Microchannel plate detector
একটি মাইক্রো চ্যানেল প্লেট (এমসিপি) একক কণা (ইলেকট্রন, আয়ন এবং নিউট্রন) এবং ফোটন (অতিবেগুনী বিকিরণ এবং এক্স-রে) সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। এটি একটি ইলেক্ট্রন গুণকের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, কারণ উভয়ই গৌণ নির্গমনের মাধ্যমে ইলেকট্রনের গুণ দ্বারা একক কণা বা ফোটনকে তীব্র করে। যেহেতু একটি মাইক্রো চ্যানেল প্লেট ডিটেক্টরের অনেকগুলি পৃথক চ্যানেল থাকে, এটি স্থানিক রেজোলিউশন প্রদান করতে পারে। মৌলিক নকশা একটি মাইক্রো চ্যানেল প্লেট হল প্রতিরোধমূলক উপাদান (প্রায়শই কাচ) থেকে তৈরি একটি স্ল্যাব যা 0.5 থেকে 2 মিমি পুরু এবং নিয়মিত ছোট ছোট টিউব (মাইক্রো চ্যানেল) দিয়ে তৈরি যা এক মুখ থেকে অন্য দিকে যায়। মাইক্রো-চ্যানেলগুলি সাধারণত 5-20 মাইক্রোমিটার ব্যাসের হয়, একে অপরের সমান্তরালে থাকে এবং পৃষ্ঠের একটি ছোট কোণে প্লেটটিতে প্রবেশ করে (স্বাভাবিক থেকে 8-13 °)। প্লেটগুলি প্রায়শই গোলাকার ডিস্ক হয়, তবে 10 মিমি থেকে 200 মিমি পর্যন্ত যে কোনও আকারে কাটা যেতে পারে। এগুলি বাঁকাও হতে পারে। অপারেটিং মোড অ-আপেক্ষিক শক্তিতে, একক কণা সাধারণত তাদের সরাসরি সনাক্তকরণ সক্ষম করতে খুব ছোট প্রভাব তৈরি করে। মাইক্রোক্যানেল প্লেট একটি কণা পরিবর্ধক হিসাবে কাজ করে, একটি একক প্রভাবক কণাকে ইলেকট্রনের মেঘে পরিণত করে। এমসিপি জুড়ে একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করে, প্রতিটি পৃথক মাইক্রো চ্যানেল একটি অবিচ্ছিন্ন-ডাইনোড ইলেক্ট্রন গুণক হয়ে ওঠে। একটি কণা বা ফোটন যা একটি ছোট ছিদ্রের মাধ্যমে একটি চ্যানেলে প্রবেশ করে তা চ্যানেলের দেয়ালে আঘাত করার নিশ্চয়তা দেয়, কারণ চ্যানেলটি প্লেটের কোণে থাকে। প্রভাবটি ইলেকট্রনগুলির একটি ক্যাসকেড শুরু করে যা চ্যানেলের মাধ্যমে প্রচারিত হয়, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি এবং মাইক্রো চ্যানেল প্লেটের জ্যামিতির উপর নির্ভর করে মূল সংকেতটিকে মাত্রার বিভিন্ন ক্রম দ্বারা প্রশস্ত করে। ক্যাসকেডের পরে, মাইক্রো চ্যানেলটি অন্য সংকেত সনাক্ত করার আগে পুনরুদ্ধার করতে (বা রিচার্জ করতে) সময় নেয়। ইলেকট্রনগুলি প্লেটের বিপরীত দিকের চ্যানেলগুলি থেকে বেরিয়ে আসে, যেখানে সেগুলি একটি অ্যানোডে সংগ্রহ করা হয়। কিছু অ্যানোড স্থানগতভাবে দ্রবীভূত আয়ন সংগ্রহের অনুমতি দেওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যা প্লেটে ঘটে যাওয়া কণা বা ফোটনের একটি চিত্র তৈরি