DE4417529A1

DE4417529A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Überlastschutz einer Sekundärelektronenvervielfacherröhre

Info

Publication number: DE4417529A1
Application number: DE4417529A
Authority: DE
Inventors: Neil R Butler; Patrick J Cobler
Original assignee: Loral Infrared & Imaging Systems Inc Lexington Mass Us; Loral Infrared and Imaging Systems Inc
Current assignee: Lockheed Martin Tactical Systems Inc
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1994-05-19
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2014-05-20
Also published as: DE4417529C2; GB2278493A; GB2278493B; US5401951A; GB9407709D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastschutzschaltung für eine Sekundärelektronenvervielfacherröhre, insbesondere eine Überlastschutzschaltung, die allmählich den Verstärkungsfaktor einer Sekundärelektronenvervielfacherröhre vermindert, wenn diese hohen Beleuchtungsstärken ausgesetzt wird.

Sekundärelektronenvervielfacherröhren werden durch hohe Beleuchtungsstärken in ihrem Betrieb gestört. In vielen Fällen werden die physikalischen Mechanismen, die für diese Erschei nungen verantwortlich sind, nicht verstanden. Das Ergebnis dieser Erscheinungen ist ein vorübergehender Verlust der Empfindlichkeit und damit verbunden ein Ansteigen des Dunkel stroms. Diese Erscheinungen können bis zu mehreren Stunden nach dem Aussetzen einer intensiven Lichtquelle andauern. Es wurde experimentell festgestellt, daß diese Erscheinungen durch Sperrvorspannen der Photokathode signifikant vermindert werden können.

Aus der US-PS 4 436 994 von James G. Van Vliet und James R. Brown von der Firma Beckman Instruments, Inc. in Fullerton, Kalifornien, USA, mit dem Titel "Sekundärelektronenverviel facher-Detektor Schutzvorrichtung und -verfahren" ist eine Schutzvorrichtung für Sekundärelektronenvervielfacher bekannt. Der Sekundärelektronenvervielfacher von Van Vliet benutzt einen negativen Rückkopplungskreis um einen Sekundärelektronenverviel facher-Detektor unter einem vorbestimmten Ausgangsniveau zu halten. Der Rückkopplungskreis von Van Vliet weist einen Komparator auf, der auf das Ausgangssignal des Sekundärelektro nenvervielfachers anspricht. Das Ausgangssignal des Sekundär elektronenvervielfachers wird durch ein Signal beschränkt, das von einem Digital-Analog-Wandler erzeugt wird. Das Spannungs regelsignal regelt die Ausgangsleistung eines Netzteils, das den Sekundärelektronenvervielfacher-Detektor versorgt. Das Ausgangs signal des Sekundärelektronenvervielfacher-Detektors wird von einem Hochspannungsnetzteil moduliert, welches seinerseits von einem Digital-Analog-Wandler moduliert wird, der einen Zähler als Stellspannung benutzt. Van Vliet mißt das Ausgangssignal der Sekundärelektronenvervielfacherröhre und nicht die Zahl der auf die Sekundärelektronenvervielfacherröhre auftreffenden Photonen. Auch wird von Van Vliet die Spannung des Hauptnetzteils geregelt und die Spannung an der Fokussierelektrode nicht separat gere gelt. Van Vliet sieht auch keinen Digital-Analog-Wandler vor, der gebraucht würde um die Frequenz der auftreffenden Photonen zu messen. Die Schutzvorrichtung und das -verfahren für einen Sekundärelektronenvervielfacher-Detektor von Van Vliet hängt in erheblichen Maße von der Möglichkeit ab, ein vorverstärktes Aus gangssignal des Sekundärelektronenvervielfachers zu erfassen, das die auftreffende Strahlung voll vervielfältigt um eine Aus gangsspannung zu erzeugen. Der Schutzmechanismus von Van Vliet funktioniert nicht mit einer Photonen zählenden Elektronik.

