Microchannel plate detector
ஒற்றைத் துகள்கள் (எலக்ட்ரான்கள், அயனிகள் மற்றும் நியூட்ரான்கள்) மற்றும் ஃபோட்டான்கள் (புற ஊதா கதிர்வீச்சு மற்றும் எக்ஸ்-கதிர்கள்) ஆகியவற்றைக் கண்டறிய மைக்ரோசேனல் பிளேட் (எம். சி. பி) பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது ஒரு எலக்ட்ரான் பெருக்கியுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது, ஏனெனில் இரண்டும் இரண்டாம் நிலை உமிழ்வு வழியாக எலக்ட்ரான்களின் பெருக்கத்தால் ஒற்றை துகள்கள் அல்லது ஃபோட்டான்களை தீவிரப்படுத்துகின்றன. ஒரு மைக்ரோசேனல் பிளேட் டிடெக்டருக்கு பல தனித்தனி சேனல்கள் இருப்பதால், அது இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனை வழங்க முடியும். அடிப்படை வடிவமைப்பு ஒரு மைக்ரோசேனல் தட்டு என்பது ஒரு முகத்திலிருந்து மற்றொன்றுக்குச் செல்லும் சிறிய குழாய்களின் (மைக்ரோசேனல்கள்) வழக்கமான வரிசையுடன் எதிர்ப்பு பொருள் (பெரும்பாலும் கண்ணாடி) 0.5 முதல் 2 மிமீ தடிமன் கொண்ட ஒரு ஸ்லாப் ஆகும். மைக்ரோ சேனல்கள் பொதுவாக 5-20 மைக்ரோமீட்டர்கள் விட்டம் கொண்டவை, ஒருவருக்கொருவர் இணையாக இருக்கும் மற்றும் மேற்பரப்பில் ஒரு சிறிய கோணத்தில் தட்டில் நுழையும் (இயல்பிலிருந்து 8-13 °). தட்டுகள் பெரும்பாலும் வட்ட வட்டங்கள், ஆனால் 10 மிமீ முதல் 200 மிமீ வரை எந்த வடிவத்திலும் வெட்டப்படலாம். அவை வளைந்ததாகவும் இருக்கலாம். இயக்க முறை சார்பற்ற ஆற்றல்களில், ஒற்றைத் துகள்கள் பொதுவாக அவற்றின் நேரடி கண்டறிதலை செயல்படுத்த மிகவும் சிறிய விளைவுகளை உருவாக்குகின்றன. மைக்ரோசேனல் பிளேட் ஒரு துகள் பெருக்கியாக செயல்படுகிறது, இது ஒரு ஒற்றை துகள்களை எலக்ட்ரான்களின் மேகமாக மாற்றுகிறது. எம். சி. பி முழுவதும் ஒரு வலுவான மின்சார புலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஒவ்வொரு தனிப்பட்ட மைக்ரோ சேனலும் ஒரு தொடர்ச்சியான டைனோட் எலக்ட்ரான் பெருக்கியாக மாறுகிறது. ஒரு சிறிய துளை வழியாக கால்வாய்களில் ஒன்றிற்குள் நுழையும் ஒரு துகள் அல்லது ஃபோட்டான், கால்வாய் தட்டுக்கு ஒரு கோணத்தில் இருப்பதால், கால்வாயின் சுவரைத் தாக்கும் என்பது உறுதி. இந்த தாக்கம் எலக்ட்ரான்களின் ஒரு அடுக்கைத் தொடங்குகிறது, இது கால்வாயின் வழியாக பரவுகிறது, மின்சார புலத்தின் வலிமை மற்றும் மைக்ரோசேனல் தகட்டின் வடிவவியலைப் பொறுத்து அசல் சமிக்ஞையை பல அளவிலான வரிசைகளால் பெருக்குகிறது. அடுக்குக்குப் பிறகு, மைக்ரோசேனல் மற்றொரு சமிக்ஞையைக் கண்டறிவதற்கு முன்பு மீட்க (அல்லது ரீசார்ஜ்) நேரம் எடுக்கும். எலக்ட்ரான்கள் தட்டின் எதிர் பக்கத்தில் உள்ள சேனல்களிலிருந்து வெளியேறுகின்றன, அங்கு அவை ஒரு அனோடில் சேகரிக்கப்படுகின்றன. சில அனோட்கள் இடஞ்சார்ந்த தீர்க்கப்பட்ட அயனி சேகரிப்பை அனுமதிக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, இது தட்டில் உள்ள துகள்கள் அல்லது ஃபோட்டான்கள் சம்பவத்தின் படத்தை உருவாக்குகிறது. பல சந்தர்ப்பங்களில் சேகரிக்கும் அனோட் கண்டறிதல் உறுப்பாக செயல்படுகிறது என்றாலும், எம். சி. பி தன்னை ஒரு கண்டுபிடிப்பாளராகவும் பயன்படுத்தலாம். எலக்ட்ரான் அடுக்கால் உற்பத்தி செய்யப்படும் தட்டின் வெளியேற்றம் மற்றும் ரீசார்ஜிங், தட்டில் பயன்படுத்தப்படும் உயர் மின்னழுத்தத்திலிருந்து பிரிக்கப்பட்டு அளவிடப்படலாம், இது ஒரு துகள் அல்லது ஃபோட்டானுடன் தொடர்புடைய சமிக்ஞையை நேரடியாக உருவாக்குகிறது. ஒரு எம். சி. பி. யின் ஆதாயம் மிகவும் சத்தமாக இருக்கிறது, அதாவது அடுத்தடுத்து கண்டறியப்பட்ட இரண்டு ஒத்த துகள்கள் பெரும்பாலும் மிகவும் மாறுபட்ட சமிக்ஞை அளவை உருவாக்கும். உச்ச உயர மாறுபாட்டின் விளைவாக ஏற்படும் தற்காலிக கிளர்ச்சியை ஒரு நிலையான பின்ன பாகுபாடு வேறுபடுத்தியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அகற்றலாம். இவ்வாறு பயன்படுத்தப்படும், எம். சி. பி. க்கள் அதிக தெளிவுத்திறனுடன் துகள் வருகை நேரங்களை அளவிடும் திறன் கொண்டவை, அவை வெகுஜன நிறமாலை அளவீடுகளுக்கு சிறந்த கண்டறிதல்களை உருவாக்குகின்றன. செவ்ரான் எம். சி. பி பெரும்பாலான நவீன எம். சி. பி டிடெக்டர்கள் கோண சேனல்களுடன் இரண்டு மைக்ரோசேனல் தகடுகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை ஒன்றுக்கொன்று 180 டிகிரி சுழல்கின்றன-இது ஒரு ஆழமற்ற செவ்ரான் (வி போன்ற) வடிவத்தை உருவாக்குகிறது. ஒரு செவ்ரான் எம். சி. பி. யில், முதல் தட்டில் இருந்து வெளியேறும் எலக்ட்ரான்கள் அடுத்த தட்டில் அடுக்கைத் தொடங்குகின்றன. சேனல்களுக்கு இடையிலான கோணம் சாதனத்தில் உள்ள அயனி பின்னூட்டத்தைக் குறைக்கிறது, அதே போல் ஒரு நேரான சேனல் எம். சி. பியுடன் ஒப்பிடும்போது கொடுக்கப்பட்ட மின்னழுத்தத்தில் கணிசமாக அதிக ஆதாயத்தை உருவாக்குகிறது. இரண்டு எம். சி. பி. களும் இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனைப் பாதுகாக்க ஒன்றாக அழுத்தப்படலாம், அல்லது பல சேனல்களில் சார்ஜ் பரப்புவதற்கு அவற்றுக்கிடையே ஒரு சிறிய இடைவெளியைக் கொண்டிருக்கலாம், இது ஆதாயத்தை மேலும் அதிகரிக்கிறது. Z