведет к зажиганию разряда в цепи экрана, плотность тока которого будет зависеть от интенсивности разряда в первом зазоре. Таким образом, небольшим током сет- ки, лимитирующимся фотоприемником, мож- но управлять при зажигании разряда значи- тельным током в цепи экрана. Кроме того, включение дополнительного электрода в разрядном промежутке можно ха- рактеризовать следующим: 1. Устраняется явление статистического за- паздывания зажигания разряда во время экс- понирования, что существенно сокращает инерционность системы. 2. Создается возможность значительного понижения рабочего напряжения на ФП, по- скольку взаимное влияние разряда второй цепи на разряд в первом зазоре способствует снижению напряжения зажигания в цепи ФП. Исследования проводились как в режиме постоянных токов, так и в импульсивном ре- жиме. Основная часть результатов была из- мерена при непосредственном визуальном контроле однородности распределения тока по площади разряда и качества изображения с помощью люменисцентного экрана. В качестве ФП использовался GaAs ρ = 107 ÷ 109 Ом⋅см, при освещении в спект- ральной области длин волн больше 1 мкм. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ Для определения свойства системы рассмат- ривались две вольт-амперные характеристи- ки: участков “ФП-сетка” и “сетка-экран”. На рис. 2, 3 показаны соответственно семейство Рис. 2. ВАХ участка ФП-сетка. Для объяснения закономерностей форми- рования изображения в ионизационных сис- темах с токовым усилием в разряде и опреде- ления оптимальных режимов эксплуатации был проведен ряд исследований вольт-ам- перных и люкс-амперных характеристик (ВАХ, ЛАХ) системы в целом и отдельных ее элементов. Также были проведены цикл исследований для изучения влияния пара- метров газоразрядных промежутков и режи- ме питания на интенсивность свечения экрана и преобразовательные характеристики системы. Были рассмотрены токовые зависи- мости цепи экрана от тока сетки и исследо- ван коэффициент токового усиления системы K = i2/i1 (где i1 – ток сетки, i2 – ток экрана) в разных режимах. О ВОЗМОЖНОСТИ УСИЛЕНИЯ ФОТОТОКА ПЛАЗМЫ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ... ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 3, vol. 8, No. 3 ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 3, vol. 8, No. 3 217 сти i2(U2) (рис. 4) сняты для тока i1 = 15 мА, входной интенсивности ∂bx = 10–3 Вт/см2 и для толщины газоразрядных зазоров d1 = 50 мкм и d2 = 160 мкм , когда параметром является давление газа. В общем случае кривые i2(U2) имеют весь- ма сложный и неоднозначный характер, для объяснения которых необходимо учитывать ряд факторов, определяющих прохождение тока в цепи экрана. Этими факторами могут быть: экранирующее поле объемного заряда, образованного в приэлектродном пространст- ве, изменение средней длины пробега но- сителей с изменением давления газа, процес- сы во втором газоразрядном промежутке, оп- ределяющиеся упругими и неупругими соуда- рениями частиц, и так далее. На графиках можно выделить два характерных участка с переходом от сверхлинейного к линейному нарастанию тока. Уменьшение давления газа приводит к веерообразному смещению кривых первого и параллельному сдвигу второго участков в сторону больших токов. Характерным для первого участка является меньший наклон и наличие значительного то- ка при нулевом напряжении между сеткой и экраном, который с уменьшением давления растет. Далее характерным для этих графиков является и то что с увеличением давления пе- реход от первого участка ко второму проис- ходит при больших U2, а на линейном умень- шение приводит к пропорциональному росту (см. рис. 6) Рис. 3. ВАХ участка ФП-сетка U2= 300 В. Рис. 4. ВАХ участка сетка-экран. I1 = 1,5. Экран р, мм.рт.ст. 1 – 15; 2 – 30; 3 – 45; 4 – 61; 5 – 76; 6 – 91; 7 – 121; 8 – 150. ВАХ участка “ФП-сетка” для постоянных ве- личин давления газа (ρ = 15 мм.рт.