Die Erfindung ist ein Schaltkreis, der allmählich den Verstär kungsfaktor einer Sekundärelektronenvervielfacherröhre vermin dert, wenn diese einer hohen Beleuchtungsstärke ausgesetzt wird. Der Schaltkreis enthält einen Frequenz-Spannungs-Wandler und einen Hochspannungsverstärker. Der Frequenz-Spannungs-Wandler wandelt das Impulsfolge-Ausgangssignal des Photonen zählenden Schaltkreises in eine Spannung um, die der einfallenden Beleuch tungsstärke entspricht. Wenn diese Spannung einen Schwellenwert überschreitet, wird die Differenz verstärkt und dazu benutzt den Verstärkungsfaktor der Röhre zu vermindern, indem die Photoka thode sperrvorgespannt wird. Bei dem ersten Prototypen wurde der Verstärkungsfaktor so um drei bis vier Größenordnungen vermin dert, mit einer entsprechenden Vergrößerung der Röhrentoleranz gegenüber hohen Beleuchtungsstärken, bevor Überlastverhalten einsetzte. Die Rückkehr zu normalem Betriebsverhalten bei Wegnahme der starken Lichtquelle dauerte weniger als 10 ms.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Überlastschutz- Schaltkreis für eine Sekundärelektronenvervielfacherröhre bereitzustellen, der mit herkömmlichen Sekundärelektronen vervielfacherröhren eingesetzt werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Überlastschutz- Schaltkreis für eine Sekundärelektronenvervielfacherröhre bereitzustellen, der eine Photonen zählende Elektronik benutzt anstatt den Anodenstrom direkt zu messen.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Überlast schutz-Schaltkreis für eine Sekundärelektronenvervielfacherröhre bereitzustellen, der dazu dient, die Sekundärelektronenverviel facherröhre bei hohen Beleuchtungsstärken zu schützen.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann anhand der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels, der Patentansprüche und der Zeichnungen offenbart, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile beziehen.

Um die Erfindung näher zu erläutern, wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Sekundärelektronen vervielfacherröhre der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Prinzipdiagramm, das aufzeigt, wie die Vorrichtung der Erfindung benutzt wird, um eine Sekundär elektronenvervielfacherröhre vor Überlast zu schützen,

Fig. 3 einen detaillierten schematischen Schaltkreis eines Überlastschutzes für Sekundärelektronenvervielfacher, und

Fig. 4 einen weiteren Schaltkreis zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Sekundärelektronen vervielfacherröhre der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Schaltdiagramm einer Sekundär elektronenvervielfacherröhre 12 der Vorrichtung der Erfindung. Die Sekundärelektronenvervielfacherröhre 12 weist eine Photokathode 24, die das auftreffende Licht (Photonen) absorbiert und Elektronen 26 in das Vakuum der Sekundär elektronenvervielfacherröhre 12 emittiert, einen Sekundär elektronenvervielfacher 28, der viele, typischerweise 1 000 000, Elektronen für jedes einfallende Elektron erzeugt, und eine Anode 30, die die Elektronen des Sekundärelektronenverviel fachers 28 sammelt, auf.

In einem jalousienförmigen Sekundärelektronenvervielfacher werden die einzelnen Elektroden Dynoden D1-D12 genannt; eine Fokussierelektrode 32 kann auch benutzt werden um Photoelek tronen von der Photokathode 24 zu dem Sekundärelektronenverviel facher 28 zu lenken.

Aufgrund des sehr hohen Verstärkungsfaktors des Sekundär elektronenvervielfachers 28 ist es sinnvoll den Ladungsimpuls, der durch ein einziges Photoelektron erzeugt wird, zu messen und die Ladung in ein digitales Signal umzuwandeln, das der Detektion eines einzigen Photons entspricht. Derartige Schalt kreise werden als Photonen zählende Schaltkreise bezeichnet. Die Zurückweisung von Impulsen mit niedriger Amplitude , die von dem Sekundärelektronenvervielfacher 28 stammen, und die Zuweisung einer einheitlichen Amplitude zu jedem Impuls sorgt für ein Rauschen, das sehr nah am theoretischen Minimum liegt, insbeson dere bei extrem schwachen Lichtverhältnissen.