করে। যদিও অনেক ক্ষেত্রে সংগ্রহকারী অ্যানোড সনাক্তকারী উপাদান হিসাবে কাজ করে, এমসিপি নিজেই একটি আবিষ্কারক হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে। ইলেক্ট্রন ক্যাসকেড দ্বারা উত্পাদিত প্লেটের নিষ্কাশন এবং রিচার্জিং, প্লেটে প্রয়োগ করা উচ্চ ভোল্টেজ থেকে বিচ্ছিন্ন করা যেতে পারে এবং পরিমাপ করা যেতে পারে, সরাসরি একটি একক কণা বা ফোটনের সাথে সম্পর্কিত একটি সংকেত তৈরি করতে। একটি এম. সি. পি-র লাভ খুব কোলাহলপূর্ণ, যার অর্থ হল যে পরপর সনাক্ত করা দুটি অভিন্ন কণা প্রায়শই বুনোভাবে ভিন্ন সংকেত মাত্রা তৈরি করে। সর্বোচ্চ উচ্চতার তারতম্যের ফলে সৃষ্ট সাময়িক ঝাঁকুনি একটি ধ্রুবক ভগ্নাংশ বৈষম্যকারী ব্যবহার করে অপসারণ করা যেতে পারে। এইভাবে নিযুক্ত, এমসিপিগুলি উচ্চ রেজোলিউশনের সাথে কণার আগমনের সময় পরিমাপ করতে সক্ষম, যা তাদের ভর স্পেকট্রোমিটারের জন্য আদর্শ আবিষ্কারক করে তোলে। শেভরন এমসিপি বেশিরভাগ আধুনিক এমসিপি ডিটেক্টরগুলি কোণযুক্ত চ্যানেল সহ দুটি মাইক্রো চ্যানেল প্লেট নিয়ে গঠিত, যা একে অপরের থেকে 180 ডিগ্রি ঘোরানো-একটি অগভীর শেভরন (ভি-এর মতো) আকৃতি তৈরি করে। একটি শেভরন এমসিপিতে, প্রথম প্লেট থেকে বেরিয়ে আসা ইলেকট্রনগুলি পরবর্তী প্লেটে ক্যাসকেড শুরু করে। চ্যানেলগুলির মধ্যে কোণটি যন্ত্রে আয়ন প্রতিক্রিয়া হ্রাস করে, পাশাপাশি একটি সরল চ্যানেল এম. সি. পি-র তুলনায় প্রদত্ত ভোল্টেজে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি লাভ তৈরি করে। দুটি এমসিপি হয় স্থানিক রেজোলিউশন সংরক্ষণের জন্য একসাথে চাপ দেওয়া যেতে পারে, অথবা একাধিক চ্যানেলে চার্জ ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য তাদের মধ্যে একটি ছোট ব্যবধান থাকতে পারে, যা লাভকে আরও বাড়িয়ে তোলে। জেড স্ট্যাক এমসিপি এটি তিনটি মাইক্রো চ্যানেল প্লেটের একটি সমাবেশ যার চ্যানেলগুলি জেড আকারে সারিবদ্ধ। একক এমসিপিগুলির 10,000 (40 ডিবি) পর্যন্ত লাভ হতে পারে তবে এই ব্যবস্থাটি 10 মিলিয়ন (70 ডিবি) এরও বেশি লাভ প্রদান করতে পারে। একটি বাহ্যিক ভোল্টেজ বিভাজক ত্বরণ আলোকবিজ্ঞান (ইলেক্ট্রন সনাক্তকরণের জন্য), প্রতিটি এম. সি. পি, এম. সি. পি-র মধ্যে ব্যবধান, শেষ এম. সি. পি-র পিছনের দিক এবং সংগ্রাহক (অ্যানোড)-এ 100 ভোল্ট প্রয়োগ করতে ব্যবহৃত হয়। শেষ ভোল্টেজটি ইলেকট্রনগুলির উড্ডয়নের সময় এবং এইভাবে, পালস-প্রস্থ নির্ধারণ করে। উচ্চ ক্ষেত্রের শক্তি এড়ানোর জন্য আনোডটি 0.8 মিমি পুরু প্লেট যার প্রান্ত 0.2 মিমি