ст.) и длин- ны разрядного промежутка (d1= 50 мкм) при различных напряжениях на участке “сетка- экран” и семейство ВАХ, когда парамет- ром кривых является давление газа при U2 = 300 В. Видим типичные для ионизационных сис- тем ВАХ, когда изменение параметров газо- разрядного промежутка (в данном случае дав- ление) приводит к изменению падения напря- жения на газовом зазоре. Отличительной осо- бенностью системы с сеточным управлением является то, что после зажигания разряда в цепи экрана характеристика сдвигается в сторону меньших напряжений, и чем интен- сивнее этот разряд, тем меньше падение на- пряжения на участке “ФП-сетка”. Последнее обстоятельство объясняется тем, что сетка приобретает потенциал, обусловленный то- ком зарядов положительных ионов плазмы участка “сетка-экран”. Семейство вольт-амперных характеристик для участка сетка-экран (см. рис. 4, 5) пока- зывает зависимость тока от напряжения при фиксированных значениях тока в цепи “ФП- сетка” и различных давлениях газа. Из хара- ктеристик следует, что в исследованном диа- пазоне токов отсутствует характерная для га- зового разряда между металлическими элект- родами неустойчивость тока, хотя ее значения в данном случае соответствует токам в диа- пазонах нормального U аномального тлеюще- го разряда, что специально контролировалось равномерностью свечения экрана. Зависимо- Ш.С. КАСЫМОВ, Л.Г. ПАРИЦКИЙ, З. ХАЙДАРОВ, В.О. ХОМИДОВ, С.М. ОТАЖОНОВ 218 На рис. 5 показано семейство ВАХ разряда между сеткой и экраном при фиксированном давлении ρ = 15 мм.рт.ст. и разных значениях тока в цепи ФП. Видим схожие с характерис- тиками рис. 4 зависимости i2(U2). Аналогич- но тому, что уменьшение давления приводит к сдвигу характеристик в сторону больших токов, увеличение тока также приводит к уве- личению тока i2. Однако в отличие от зависимости i2(ρ) (рис. 6) в данном случае наблюдается тенден- ция насыщения тока i1 (рис. 7). Если сравнить семейства характеристик i2(U2) с i2(ρ) при фиксированном токе i1 для разных ρ и U2 соответственно (см. рис. 4, 6) и характеристики i2(i1) для разных U2 и ρ при фиксированном р и U2 соответственно (рис. 7, 8), то можно заметить аналогию и сделать вывод о том, что в общем случае ток в цепи “сетка-ФП”пропорционален величине Е/р, которая характеризует энергию накапливае- мую электроном на пути свободного пробега, и определяет степень ионизации газа [5]. Нами били исследованы также возможно- сти работы системы в импульсном режиме. Проведенные исследования импульсивных свойств в различных режимах показали, что эти свойства зависят от амплитуды и длитель- ности импульсов, параметров разрядного промежутка и от величины тока i1. Увеличе- ние р и d приводит к повышению амплитуды импульса и к запаздыванию развития разряда. Наличие тока в цепи ФП значительно сокра- щает время формирования разряда и умень- шает амплитуду импульса. На рис. 9 показа- ны ВАХ участка “сетка-экран”, измеренные по схеме, показанной на рис. 10. Длитель- Рис.7. Семейство ток-токовых характеристик i2= f(i1) Ток в цепи ФП изменялся регулированием напраже- ния. Рис. 6. Семейство зависиместей i2(р), перстроенных из ВАХ (рис. 4.). Рис. 5. ВАХ участка “сетка-экран”. Рис. 8. i2(i1) характеристики U2 = 300 B. О ВОЗМОЖНОСТИ УСИЛЕНИЯ ФОТОТОКА ПЛАЗМЫ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ... ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 3, vol. 8, No. 3 ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 3, vol. 8, No. 3 219 ность импульса составляла 2,75⋅10–3 сек, дав- ление р = 75 мм.рт.