அடுக்கு எம். சி. பி இது Z வடிவத்தில் சீரமைக்கப்பட்ட சேனல்களுடன் மூன்று மைக்ரோசேனல் தகடுகளின் அசெம்பிளி ஆகும். ஒற்றை எம். சி. பி. க்கள் 10,000 (40dB) வரை ஆதாயத்தைக் கொண்டிருக்கலாம், ஆனால் இந்த அமைப்பு 10 மில்லியனுக்கும் (70dB) அதிகமான ஆதாயத்தை வழங்க முடியும். முடுக்கம் ஒளியியல் (எலக்ட்ரான் கண்டறிதலுக்காக), ஒவ்வொரு எம். சி. பி., எம். சி. பி. களுக்கு இடையிலான இடைவெளி, கடைசி எம். சி. பி. யின் பின்புறம் மற்றும் சேகரிப்பாளர் (அனோட்) ஆகியவற்றிற்கு 100 வோல்ட்களைப் பயன்படுத்த ஒரு வெளிப்புற மின்னழுத்தப் பிரிப்பான் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கடைசி மின்னழுத்தம் எலக்ட்ரான்களின் பறக்கும் நேரத்தையும், இந்த வழியில், துடிப்பு அகலத்தையும் தீர்மானிக்கிறது. அனோட் என்பது 0.40 மிமீ தடிமனான தட்டு ஆகும், இது அதிக புல பலத்தைத் தவிர்ப்பதற்காக 0.20 மிமீ ஆரம் கொண்ட விளிம்பைக் கொண்டுள்ளது. இது எம். சி. பி. யின் செயலில் உள்ள பகுதியை மறைக்கும் அளவுக்கு பெரியது, ஏனென்றால் கடைசி எம். சி. பி. யின் பின்புறமும் அனோடும் சேர்ந்து 2 மிமீ பிரிப்புடன் ஒரு மின்தேக்கியாக செயல்படுகின்றன-மேலும் பெரிய கொள்ளளவு சமிக்ஞையை குறைக்கிறது. எம். சி. பி. யில் உள்ள நேர்மறை மின்னூட்டம் பின்புற உலோகமயமாக்கலில் நேர்மறை மின்னூட்டம் பாதிக்கிறது. ஒரு வெற்று டோரஸ் இதை அனோட் தகட்டின் விளிம்பைச் சுற்றி நடத்துகிறது. ஒரு டோரஸ் என்பது குறைந்த கொள்ளளவு மற்றும் குறுகிய பாதைக்கு இடையிலான உகந்த சமரசமாகும், மேலும் இதே போன்ற காரணங்களுக்காக, பொதுவாக எந்த மின்கடத்தா (மார்கர்) இந்த பிராந்தியத்தில் வைக்கப்படுவதில்லை. டோரஸின் 90 டிகிரி திருப்பத்திற்குப் பிறகு ஒரு பெரிய கோஆக்சியல் அலை வழிகாட்டியை இணைக்க முடியும். ஒரு எஸ். எம். ஏ இணைப்பியைப் பயன்படுத்தக்கூடிய வகையில் ஆரத்தைக் குறைக்க ஒரு டேப்பர் அனுமதிக்கிறது. இடத்தைச் சேமிக்கவும், மின்மறுப்பு பொருத்தத்தை குறைவான முக்கியமானதாக மாற்றவும், டேப்பர் பெரும்பாலும் அனோட் பிளேட்டின் பின்புறத்தில் ஒரு சிறிய 45 டிகிரி கூம்பாகக் குறைக்கப்படுகிறது. கடைசி எம். சி. பி மற்றும் அனோடுக்கு இடையிலான வழக்கமான 500 வோல்ட்டுகளை நேரடியாக முன் பெருக்கிக்குள் செலுத்த முடியாது; உள் அல்லது வெளிப்புற கடத்திக்கு ஒரு டிசி பிளாக் தேவை, அதாவது ஒரு மின்தேக்கி. பெரும்பாலும் இது எம். சி. பி-அனோட் கொள்ளளவுடன் ஒப்பிடும்போது 10 மடங்கு கொள்ளளவை மட்டுமே கொண்டிருக்க தேர்வு செய்யப்படுகிறது, மேலும் இது