SPECIFIC FEATURES OF PULSED CATHODOLUMINESCENCE UNDER EXCITATION BY NANOSECOND AND SUBNANOSECOND ELECTRON BEAMS

M. I. Yalandin; Яландин М. И.; V. I. Solomonov; Соломонов В. И.; A. V. Spirina; Спирина А. В.; S. A. Shunailov; Шунайлов С. А.; K. A. Sharypov; Шарыпов К. А.; A. S. Makarova; Макарова А. С.; A. I. Lipchak; Липчак А. И.

doi:10.31857/S2686740023010121

SPECIFIC FEATURES OF PULSED CATHODOLUMINESCENCE UNDER EXCITATION BY NANOSECOND AND SUBNANOSECOND ELECTRON BEAMS

Authors: Yalandin M.I.¹, Solomonov V.I.¹, Spirina A.V.¹, Shunailov S.A.¹, Sharypov K.A.¹, Makarova A.S.¹, Lipchak A.I.¹
Affiliations:
1. Institute of Electrophysics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 508, No 1 (2023)
Pages: 19-26
Section: ФИЗИКА
URL: https://rjmseer.com/2686-7400/article/view/651889
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686740023010121
EDN: https://elibrary.ru/UNZTLK
ID: 651889

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Pulsed cathodoluminescence of crystals and ceramics was excited by runaway electron beams with a duration of 10–12 ps and electron beams with a duration of 2 ns generated in a vacuum diode. The results of comparative studies of their pulsed cathodoluminescence parameters are presented. The luminescence spectrum and the decay kinetics of the bands are shown to coincide in both cases. When excited by a beam of runaway electrons, a lower luminescence intensity is observed. Also in some cases a delay in the appearance of luminescence relative to the onset of the electron beam action was found. The mechanism for the delay appearance under excitation by a runaway electron beam is associated with the process of luminescence rise.