ст., зазор d2 = 100 мкм. Кривые сняты для трех токов в цепи ФП. Было замечено, что изменение тока i1 от 60 до 140 мкА приводит к уменьшению вре- мени развития разряда во втором зазоре с 0,2 до 0,1⋅10–3 сек. По форме кривые несколько схожи с кривыми для постоянного тока, толь- ко в импульсивном режиме наблюдается некоторое смещение ВАХ в сторону больших U2. При этом отсутствие шнурования тока в цепи второго разрядного промежутка контро- лировалось равномерностью свечения люми- нисцентного экрана и видом осциллограммы тока, которая при наличии неустойчивости распределения плотности тока имела вид ко- лебательного характера. Отметим, что макси- мальный коэффициент усиления по току был ≈20, когда в режиме постоянного тока пре- дельно достигнутое значение усиления сос- тавляло ≈6 + 8. Анализ результатов исследований электри- ческих свойств газоразрядного промежутка, заключенного между сеткой и экраном, по- зволяет сделать следующие выводы. Поскол- ьку горячие электроны плазмы первого раз- рядного промежутка, имеющие избыточный над равновесным значением импульс, направ- ленный перпендикулярно к поверхности ано- да (сетки), могут инжектироваться сквозь сет- ку во второй промежуток, то процессы, про- исходящие в этом зазоре, должны определен- ным образом зависеть от разрядного тока в цепи ФП. При этом существенное влияние бу- дут оказывать также объемный заряд присе- точного пространства и средняя длина про- бега носителей, определяемая давлением газа в зазорах. Наблюдаемый в опытах значите- льный ток короткого замыкания в цепи экрана позволяет говорить о том, что плазма газового разряда, заключенная между ФП и сеткой, яв- ляется мощным поставщиком электронов в заэлектродное пространство, при этом плот- ность потока инжектированных электронов растет с уменьшением давления газа (рис. 4). Увеличение тока в цепи ФП должно было бы привести к экспоненциальному росту тока i2, что не наблюдается на опытах (рис. 7, 8). Это объясняется тем, что повышение тока i1 влечет за собой образование отрицательного объемного заряда в проэлектродном прост- ранстве, который экранирует движение элек- тронов, что отражается в сублинейной зави- симости i2(i1). Уменьшение давление газа уве- личивает среднюю длину пробега носителей, тем самым большое число электронов успе- вает преодолеть поле объемного заряда, впо- следствии они вытлкиваются тем же полем в засеточное пространство, где могут вызвать ионизацию или возбуждение атомов газа. Поэтому при малых напряжениях с умень- шением ρ наблюдается увеличение крутизны ВАХ (см. рис. 4). При наличии достаточного ускоряющего поля между сеткой и экраном происходит ин- тенсивная ударная ионизация атомов и моле- кул газа, что способствут резкому возраста- нию тока в цепи экрана (второй участок на рис. 4). По описанию выше причинам при низких давлениях переход от участка с мень- шим наклоном может и не наблюдаться, по- скольку интенсивная ионизация наступает уже и при незначительных напряжениях (см. кривые 1, 2 рис. 4). Дальнейший ход кривых i2(i1) характеризуется тенденцией к насыще- нию тока i2, что говорит о возрастающей роли при электродного отрицательного объемного заряда. Это можно лишний раз подтвердить сравнением кривых i2(i1) (рис. 7, 11), получен- ных для U2 = 300 В и р =15 мм.рт.ст. В первом Рис. 9. ВАХ в импульсном режиме τимп = 2,75⋅10–3 сек: 1 – U = 600 B, i1 = 60 мA; 2 – U = 800 B, i1 = 93 мA; 3 – U = 1000 B, i1 = 145 мA. Ш.С. КАСЫМОВ, Л.Г. ПАРИЦКИЙ, З. ХАЙДАРОВ, В.О. ХОМИДОВ, С.М. ОТАЖОНОВ 220 случае ток в цепи ФП изменялся изменением напряжения U1, и за счет частичной компен- сации объемного заряда потенциалом анода нарастание тока 2i замедляется при больших i1. Во втором случае при постоянном U1 ток i2 регулируется изменением освещения ФП, тем самым объемный заряд приэлектродного пространства все время увеличивается с ростом i1, и на графике мы наблюдаем ранний изгиб характеристики i2(i1) и уменьшение тока в цепи экрана. Наиболее полную информацию об элект- рических свойствах газоразрядных проме- жутков дает семейство зависимостей коэффи- циента токового усиления K = i2/i1 от тока в цепи ФП. На рис. 11 показаны эти характеристики, снятые при характеристики, снятые при фик- сированном давлении газа и разных значе- ниях напряжения U2. Максимальный коэф- фициент усиления достигается при малых значениях тока и больших значениях напря- жения i1. При