ব্যাসার্ধের। এটি এম. সি. পি-র সক্রিয় এলাকা ঢেকে রাখার জন্য যথেষ্ট বড়, কারণ শেষ এম. সি. পি-র পিছনের দিক এবং অ্যানোড একসাথে 2 মিমি পৃথকীকরণ সহ একটি ক্যাপাসিটর হিসাবে কাজ করে-এবং বড় ক্যাপাসিট্যান্স সংকেতকে ধীর করে দেয়। এম. সি. পি-তে ধনাত্মক আধান পিছনের দিকের ধাতুকরণে ধনাত্মক আধানকে প্রভাবিত করে। একটি ফাঁপা টরাস আনোড প্লেটের প্রান্তের চারপাশে এটি পরিচালনা করে। টরাস হল নিম্ন ধারণক্ষমতা এবং সংক্ষিপ্ত পথের মধ্যে সর্বোত্তম আপস এবং অনুরূপ কারণে, সাধারণত এই অঞ্চলে কোনও অস্তরক (মার্কর) স্থাপন করা হয় না। টরাস 90° ঘোরার পর একটি বড় সমাক্ষ তরঙ্গ নির্দেশক সংযুক্ত করা সম্ভব। একটি টেপার ব্যাসার্ধ হ্রাস করার অনুমতি দেয় যাতে একটি এস. এম. এ সংযোগকারী ব্যবহার করা যায়। স্থান বাঁচাতে এবং প্রতিবন্ধকতা ম্যাচটিকে কম গুরুত্বপূর্ণ করে তুলতে, টেপারটি প্রায়শই অ্যানোড প্লেটের পিছনের দিকে একটি ছোট 45° শঙ্কুতে হ্রাস করা হয়। শেষ এমসিপি এবং অ্যানোডের পিছনের দিকের সাধারণ 500 ভোল্ট সরাসরি প্রিঅ্যাম্প্লিফায়ারে দেওয়া যায় না; অভ্যন্তরীণ বা বাইরের কন্ডাক্টরের একটি ডিসি ব্লক, অর্থাৎ একটি ক্যাপাসিটর প্রয়োজন। প্রায়শই এটি এমসিপি-অ্যানোড ক্যাপাসিট্যান্সের তুলনায় শুধুমাত্র 10-গুণ ক্যাপাসিট্যান্সের জন্য বেছে নেওয়া হয় এবং একটি প্লেট ক্যাপাসিটার হিসাবে প্রয়োগ করা হয়। গোলাকার, বৈদ্যুতিন-পালিশ ধাতু প্লেট এবং অতি উচ্চ ভ্যাকুয়াম একটি অস্তরক ছাড়াই খুব উচ্চ ক্ষেত্রের শক্তি এবং উচ্চ ধারণক্ষমতার অনুমতি দেয়। কেন্দ্র পরিবাহীর জন্য বায়াস ওয়েভগাইডের মাধ্যমে ঝুলন্ত প্রতিরোধকগুলির মাধ্যমে প্রয়োগ করা হয় (বায়াস টি দেখুন)। যদি ডিসি ব্লকটি বাইরের পরিবাহীতে ব্যবহার করা হয়, তবে এটি বিদ্যুৎ সরবরাহে বৃহত্তর ক্যাপাসিটরের সমান্তরালে সারিবদ্ধ করা হয়। ভাল স্ক্রিনিং ধরে নিলে, একমাত্র শব্দটি রৈখিক শক্তি নিয়ন্ত্রক থেকে বর্তমান শব্দের কারণে হয়। যেহেতু এই অ্যাপ্লিকেশনটিতে বিদ্যুৎ কম থাকে এবং বড় ক্যাপাসিটরের জন্য জায়গা পাওয়া যায়, এবং যেহেতু ডিসি-ব্লক ক্যাপাসিটর দ্রুত, তাই খুব কম ভোল্টেজ শব্দ হওয়া সম্ভব, যাতে দুর্বল এমসিপি সংকেতও সনাক্ত করা যায়। কখনও কখনও প্রিঅ্যাম্প্লিফায়ার একটি সম্ভাব্যতায় (স্থলভাগের বাইরে) থাকে এবং একটি লো-পাওয়ার আইসোলেশন ট্রান্সফরমারের মাধ্যমে তার শক্তি পায় এবং অপটিক্যালি তার সংকেত প্রকাশ করে। একটি এম. সি. পি-র লাভ খুব কোলাহলপূর্ণ, বিশেষ করে একক কণার ক্ষেত্রে। দুটি পুরু এমসিপি (> 1 