Die Sekundärelektronenvervielfacherröhre 12 liefert ein Anoden signal 1 auf der Signalleitung P2 und ein Dynodensignal 2 auf der Signalleitung P1. Die Signalleitungen werden durch ein abgeschirmtes Kabel 62 geführt. Das abgeschirmte Kabel 62 ist über die Signalerdung 64 geerdet. Die Signale 1 und 2 stehen dann für die Weiterverarbeitung bereit.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 wird im Folgenden die Vorrichtung zum Überlastschutz einer Sekundärelektronenverviel facherröhre 12 beschrieben. Das auftreffende Licht 10 tritt in die Sekundärelektronenvervielfacherröhre 12 ein und trifft auf die Photokathode 24. Die Photokathode 24 absorbiert das auftreffende Licht und emittiert Elektronen in Richtung eines Sekundärelektronenvervielfachers 28, der für jedes eingangs seitige Elektron ausgangsseitig Millionen Elektronen erzeugt.

Das Ausgangssignal der Sekundärelektronenvervielfacherröhre 12 wird von der Signalleitung 14 an die Photonen zählende Elektronik 16, die ein Ausgangssignal 18 erzeugt, das der auf die Sekundärelektronenvervielfacherröhre 12 auftreffenden Lichtintensität entspricht. Die Photonen zählende Elektronik 16 sendet auch ein hochfrequentes Ausgangssignal, das proportional zum einfallenden Licht 10 ist, an den Frequenz-Spannungs-Wandler 22. Der Frequenz-Spannungs-Wandler 22 erzeugt ein Regelsignal auf einer Leitung 25 zu einem Hochspannungsverstärker 27. Der Hochspannungsverstärker regelt den Verstärkungsfaktor der Sekundärelektronenvervielfacherröhre 12 mittels einer Verstärkungsfaktor-Regelleitung 29. Der Rückkopplungskreis vergleicht eine geregelte Variable mit einem geeigneten Referenzwert und verändert den Verstärkungsfaktor der Röhre mittels der Regeleinrichtung, um die Regelvariable möglichst nah am Referenzwert zu halten.

Die Fig. 3 zeigt einen detaillierten schematischen Schaltkreis der Überlastschutzvorrichtung für eine Sekundärelektronenver vielfacherröhre. Die Sekundärelektronenvervielfacherröhre 12 ist an die Photonen zählende Elektronik 16, den Frequenz-Spannungs- Wandler 22 und den Hochspannungsverstärker 27 angeschlossen.

Die Photonen zählende Elektronik weist einen Hochfrequenz verstärker 34 auf, der zwei Eingänge hat, einen für die Anode 30 und einen für die Dynode 33. Das Ausgangssignal des Hochfre quenzverstärker 34 ist ein analoges Spannungssignal auf einer Leitung 35, das den Photonenimpulsen der Sekundärelektronen vervielfacherröhre 12 entspricht. Die dem auftreffenden Licht 10 entsprechende analoge Spannung wird mittels der Leitung 35 einem Diskriminator 36 zugeleitet. Der Diskriminator erzeugt komplementäre digitale binäre Logiksignale 54 und 56, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 4 und 5 Volt betragen. Das komplementäre Ausgangssignal 54 liefert einen Logikimpuls, der proportional zu dem Übergang des Spannungsniveaus über ein vorbestimmtes Niveau ist. Die Logikniveauleitung 54 ist logisch komplementär zu der Logikniveauleitung 56. Die Logikniveau leitungen 54 und 56 sind mit dem Frequenz-Spannungs-Wandler 22 verbunden, der ein Regelsignal an den Hochspannungsverstärker 27 liefert. Die Logikniveauleitung 54 führt zu einem Widerstand 40 und einem Kondensator 38 als Beschleunigungsvorrichtung für einen Transistor 42. Die komplementäre Logikniveauleitung 56 führt zu der Basis des Transistors 52. Wenn die Basisspannung 4 Volt und die Emitterspannung 5 Volt beträgt schaltet der Transistor 42 und ein Kondensator 48 wird aufgeladen. Die kurze Dauer der Impulse an den Transistor 42 erfordert die Benutzung eines Kondensators 38. Das Ausgangssignal des Transistors 42 wird von dem Kondensator 48 aufintegriert, der jedesmal aufgeladen wird, wenn ein Impuls von der Logikniveauleitung 54 kommt, der einem Photonenimpuls von der Sekundärelektronenver vielfacherröhre 12 entspricht. Eine Diode 46 kompensiert Temperaturschwankungen des Schaltkreises.