незначительных напряжениях U2 (кривые 1, 2) вид кривых указывает о воз- растающей роли приэлектродного отрица- тельного объемного заряда на интенсивность проникновения электронов из-за сеточного пространства, при этом назначительная удар- ная ионизация во втором разрядном проме- жутке (на наличие ионизация указывает сме- щение кривых при увеличении U2) не в сос- тоянии исказить распределение потенциала на этом участке. Поэтому при больших i1 ток экрана определяется только инжекционными свойствами первого разрядного промежутка, имеющего прозрачный электрод, что харак- теризуется пропорциональным ростом тока , т.е. постоянством коэффициента усиления при токах i2 ≥ 0,5 мА. При дальнейшем уве- личении напряжения U2 (см. кривые 4, 5) на- блюдаем монотонное убывание коэффици- ента усиления; при этом разряд характери- зуется интенсивным размножением носите- лей тока, и поскольку скорости дрейфа элект- ронов и положительных ионов сильно отли- чаются, то вблизи сетки (катода) положите- льные ионы образуют пространственный по- ложительный заряд, который по мере увели- чения приэлектродного отрицательного объемного заряда компенсирует поток мало- энергичных электронов из первого разряд- ного промежутка. Кроме того, при образо- вании положительного внеэлктродного про- странственного заряда процессы ударной ионизации и возбуждения нейтральных атомов становятся менее эффектными. Выше- указанными причинами и объясняется более медленный, по сравнению с током ФП, рост тока i2. В процессе опытов мы наблюдали неко- торую особенность работы системы, которая является, на наш взгляд, важным обстоятельс- твом работоспособность ионизационной сис- темы с токовым усилением в газовом разряде. При напряжении U2 ≥ 300 снятие входного сигнала (света) или напряжения между ФП и сеткой приводит к неустойчивости токового состояния между сеткой и экраном, которая характеризовалась образованием шнуров, на- Рис. 11. i2(i1) – характеристики. (i1 – является функцией выходного освещения). Рис. 10. Принципиальная схема ионизационной систе- мы с токовым усилением для исследования импульс- ного режима, L – осциллограф, Rб – балластное со- противление. О ВОЗМОЖНОСТИ УСИЛЕНИЯ ФОТОТОКА ПЛАЗМЫ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ... ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 3, vol. 8, No. 3 ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 3, vol. 8, No. 3 221 блюдаемых визуально на люминисцентном экране. А ВАХ приобретает характерный для газового разряда между металлическими электродами S-образный участок. Таким образом, мы имеем случай, когда га- зовый разряд между ФП и прозрачным для зарядов (электронов) электродом управляет разрядом во внеэлектродном пространстве, заключенном между сеткой и вторым элект- родом (экраном), и подавляет нежелательную для работы системы неустойчивость токового состояния. На наш взгляд, поток электродов из первого разрядного промежутка нейтрали- зует вблизи катода положительный простран- ственный заряд, следствием которого явля- ется однородное распределение потенциала по длине разрядного промежутка, что пре- пятствует в рассматриваемом диапазоне на- пряжения U2 развитию самостоятельного га- зового разряда. Таким образом, в первом приближении в данном случае мы можем говорить о несамо- стоятельном газовом разряде, который при выключении мощного внешнего ионизатора может перейти в самостоятельный. ЛИТЕРАТУРА 1. Касымов Ш.С., Парицкий Л.Г., Рывкин С.М. //ФТП. – 1974. – T. 8. – С. 819. 2. Астров А.Ю., Касымов Ш.С., Парицкий Л.Г. //ФТП. – 1975. – Т. 9. – С. 1844. 3. Астров А.Ю., Касымов Ш.С., Парицкий Л.Г., Рывкин С.М.//ФТП. – 1975. – Т. 9. – С. 1844. 4. Парицкий Л.Г., Касымов Ш.С.//Авторское свидетельство № 497899, 1975. Ш.С. КАСЫМОВ, Л.Г. ПАРИЦКИЙ, З. ХАЙДАРОВ, В.О. ХОМИДОВ, С.М. ОТАЖОНОВ

О возможности усиления фототока плазмы газового разряда в преобразователях изображений ионизационного типа

Репозитарії

Схожі ресурси