মিমি) এবং ছোট চ্যানেলের (<10 মাইক্রোমিটার) সঙ্গে, স্যাচুরেশন ঘটে, বিশেষ করে চ্যানেলের প্রান্তে অনেক ইলেক্ট্রন গুণন হওয়ার পরে। নিম্নলিখিত সেমিকন্ডাক্টর এম্প্লিফায়ার চেইনের শেষ পর্যায়গুলিও স্যাচুরেশনে যায়। বিভিন্ন দৈর্ঘ্যের একটি স্পন্দন, কিন্তু স্থিতিশীল উচ্চতা এবং একটি নিম্ন ঝাঁকুনির অগ্রভাগ ডিজিটাল কনভার্টারে পাঠানো হয়। একটি ধ্রুবক ভগ্নাংশ বৈষম্যকারীর মাধ্যমে উত্তেজনা আরও হ্রাস করা যেতে পারে। এর মানে হল যে এমসিপি এবং প্রিঅ্যাম্প্লিফায়ার রৈখিক অঞ্চলে ব্যবহৃত হয় (স্থান আধান নগণ্য) এবং পালস আকৃতি একটি একক কণা থেকে পরিবর্তনশীল উচ্চতা কিন্তু স্থির আকৃতি সহ একটি আবেগ প্রতিক্রিয়ার কারণে বলে মনে করা হয়। যেহেতু এম. সি. পি-গুলির একটি নির্দিষ্ট চার্জ রয়েছে যা তারা তাদের জীবনে বৃদ্ধি করতে পারে, বিশেষ করে দ্বিতীয় এম. সি. পি-র একটি আজীবন সমস্যা রয়েছে। অ্যানোডের পরে পাতলা এমসিপি, কম ভোল্টেজ এবং বৃহত্তর ভোল্টেজের পরিবর্তে আরও সংবেদনশীল এবং দ্রুত অর্ধপরিবাহী পরিবর্ধক ব্যবহার করা গুরুত্বপূর্ণ। (দেখুনঃ সেকেন্ডারি emission#Special পরিবর্ধনকারী টিউব,)। উচ্চ গণনা হার বা ধীর ডিটেক্টর (ফসফর স্ক্রিন বা বিচ্ছিন্ন ফটোমল্টিপ্লায়ার সহ এমসিপি) সহ, ডালগুলি ওভারল্যাপ করে। এই ক্ষেত্রে, একটি উচ্চ প্রতিবন্ধকতা (ধীর, কিন্তু কম গোলমাল) পরিবর্ধক এবং একটি এ. ডি. সি ব্যবহার করা হয়। যেহেতু এমসিপি থেকে আউটপুট সংকেত সাধারণত ছোট হয়, তাই তাপীয় শব্দের উপস্থিতি এমসিপি সংকেতের সময় কাঠামোর পরিমাপকে সীমাবদ্ধ করে। দ্রুত পরিবর্ধন পরিকল্পনার সাহায্যে, খুব কম সংকেত স্তরেও সংকেতের প্রশস্ততা সম্পর্কে মূল্যবান তথ্য পাওয়া সম্ভব, তবে ওয়াইডব্যান্ড সংকেতগুলির সময় কাঠামোর তথ্য নেই। বিলম্ব লাইন ডিটেক্টর একটি বিলম্ব লাইন ডিটেক্টরে শেষ এমসিপি এবং একটি গ্রিডের পিছনের দিকের মধ্যে ইলেকট্রনগুলি 500 ইভি-তে ত্বরান্বিত হয়। এরপরে তারা 5 মিমি পর্যন্ত উড়ে যায় এবং 2 মিমি এলাকা জুড়ে ছড়িয়ে পড়ে। একটি গ্রিড অনুসরণ করে। প্রতিটি উপাদানের ব্যাস 1 মিমি এবং এতে একটি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক লেন্স রয়েছে যা অ্যালুমিনিয়ামের একটি গ্রাউন্ডেড শীটের 30 মাইক্রোমিটার গর্তের মধ্য দিয়ে আগত ইলেকট্রনগুলিকে ফোকাস করে। এর পিছনে, একই আকারের একটি সিলিন্ডার অনুসরণ করে। ইলেকট্রন মেঘ সিলিন্ডারে প্রবেশ করার সময় একটি 300 পিএস ঋণাত্মক স্পন্দন এবং প্রস্থান করার সময় একটি ধনাত্মক স্পন্দন প্ররোচিত করে। এর পরে