ஒரு தட்டு மின்தேக்கியாக செயல்படுத்தப்படுகிறது. வட்டமான, மின்-மெருகூட்டப்பட்ட உலோகத் தகடுகள் மற்றும் அதி உயர் வெற்றிடம் ஆகியவை மின்கடத்தா இல்லாமல் மிக உயர்ந்த புல பலம் மற்றும் அதிக கொள்ளளவை அனுமதிக்கின்றன. மையக் கடத்திக்கான சார்பு அலை வழிகாட்டி வழியாக தொங்கும் மின்தடையங்கள் வழியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது (சார்பு டீ ஐப் பார்க்கவும்). டிசி பிளாக் வெளிப்புற கடத்தியில் பயன்படுத்தப்பட்டால், அது மின் விநியோகத்தில் உள்ள பெரிய மின்தேக்கியுடன் இணையாக சீரமைக்கப்படுகிறது. நல்ல திரையிடல் என்று கருதினால், நேரியல் சக்தி கட்டுப்பாட்டாளரிடமிருந்து வரும் மின்னோட்ட சத்தம் காரணமாக மட்டுமே சத்தம் ஏற்படுகிறது. இந்த பயன்பாட்டில் மின்னோட்டம் குறைவாக இருப்பதால், பெரிய மின்தேக்கிகளுக்கான இடம் கிடைக்கிறது, மேலும் டிசி-பிளாக் மின்தேக்கி வேகமாக இருப்பதால், மிகக் குறைந்த மின்னழுத்த சத்தத்தைக் கொண்டிருக்க முடியும், இதனால் பலவீனமான எம். சி. பி சமிக்ஞைகளையும் கூட கண்டறிய முடியும். சில நேரங்களில் முன் பெருக்கி ஒரு ஆற்றலில் (தரையில்) உள்ளது மற்றும் குறைந்த சக்தி தனிமைப்படுத்தப்பட்ட மின்மாற்றி மூலம் அதன் சக்தியைப் பெறுகிறது மற்றும் அதன் சமிக்ஞையை ஒளியியல் ரீதியாக வெளியிடுகிறது. ஒரு எம். சி. பி. யின் ஆதாயம் மிகவும் சத்தமாக இருக்கிறது, குறிப்பாக ஒற்றைத் துகள்களுக்கு. இரண்டு தடிமனான எம். சி. பி. க்கள் (> 1 மிமீ) மற்றும் சிறிய சேனல்களுடன் (<10 மைக்ரோமீட்டர்), செறிவு ஏற்படுகிறது, குறிப்பாக பல எலக்ட்ரான் பெருக்கங்கள் நடந்த பிறகு சேனல்களின் முனைகளில். பின்வரும் குறைக்கடத்தி பெருக்கி சங்கிலியின் கடைசி நிலைகளும் செறிவூட்டலுக்குள் செல்கின்றன. மாறுபட்ட நீளம், ஆனால் நிலையான உயரம் மற்றும் குறைந்த கிளர்ச்சி முன்னணி விளிம்பு ஆகியவற்றின் துடிப்பு டிஜிட்டல் மாற்றிக்கு நேரத்திற்கு அனுப்பப்படுகிறது. ஒரு நிலையான பின்ன பாகுபாடு மூலம் பதற்றத்தை மேலும் குறைக்கலாம். அதாவது எம். சி. பி மற்றும் முன் பெருக்கி ஆகியவை நேரியல் பகுதியில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன (விண்வெளி சார்ஜ் மிகக் குறைவு) மற்றும் துடிப்பு வடிவம் ஒரு ஒற்றை துகளிலிருந்து மாறுபட்ட உயரம் ஆனால் நிலையான வடிவத்துடன் ஒரு உந்துவிசை பதில் காரணமாக கருதப்படுகிறது. எம். சி. பி. க்கள் தங்கள் வாழ்நாளில் அதிகரிக்கக்கூடிய ஒரு நிலையான கட்டணத்தைக் கொண்டிருப்பதால், குறிப்பாக இரண்டாவது எம். சி. பி. க்கு