Die Regelung der Sekundärelektronenvervielfacherröhre 12 wird durch eine Leitung 29 zu der Fokussierelektrode 32 bewerk stelligt. Die Basis des Transistors 52 ist mit dem Ausgang des Transistors 42 und dem Kondensator 48 verbunden, und schaltet, wenn die Frequenz der Impulse durch den Diskriminator 36 ein vorbestimmtes Maß überschreitet. Wenn dieser Fall eintritt vermindert der Transistor die Fokussierspannung und damit den Verstärkungsfaktor der Sekundärelektronenvervielfacherröhre 12.

Wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Photokathode 24 und der Fokussierelektrode 32 derart ist, daß die Kathodenspannung größer als die Fokussierspannung ist, wird der Verstärkungs faktor der Sekundärelektronenvervielfacherröhre um einen Faktor 1000 bis 10 000. Ist die Kathodenspannung geringer als die Fokussierspannung, so wird der Verstärkungsfaktor der Sekundär elektronenvervielfacherröhre 12 wiederhergestellt. Der Fachmann wird unschwer erkennen, daß die Kathodenspannung größer als die Spannung an der ersten Dynode sein sollte, um die bestmögliche Verminderung des Verstärkungsfaktors zu erzielen. Wenn der Transistor 52 schaltet, ändert sich die Spannung an dem Widerstand 44 nicht. Auch wird die Fokussierspannung effektiv geerdet, wenn der Transistor 52 schaltet. Ein Kondensator 50 bestimmt den Verstärkungsfaktor der Spannung nachdem die Schwelle überschritten wird. In einem Ausführungsbeispiel hat der Kondensator 50 eine Kapazität von etwa 10 pF und der Kondensator 48 von etwa 2200 pF.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schaltkreises zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Sekundärelektronenver vielfacherröhre. Die Signale 1 und 3 werden dem Komparator U3 zugeführt, der ein differentielles Ausgangssignal 70 erzeugt, das bezeichnend für ein von dem Sekundärelektronenvervielfacher kommenden Signal ist. Das differentielle Ausgangssignal 70 wird einem D Flip-Flop U4 zugeleitet, der ein Logiksignal 75 erzeugt, das dem differentiellen Ausgangssignal 70 entspricht. Der D Flip-Flop U4 wird mittels eines Rücksetzschaltkreises zurück gesetzt, der ein analoges Verzögerungsglied benutzt, das das Einfangen von zwei Impulsen durch die D Flip-Flops U4 und U2 ermöglicht. Das Logiksignal 75 des D Flip-Flops U4 wird einem Inverter U8 zugeleitet, der ein Taktsignal an U2 liefert. U2 wird durch eine weitere Stufe des analogen Rücksetz- Verzögerungs-Zeitgeber-Schaltkreises zurückgesetzt, der im Folgenden näher beschrieben wird.