আরেকটি শীট, একটি দ্বিতীয় সিলিন্ডার অনুসরণ করে এবং একটি শেষ শীট অনুসরণ করে। কার্যকরীভাবে সিলিন্ডারগুলি একটি স্ট্রিপলাইনের কেন্দ্র-পরিবাহীতে সংযুক্ত করা হয়। শীটগুলি একই স্তরে স্তর এবং সংলগ্ন রেখার মধ্যে ক্রস টককে কমিয়ে দেয়, যা সংকেত ছড়িয়ে দেওয়া এবং বাজানোর দিকে পরিচালিত করে। এই স্ট্রাইপলাইনগুলি অ্যানোড জুড়ে সমস্ত সিলিন্ডারগুলিকে সংযুক্ত করতে, প্রতিটি সিলিন্ডারকে 50 ω প্রতিবন্ধকতা প্রদান করতে এবং অবস্থান নির্ভর বিলম্ব তৈরি করতে ঘুরে বেড়ায়। যেহেতু স্ট্রিপলাইনের মোড়গুলি সংকেতের গুণমানকে বিরূপভাবে প্রভাবিত করে তাদের সংখ্যা সীমিত এবং উচ্চতর রেজোলিউশনের জন্য একাধিক স্বাধীন স্ট্রিপলাইনের প্রয়োজন হয়। উভয় প্রান্তে মিন্ডারগুলি ডিটেক্টর ইলেকট্রনিক্সের সাথে সংযুক্ত। এই ইলেকট্রনিক্সগুলি পরিমাপ করা বিলম্বকে এক্স-(প্রথম স্তর) এবং ওয়াই-স্থানাঙ্কে (দ্বিতীয় স্তর) রূপান্তরিত করে। কখনও কখনও একটি ষড়ভুজাকার গ্রিড এবং 3টি স্থানাঙ্ক ব্যবহার করা হয়। এই অপ্রয়োজনীয়তা সর্বাধিক ভ্রমণ দূরত্ব এবং এইভাবে সর্বাধিক বিলম্ব হ্রাস করে ডেড স্পেস-টাইমকে হ্রাস করে, যা দ্রুত পরিমাপের অনুমতি দেয়। মাইক্রো চ্যানেল প্লেট ডিটেক্টরটি অবশ্যই প্রায় 60 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে কাজ করবে না, অন্যথায় এটি দ্রুত অবনমিত হবে, ভোল্টেজ ছাড়া বেকআউটের কোনও প্রভাব নেই। ব্যবহারের উদাহরণ মাইক্রো-চ্যানেল প্লেটের ভর-বাজার প্রয়োগ নাইট ভিশন গগলের ইমেজ ইন্টেন্সিফায়ার টিউবগুলিতে হয়, যা মানুষের চোখে অন্ধকার পরিবেশকে দৃশ্যমান করার জন্য দৃশ্যমান এবং অদৃশ্য আলোকে প্রশস্ত করে। একটি এনালগ অসিলোস্কোপের (টেকট্রোনিক্স 7104) জন্য একটি 1 গিগাহার্টজ রিয়েল-টাইম ডিসপ্লে সিআরটি চিত্রটিকে তীব্র করার জন্য ফসফর স্ক্রিনের পিছনে রাখা একটি মাইক্রো চ্যানেল প্লেট ব্যবহার করে। প্লেট ছাড়া, ইলেক্ট্রন-অপটিক্যাল ডিজাইনের কারণে চিত্রটি অত্যধিক ম্লান হয়ে যেত। এমসিপি ডিটেক্টরগুলি প্রায়শই শারীরিক গবেষণার জন্য যন্ত্রপাতিতে নিযুক্ত করা হয় এবং এগুলি ইলেক্ট্রন এবং ভর স্পেকট্রোমিটারের মতো যন্ত্রগুলিতে পাওয়া যায়। আরও দেখুন পার্টিকল ডিটেক্টর ফটোডিটেক্টর নাইট ভিশন ডিভাইস ইমেজ ইন্টেন্সিফায়ার ন্যানো চ্যানেল কাচের উপকরণ রেফারেন্স গ্রন্থপঞ্জি বহিরাগত লিঙ্ক মাইক্রো চ্যানেল প্লেট অপারেশন নাসার নীতিগুলি কল্পনা করুন মহাবিশ্বের ভর বর্ণালী চিত্র সেন্সর ল্যাবরেটরি সরঞ্জাম অপটিক্যাল ডিভাইস ফটোডিটেক্টর শারীরিক রসায়ন