வாழ்நாள் பிரச்சினை உள்ளது. அனோடுக்குப் பிறகு மெல்லிய எம். சி. பி. க்கள், குறைந்த மின்னழுத்தம் மற்றும் அதிக மின்னழுத்தத்திற்கு பதிலாக, அதிக உணர்திறன் மற்றும் வேகமான குறைக்கடத்தி பெருக்கிகளைப் பயன்படுத்துவது முக்கியம். (பார்க்கஃ இரண்டாம் நிலை emission#Special பெருக்கும் குழாய்கள்,). அதிக எண்ணிக்கை விகிதங்கள் அல்லது மெதுவான கண்டறிதல்கள் (பாஸ்பர் திரை அல்லது தனித்த ஒளி பெருக்கிகளுடன் கூடிய எம். சி. பி. க்கள்), துடிப்புகள் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைகின்றன. இந்த வழக்கில், ஒரு உயர் மின்மறுப்பு (மெதுவான, ஆனால் குறைவான சத்தம்) பெருக்கி மற்றும் ஒரு ஏடிசி பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எம். சி. பி. யின் வெளியீட்டு சமிக்ஞை பொதுவாக சிறியதாக இருப்பதால், வெப்ப சத்தம் இருப்பது எம். சி. பி சமிக்ஞையின் நேர கட்டமைப்பின் அளவீட்டைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. இருப்பினும், வேகமான பெருக்க திட்டங்களுடன், மிகக் குறைந்த சமிக்ஞை நிலைகளில் கூட சமிக்ஞை வீச்சு குறித்த மதிப்புமிக்க தகவல்களைப் பெற முடியும், ஆனால் அகலப்பட்டை சமிக்ஞைகளின் நேர அமைப்புத் தகவல்கள் இல்லை. தாமதக் கோடு கண்டறிதலில் எலக்ட்ரான்கள் கடைசி எம். சி. பி மற்றும் ஒரு கட்டத்தின் பின்புறத்திற்கு இடையில் 500 ஈ. வி. க்கு துரிதப்படுத்தப்படுகின்றன. பின்னர் அவை 5 மிமீ வரை பறந்து 2 மிமீ பரப்பளவில் சிதறடிக்கப்படுகின்றன. ஒரு கட்டம் பின்தொடர்கிறது. ஒவ்வொரு உறுப்பும் 1 மிமீ விட்டம் கொண்டது மற்றும் தரையிறக்கப்பட்ட அலுமினியத் தாளின் 30 மைக்ரோமீட்டர் துளை வழியாக வரும் எலக்ட்ரான்களை மையமாகக் கொண்ட ஒரு நிலைமின்னியல் லென்ஸைக் கொண்டுள்ளது. அதன் பின்னால், அதே அளவிலான ஒரு உருளை பின்தொடர்கிறது. எலக்ட்ரான் மேகம் சிலிண்டருக்குள் நுழையும் போது 300 ps எதிர்மறை துடிப்பையும், வெளியேறும் போது நேர்மறையையும் தூண்டுகிறது. அதன்பிறகு மற்றொரு தாள், இரண்டாவது சிலிண்டர் பின்தொடர்கிறது, கடைசி தாள் பின்தொடர்கிறது. திறம்பட சிலிண்டர்கள் ஒரு ஸ்ட்ரைப்லைனின் சென்டர் கண்டக்டரில் இணைக்கப்படுகின்றன. ஒரே அடுக்கில் உள்ள அடுக்குகள் மற்றும் அருகிலுள்ள கோடுகளுக்கு இடையிலான குறுக்கு பேச்சை தாள்கள் குறைக்கின்றன, இது சமிக்ஞை சிதறல் மற்றும் ஒலிப்பதற்கு வழிவகுக்கும். இந்த கோடுகள் அனைத்து சிலிண்டர்களையும் இணைக்கவும், ஒவ்வொரு சிலிண்டருக்கும் 50 ω மின்மறுப்பை வழங்கவும், நிலை சார்ந்த தாமதத்தை