Der Flip-Flop U2 liefert ein Q und Ausgangssignal auf den Signalleitungen 79 bzw. 78. Diese Ausgangssignale werden invertiert und können bei Bedarf an eine externe Vorrichtung zur Weiterverarbeitung als Hoch-Signal 80 und Tief-Signal 82 weitergeleitet werden. Der analoge Zeitgeber-Schaltkreis weist verzögernde Inverter U8, Pins 5 und 6, U9, Pins 3 und 4, U10, Pins 8 und 9, und diesen zugeordnete Bauteile auf. Der analoge Zeitgeber-Schaltkreis wird mit dem Ausgangssignal von 78 versorgt, das durch einen Widerstand R13 und einen Kondensator C17, sowie zu der Diode CR6 und den verzögernden Invertern U8 und U9 geleitet wird. Der Ausgang des Verzögerungskreises bei U8, Pin 6, ist mit einer Diode CR5 verbunden, die den Inverter U10 mit einem Verzögerungssignal versorgt, das auf den Eingang des Rücksetzanschlusses 71 des D Flip-Flops U4 gegeben wird.

Wenn die Rücksetzleitung 71 auf logisch 0 geschaltet ist, zeigt dies einen nichtbesetzten Zustand an. Dieser Zustand wird die meiste Zeit eingenommen. Das Maß der Impulsfolge des verzögerten Rücksetzsignals 71 ist ein Maß für die Anzahl der auftreffenden Photonen. Der Ausgang des Zeitgeberkreises bei Pin 8 des U10 ist mit dem ersten Eingang eines Operationsverstärkers U5 verbunden, wo das Ausgangssignal der Zeitgeberkreises mit der Referenz spannung verglichen wird, die an einem zweiten Eingang des Operationsverstärkers U5 anliegt. U5 stellt an seinem Ausgang ein Gattersignal bereit, das die Dynode und Fokussierelektrode durch einen Transistor Q1 und Widerstand R16 gegen Erde gattert und dadurch die Überlastung der Sekundärelektronenvervielfacher röhre verhindert.

Im Betrieb, wenn die Regelspannung von Q1 0 ist, ist Q1 ausge schaltet und das System arbeitet normal. Wenn die Spannung von U5 den Wert der Speisespannung erreicht, wird Q1 eingeschaltet und erdet die Dynode und Fokussierelektrode über den Widerstand R16.

Wie der Fachmann leicht erkennen wird, stellt die erfindungs gemäße Vorrichtung ein Mittel zum Zählen der Anzahl der Photonenimpulse dar und regelt die Fokussierspannung, um den Verstärkungsfaktor der Sekundärelektronenvervielfacherröhre zu vermindern, wenn die Anzahl der Photonenimpulse einen vorbe stimmten Wert überschreitet. Das Messen der Photonenfrequenz kann auch anders als durch digitale Verarbeitung erreicht werden und die Regelung der Fokussierspannung kann durch einen Mikro prozessor bewerkstelligt werden, der einen Hochspannungsver stärker regelt.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die Sekundärelektronenvervielfacherrohre 12 entweder von einem jalousienförmigen Sekundärelektronenvervielfacher gebildet, oder von einem Mikrokanalplatten-Sekundärelektronenvervielfacher.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Strom der Anode 30 dazu benutzt werden einen Überlastzustand der Sekundärelektronenvervielfacherröhre 12 festzustellen.

In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Strom einer der Dynoden D1-D13 dazu benutzt werden einen Überlastzustand der Sekundärelektronenvervielfacherröhre 12 festzustellen.

In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Strom 26 des Sekundärelektronenvervielfachers dazu benutzt werden einen Überlastzustand der Sekundärelektronenverviel facherröhre 12 festzustellen.

In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Vorspannung der Photokathode 24, die Spannung der internen Elektrode, die Spannung der Fokussierelektrode 32 oder eine beliebige Kombination dieser Möglichkeiten dazu benutzt werden einen Überlastzustand der Sekundärelektronenvervielfacherröhre 12 festzustellen.

Der Fachmann wird unschwer feststellen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Frequenz-Spannungs-Wandler zum Zählen der Photonen einsetzen kann, und eine Anzahl seriell geschalteter Transistoren zum Erhöhen der Ausgangsspannung.