Keywords

runaway electrons, crystal, ceramics, luminescence, spectrum, kinetics

References

Cоломонов В.И., Михайлов С.Г. Импульсная катодолюминесценция и ее применение для анализа конденсированных веществ. Екатеринбург: Издательство УрО РАН, 2003. 182 с.
Соломонов В.И., Спирина А.В. Импульсная катодолюминесценция и ее применение. Beau Bassin: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2017. 181 с.
Полисадова Е.Ф. Люминесценция кристаллов с оксианионами и оксидных стекол при возбуждении импульсами потока электронов. Дис. … д-ра физ.-мат. наук: 01.04.07. Томск, 2017. 363 с.
Месяц Г.А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М: Сов. радио, 1974. 256 с.
Коровин С.Д., Литвинов Е.А., Месяц Г.А., Мурзакаев А.М., Ростов В.В., Шпак В.Г., Шунайлов С.А., Яландин М.И. Экспериментальное исследование взрывоэмиссионных графитовых катодов в импульсно-периодическом режиме работы // Письма в ЖТФ. 2004. Т. 30. Вып. 19. С. 30–39.
Mesyats G.A., Osipenko E.A., Sharypov K.A., Shpak V.G., Shunailov S.A., Yalandin M.I., Zubarev N.M. An ultra-short dense paraxial bunch of sub-relativistic runaway electrons // IEEE Electron device Lett. 2022. V. 43. No. 4. P. 627–630. https://doi.org/10.1109/LED.2022.3155173
Генерация убегающих электронов и рентгеновского излучения в разрядах повышенного давления / Под ред. В.Ф. Тарасенко. Томск: STT, 2015. 568 с.
Babich L.P., Becker K.H., Loiko T.V. Luminescence from minerals excited by subnanosecond pulses of runaway electrons generated in an atmospheric-pressure // IEEE Transactions on plasma science. 2009. V. 37. No 11. P. 2261–2264. https://doi.org/10.1109/TPS.2009.2030577
Бакшт Е.Х., Бураченко А.Г., Соломонов В.И. Люминесценция сподумена и граната, возбуждаемая субнаносекундными электронными пучками // Изв. вузов. Физика. 2011. Т. 54. № 6. С. 17–20.
Липатов Е.И., Бакшт У.Х., Бураченко А.Г., Соломонов В.И., Тарасенко И.Ф. Люминесценция кристаллов при возбуждении сверхкоротким лавинным электронным пучком // Генерация убегающих электронов и рентгеновского излучения в разрядах повышенного давления / Под ред. В.Ф. Тарасенко. Томск: STT, 2015. С. 495–508.
Shpak V.G., Shunailov S.A., Yalandin M.I., Dyadkov A.N. The radan SEF-303A, a small high-current pulsed-power supply // Instrum. Exp. Tech. 1993. V. 36. P. 106.
Mesyats G.A., Shpak V.G., Shunailov S.A., Yalandin M.I. Desk-top subnanosecond pulser: research, development and applications // Proc. SPIE Intense Microwave Pulses II. Los Angeles. 1994. V. 2154. P. 262–268. https://doi.org/10.1117/12.175753
Yalandin M.I., Lyubutin S.K., Oulmascoulov M.R., Rukin S.N., Shpak V.G., Shunailov S.A., Slovikovsky B.G. High peak power and high average power subnanosecond modulator operating at a repetition frequency of 3.5 kHz // IEEE Trans. Plasma Sci. 2002. V. 30. Iss. 5. P. 1700–1704. https://doi.org/10.1109/TPS.2002.805383
Zubarev N.M., Kozhevnikov V.Yu., Kozyrev A.V., Mesyats G.A., Semeniuk N.S., Sharypov K.A., Shunailov S.A., Yalandin M.I. Mechanism and dynamics of picosecond radial breakdown of a gas-filled coaxial line // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. No. 12. 125008. https://doi.org/10.1088/1361-6595/abc414
Соломонов В.И., Липчак А.И., Михайлов С.Г. Визуализация сильноточных импульсных электронных пучков // ПТЭ. 1997. № 2. С. 78–80.
Mesyats G.A., Yalandin M.I., Zubarev N.M., Sadykova A.G., Sharypov K.A., Shpak V.G., Shunailov S.A., Ulmaskulov M.R., Zubareva O.V, Kozyrev A.V., Semeniuk N.S. How short is the runaway electron flow in an air electrode gap? // Appl. Phys. Lett. 2020. V. 116. 063501. https://doi.org/10.1063/1.5143486
Mazda F.F. Electronic instruments and measurement techniques. Cambridge: Cambridge University Press, 1987. 320 p.
Соломонов В.И., Михайлов С.Г., Осипов В.В. Импульсный катодолюминесцентный анализатор веществ // ПТЭ. 2001. № 3. С. 164–165.
Solomonov V.I., Michailov S.G., Lipchak A.I., Osipov V.V., Shpak V.G., Shunailov S.A., Yalandin M.I., Ulmaskulov M.R. CLAVI Pulsed Cathodoluminescence Spectroscope // Laser Physics. 2006. V. 16. No. 1. P. 126–129. https://doi.org/10.1134/S1054660X06010117
Соломонов В.И., Осипов В.В., Шитов В.А., Лукьяшин К.Е., Бубнова А.С. Собственные центры люминесценции керамических иттрий-алюминиевого граната и оксида иттрия // Оптика и спектроскопия. 2020. Т. 128. Вып. 1. С. 5–9. https://doi.org/10.21883/OS.2020.01.48831.117-19
Вайсбурд Д.И., Семин Б.Н. Фундаментальная люминесценция ионных кристаллов при наносекундном облучении плотными электронными пучками //ДАН СССР. 1980. Т. 254. № 5. С. 1112–1116.
Спектральные и амплитудно-временные характеристики излучения Черенкова при энергиях электронов в сотни кэВ: монография / Е.Х. Бакшт, М.В. Ерофеев, В.Ф. Тарасенко, В.И. Олешко. Томск: STT, 2020. 180 с.
Бакшт Е.Х., Вуколов А.В., Ерофеев М.В., Науменко Г.А., Потылицын А.П., Тарасенко В.Ф., Бураченко А.Г., Шевелев М.В. Излучение Вавилова–Черенкова в видимой и УФ областях спектра при прохождении электронов с энергией 6 МэВ через кварцевую пластинку // Письма в ЖЭТФ. 2019. Т. 109. Вып. 9. С. 584–588. https://doi.org/10.1134/S0370274X19090029