Channeltron

Un Channeltron, quelquefois nommé en anglais Channel PhotoMultiplier est une sorte de photomultiplicateur. Comparé aux photomultiplicateurs à dynodes discrètes, il est plus simple à alimenter et plus compact.



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Détecteur de particules - Capteur - Composant électronique - Tube électronique - Composant actif

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  • Cross-section of encapsulated channel electron photo - multiplier (CPM) with main components and...... [4] CHANNELTRONs Electron Multiplier, Handbook for... (source : psec.uchicago)

Un Channeltron, quelquefois nommé en anglais Channel PhotoMultiplier (CPM) est une sorte de photomultiplicateur (PM). Comparé aux photomultiplicateurs à dynodes discrètes, il est plus simple à alimenter et plus compact.

Fonctionnement général

Le CPM


Le fonctionnement du CPM est comparable à celui du photomultiplicateur.

Il convertit un très faible niveau de lumière en photo-électrons par l'intermédiaire d'une photo-cathode semi-transparente. Elle est déposée à la surface de la fenêtre d'entrée.

Quand les photo-électrons traversent la zone entre la cathode et l'anode, ils sont guidés et accélérés pour entrer dans le canal. Ce canal est incurvé pour que les photo-électrons frappent les parois de telle sorte qu'ils émettent un électron semblable (on considère généralement ce canal comme une dynode continue). Cet événement se répète de nombreuses fois et ainsi on peut obtenir une augmentcation allant jusqu'à 108.

Le matériau déposé sur les parois du canal augmente cet effet.

Plus en détail

Représentation schématique du CPM en interne : * Faceplate : Surface de protection qui sélectionne aussi l'ou les longueurs d'ondes augmentées * Metal-Sealing : Ce métal sert à polariser la photo-cathode afin d'accélérer les électrons au sein de la cavité * Photo-Cathode : Convertit les photons en électrons, elle est aussi adaptée aux longueurs d'ondes étudiées * Encapsulation : Résine qui fige le photomultiplicateur dans son tube * Channel : Canal incurvé qui multiplie les électrons selon le potentiel à ses limites * Anode : Elle capte les électrons et transmet les valeurs mesurées


Il fonctionne sur le même principe d'augmentcation par émission secondaire d'électrons.


Quand un photoélectron percute la photocathode à l'entrée du CPM, il lui arrache un électron par effet photoélectrique. Cet électron sous l'effet du champ électrique généré par l'alimentation, va être accéléré et va entrer en collision avec les parois du CPM. L'énergie lors de cette collision est telle qu'un ou plusieurs électrons semblables sont générés. Ce phénomène est comparable à l'effet photoélectrique mais avec des électrons comme particules incidentes.


Chaque électron ricoche plusieurs fois sur la paroi de façon qu'à la sortie du CPM on peut avoir une augmentcation de l'énergie de l'ordre de 108. Il a en moyenne un temps de réponse de 3 ns pour un gain typique de 106 avec un courant d'obscurité de 60 pA typiquement sachant qu'il fluctue selon le gain et des longueurs d'ondes étudiées.

La mise en œuvre

Schéma de l'alimentation du CPM

L'alimentation du Channeltron se différencie du PM à dynodes discrètes car même si les tensions demandées sont toujours importantes, le Channeltron s'alimente en 2 points uniquement (+ et -).


Descriptif :

Il faut appliquer au photomultiplicateur une différence de polarisation entre la photo-cathode et le début du canal de 100 V typiquement.

Il faut aussi qu'il y ait une différence de tension entre la photo-cathode et l'anode comprise entre 1000 et 3000 V.

(C'est en faisant fluctuer cette dernière tension qu'on fait fluctuer l'augmentcation, plus la tension est importante, plus l'augmentcation l'est ).

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