Die Erfindung wurde im Vorangehenden detailliert beschrieben um den Patentvorschriften gerecht zu werden und den Fachmann mit der Information zu versorgen, die notwendig ist die Erfindung anzuwenden und die speziellen Bestandteile zu konstruieren und gebrauchen. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch mit anderen als den hier beschriebenen Mitteln verwirklicht werden kann, und daß verschiedene Änderungen, sowohl an den Vorrichtun gen als auch an der Vorgehensweise, vorgenommen werden können, ohne das Wesen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Vorrichtung zur Regelung des Verstärkungsfaktors eines Sekundärelektronenvervielfachers (Fig. 1 und Fig. 3), mit

(a) einer Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12), die eine Fokussierelektrode (32) mit einer daran liegenden Fokussierspannung und einem durch die Fokussierspannung einstellbaren Verstärkungsfaktor aufweist, und
(b) einem Spannungsregler zur Regelung der Fokussierspannung.

2. Vorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) jalousienförmige Sekundärelektronenvervielfacher (28) aufweist

3. Vorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) einen Mikrokanalplatten-Sekundärelektronenvervielfacher (28) aufweist.

4. Vorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) mehrere Anoden (30) aufweist.

5. Vorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) eine Anode (30) mit einem Anodenstrom aufweist, und daß der Verstärkungsfaktor der Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) in Abhängigkeit von dem Anodenstrom vermindert wird.

6. Vorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) mindestens eine Dynode (D1-D13) mit mindestens einem Dynodenstrom aufweist, und daß der Verstärkungsfaktor der Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) in Abhängigkeit von mindestens einem Dynodenstrom vermindert wird.

7. Vorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) einen Sekundärelektronenvervielfacher (28) mit einem Sekundärelektronenstrom (26) aufweist, und daß der Verstärkungs faktor der Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) in Abhängigkeit von dem Sekundärelektronenstrom (26) vermindert wird.

8. Vorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) eine Photokathode (24) mit einer Photokathoden- Verstärkungsspannung aufweist, und daß der Verstärkungsfaktor der Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) in Abhängigkeit von der Photokathoden-Verstärkungsspannung vermindert wird.

9. Vorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) eine interne Elektrode mit einer internen Elektroden spannung aufweist, und daß der Verstärkungsfaktor der Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) in Abhängigkeit von der internen Elektrodenspannung vermindert wird.

10. Vorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) eine interne Elektrode mit einer internen Elektroden spannung aufweist, und daß der Verstärkungsfaktor der Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) in Abhängigkeit von der internen Elektrodenspannung vermindert wird.

11. Überlastschutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) für einen auf einem Sekundärelektronenvervielfacher aufbauenden Detektor, mit

(a) einer Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) zum Detektieren einer Anzahl auftreffender Photonen (10) und zum Bereitstellen eines Photonen-Ausgangssignals (18), das proportional zur Anzahl der detektierten auftreffenden Photonen (10) ist, wobei die Sekundärelektronenverviel facherröhre (12) eine Fokussierelektrode (32) mit einem Verstärkungsfaktor aufweist, und der Verstärkungsfaktor der Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) durch eine Fokussierspannung einstellbar ist;
(b) einem Photonenzähler (16), der einen an das Photonen- Ausgangssignal (18) angeschlossenen Sekundärelektronen vervielfacher-Photonen-Eingang (14) und einen Photonen- Zählerausgang (20) aufweist;
(c) einem Frequenz-Spannungs-Umwandler (22) zum Umwandeln der Anzahl der detektierten Photonen (10) in ein Spannungssignal, wobei der Frequenz-Spannungs-Umwandler (22) an den Photonen-Zählerausgang (20) angeschlossen ist, und der Frequenz-Spannungs-Umwandler (22) auch einen Regelspannungsausgang (25) aufweist; und
(d) einem Hochspannungsverstärker (27) zum Regeln des Verstärkungsfaktors der Spannung der Sekundärelektronen vervielfacherröhre (12) in Abhängigkeit von dem Regelspannungsausgang (25).

12. Überlastschutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronen vervielfacherröhre (12) jalousienförmige Sekundärelektronen vervielfacher (28) aufweist.

13. Überlastschutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronen vervielfacherröhre (12) einen Mikrokanalplatten-Sekundär elektronenvervielfacher (28) aufweist.

14. Überlastschutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronen vervielfacherröhre (12) mehrere Anoden (30) aufweist.

15. Überlastschutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Frequenz-Spannungs- Wandler (22) vorgesehen ist.

16. Überlastschutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß seriell geschaltete Transistoren (42, 52) vorgesehen sind, um die Leistungsfähigkeit ihrer Ausgangsspannung zu erhöhen.

17. Schutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) für eine Sekundär elektronenvervielfacherröhre, mit

(a) einem Sekundärelektronenvervielfacher (12) mit einer Anode (30), einer Vielzahl von Dynoden (D1-D13) und einer letzten Dynode (D13), die ein Ausgangssignal (P1) aufweist, wobei der Sekundärelektronenvervielfacher (12) auch eine Fokussierelektrode aufweist;
(b) einem Hochfrequenzverstärker (34) zum Verstärken des Anodensignals (P2) und des Ausgangssignals (P1) um ein Hochfrequenzausgangssignal (35) zu erzeugen;
(c) einem Diskriminator (36) zum Vergleich des Hoch frequenzausgangssignals (35), so daß wenn das Hochfrequenz ausgangssignal (35) eine vorbestimmte Schwelle überschrei tet der Diskriminator (36) ein logisches Hoch auf einer ersten Leitung (54) und ein komplementäres logisches Tief auf einer zweiten Leitung (56) erzeugt;
(d) einer Zählvorrichtung (16) für die Impulse auf den komplementären Leitungen (54, 56), so daß wenn die Zählvorrichtung (16) einen bestimmten Wert überschreitet ein Signal auf der ersten Leitung (54) und ein komplementäres Signal auf der zweiten Leitung (56) ausgesendet wird; und
(e) eine Vorrichtung (27) zum Regeln der Hochspannung, die an die Zählvorrichtung (16) angeschlossen ist, um ein Regelsignal (25) zu empfangen, wobei die Vorrichtung (27) zum Regeln der Hochspannung ein Spannungsregelausgang (29) aufweist, und wobei die Vorrichtung (27) zum Regeln der Hochspannung an die Fokussierelektrode (32) angeschlossen ist.

18. Schutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) für eine Sekundär elektronenvervielfacherröhre nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählvorrichtung (16) für Impulse einen Transistor (42) aufweist, dessen Basis an die eine Leitung (56) und dessen Emitter an die andere Leitung (54) angeschlossen ist.

19. Schutzvorrichtung für eine Sekundärelektronenvervielfacher röhre nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß Regelvor richtung (27) für die Hochspannung als Spannungstransistor (52) ausgebildet ist, dessen Basis an den Kollektor des Photonen zählenden Transistors angeschlossen ist.

20. Schutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) für eine Sekundär elektronenvervielfacherröhre nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) jalousienförmige Sekundärelektronenvervielfacher (28) aufweist.

21. Schutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) für eine Sekundär elektronenvervielfacherröhre nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) einen Mikrokanalplatten-Sekundärelektronenvervielfacher (28) aufweist.

22. Schutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) für eine Sekundär elektronenvervielfacherröhre nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenvervielfacherröhre (12) mehrere Anoden (30) aufweist.

23. Schutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) für eine Sekundär elektronenvervielfacherröhre nach Anspruch 17, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Frequenz-Spannungs-Wandler (22) vorgesehen ist.

24. Schutzvorrichtung (Fig. 1 und Fig. 3) für eine Sekundär elektronenvervielfacherröhre nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß seriell geschaltete Transistoren (42, 52) vorgesehen sind, um die Leistungsfähigkeit ihrer Ausgangs spannung zu erhöhen.