உருவாக்கவும் அனோட் முழுவதும் சுழல்கின்றன. ஸ்ட்ரைப்லைனில் உள்ள திருப்பங்கள் சமிக்ஞையின் தரத்தை மோசமாக பாதிக்கும் என்பதால் அவற்றின் எண்ணிக்கை குறைவாக உள்ளது மற்றும் அதிக தெளிவுத்திறன்களுக்கு பல சுயாதீன ஸ்ட்ரைப்லைன்கள் தேவைப்படுகின்றன. இரு முனைகளிலும் மெண்டர்கள் டிடெக்டர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் உடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த மின்னணுவியல் அளவிடப்பட்ட தாமதங்களை எக்ஸ்-(முதல் அடுக்கு) மற்றும் ஒய்-ஒருங்கிணைப்புகள் (இரண்டாவது அடுக்கு) ஆக மாற்றுகிறது. சில நேரங்களில் ஒரு அறுகோண கட்டம் மற்றும் 3 ஆயத்தொலைவுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த பணிநீக்கம் அதிகபட்ச பயண தூரத்தைக் குறைப்பதன் மூலம் டெட் ஸ்பேஸ் நேரத்தைக் குறைக்கிறது, இதனால் அதிகபட்ச தாமதம், விரைவான அளவீடுகளை அனுமதிக்கிறது. மைக்ரோசேனல் பிளேட் டிடெக்டர் சுமார் 60 டிகிரி செல்சியஸுக்கு மேல் செயல்படக்கூடாது, இல்லையெனில் அது விரைவாக சிதைந்துவிடும், மின்னழுத்தம் இல்லாமல் பேக்அவுட் எந்த தாக்கத்தையும் ஏற்படுத்தாது. பயன்பாட்டின் எடுத்துக்காட்டுகள் மைக்ரோசேனல் தகடுகளின் வெகுஜன சந்தை பயன்பாடு இரவு பார்வை கண்ணாடிகளின் பட தீவிரப்படுத்தும் குழாய்களில் உள்ளது, இது மனித கண்ணுக்கு இருண்ட சுற்றுப்புறங்களைக் காண்பிப்பதற்காக புலப்படும் மற்றும் கண்ணுக்குத் தெரியாத ஒளியைப் பெருக்குகிறது. அனலாக் அலைக்காட்டி (டெக்ட்ரோனிக்ஸ் 7104) க்கான 1 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் நிகழ்நேர காட்சி சி. ஆர். டி, படத்தை தீவிரப்படுத்த பாஸ்பர் திரைக்குப் பின்னால் வைக்கப்பட்ட மைக்ரோசேனல் பிளேட்டைப் பயன்படுத்தியது. தட்டு இல்லாமல், எலக்ட்ரான்-ஒளியியல் வடிவமைப்பு காரணமாக படம் அதிகமாக மங்கலாக இருக்கும். எம். சி. பி கண்டறிதல்கள் பெரும்பாலும் இயற்பியல் ஆராய்ச்சிக்கான கருவிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் அவை எலக்ட்ரான் மற்றும் மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர்கள் போன்ற சாதனங்களில் காணப்படுகின்றன. மேலும் காண்க துகள் கண்டறிதல் ஒளி கண்டறிதல் இரவு பார்வை சாதனம் படம் தீவிரப்படுத்தும் நானோசேனல் கண்ணாடி பொருட்கள் குறிப்புகள் நூலியல் வெளிப்புற இணைப்புகள் மைக்ரோசேனல் தட்டு கோட்பாடுகள் நாசாவின் செயல்பாட்டை கற்பனை செய்து பாருங்கள் பிரபஞ்ச வெகுஜன நிறமாலை பட சென்சார்கள் ஆய்வக உபகரணங்கள் ஒளியியல் சாதனங்கள் ஒளி கண்டறிதல் இயற்பியல் வேதியியல்