反射式GaAs光电阴极的热增强光电发射能量转换理论研究北大核心CSCD

热增强光电发射是一种新的太阳能转换技术,它可以将光电发射和热电发射结合到一个过程中。本文在细节平衡条件下对光子增强热电子发射进行了理论计算,并给出了反射式GaAs光电阴极的增强热电子发射电流密度和能量转换效率。计算结果表明,阴极的电子亲和势增高会降低发射电流密度,提高输出电压,影响能量转换效率。当电子亲和势为负时,平台期能量转换效率约为15%,当电子亲和势为正时,能量转换效率可以超过25%。实验测得反射式GaAlAs/GaAs真空光电二极管的光电发射过程随温度提高而增强,在短波段更为明显。若以低功函数金刚石薄膜为阳极,可计算其能量转换效率约为2.7%,并随温度提高而略有提升。     

亮度增益对基于像增强器的目标背景对比度影响

亮度增益为微光像增强器的重要参数,影响微光夜视环境下以微光像增强器为核心的目标背景对比度测试结果精度.本文基于对比度测试原理,通过对不同亮度增益的ICCD进行目标背景对比度测试,分析得到亮度增益与目标背景对比度的变化关系及影响因素.测试结果表明:亮度增益分别为12000 cd/(m2·lx)、8300 cd/(m2·l...     

GaAs光阴极激活稳定性研究

为了提高Cs-O激活后GaAs光阴极的稳定性,延长像管的使用寿命,从Cs-O激活方面着手进行研究,寻找解决途径。改变GaAs光阴极激活中的Cs过量,并在线监测真空环境下光电流的变化情况,寻找激活对GaAs光阴极稳定性的影响因素。分别进行3组5种比例的激活实验,在光电流下降至Cs峰峰值90%、70%、50%、30%和10%时给O进行交替激活。激活结束后,在低于110-8Pa的真空环境下在线监控30min内的光电流,发现过Cs90%、70%、50%激活的光阴极稳定性好,过Cs30%次之,过Cs10%相对最差。结果表明:GaAs光阴极Cs-O激活时,Cs量越多,表面势垒的建构越完整,光阴极的稳定性就越好,对改善GaAs光阴极稳定性,延长使用寿命具有重要意义。     

Cs量与Cs2Te光阴极紫外-可见光抑制比关系研究

紫外-可见光抑制比是决定全天时紫外探测成像系统信噪比的一个重要参数。为了研究激活时Cs 量对Cs2Te 紫外光阴极紫外-可见光抑制比（S280 nm/S320 nm）的影响,利用三组不同Cs 量的多次激活实验,通过分别对比紫外-可见光抑制比结果和200~400 nm 的光谱响应曲线,得到不同Cs 量激活的Cs2Te 光阴极其紫外-可见光抑制比在4.0~7.6 之间变化。随着Cs 量的增大,紫外光阴极的积分灵敏度相应增长,主要体现在260~320 nm,但峰值256 nm 处的辐射灵敏度增长不明显。重点分析了激活时Cs 量对大于320 nm 波长范围光谱响应的影响。     

紫外光阴极辐射灵敏度的测量误差

光阴极辐射灵敏度是衡量紫外探测器响应能力的一项重要指标,实现其准确测量至关重要。本文建立了某型紫外探测器光阴极辐射灵敏度测量方法,搭建了实用的紫外光阴极辐射灵敏度测量装置,重点分析了利用该装置进行紫外光阴极辐射灵敏度测量时的影响因素,对比了紫外窄带滤光片、光栅单色仪、辐射照度计和辐射功率计等不同组合方式进行光阴极辐射灵敏度测量时的误差情况,得出光栅单色仪配辐射功率计方式在光阴极辐射灵敏度测量时的误差最小,扩展不确定为9%,相比其它三种组合19.4%、19%和11.2%的扩展不确定度具有绝对优势。该研究成果用于辅助国产紫外探测器技术研发,为进一步改进提升其技术性能提供了有效且准确的检测手段。     

NEA GaAs光电阴极表面和UHV系统微颗粒污染的寻源分析与排除

借助于扫描电镜和能量分散X-ray能谱分析方法,对发生在超高真空(UHV)系统内,负电子亲和势GaAs光阴极表面上的金属微颗粒污染物进行了分析研究。给出了存在于表面上微颗粒污染物的性质、类型、所占比例、构成成分、形貌、几何尺寸。介绍了寻找、排除微颗粒污染物的方法,并由成分分析结果,找到并排除了UHV系统内Mo微颗粒污染物产生的源头。发现在UHV系统内,传递杆等可移动部件的较粗糙表面具有携带、输运、抛撒微颗染污染物的功能。对UHV系统进行了全面的清洗处理,使其恢复到了原有的正常状态。     

电子清刷对双MCP像增强器闪烁噪声的影响

由于微通道板除气不彻底,导致双微通道板像增强器在工作时视场上出现闪烁噪声,因而无法正常工作。为了消除闪烁噪声并使微通道板增益进入一个稳定值区间,采用不同的电子清刷控制方法,对两块微通道板进行彻底除气,结果表明:增大萃取电荷量的方法在减少闪烁噪声的同时也会降低像增强器的增益,而增加台外预先电子清刷阶段并且使第二块微通道板的预先萃取电荷量大于第一块微通道板,可以完全消除闪烁噪声。选择合适的预先萃取电荷量,可以保证像增强器的增益达到105以上,制作出合格的双微通道板像增强器。     

紫外光阴极辐射灵敏度测量的量值传递

本文建立了某型号紫外探测器光阴极辐射灵敏度测量方法,搭建了实用的紫外光阴极辐射灵敏度测量装置,分析了利用该装置测量紫外光阴极辐射灵敏度时的量值传递过程和影响因素,对比了分别采用紫外窄带滤光片和光栅单色仪两种不同方式进行光阴极辐射灵敏度测量时的优缺点,得出了光栅单色仪方式在光阴极辐射灵敏度测量中具有绝对技术优势的结论并建议采纳。     

表面钝化膜对BCMOS传感器电子敏感特性影响的实验研究

基于硅表面的薄膜钝化原理,开展了不同厚度的表面钝化膜对背减薄CMOS(Back-thinned CMOS,BCMOS)传感器电子敏感特性影响的实验研究。首先,对CMOS传感器进行背减薄处理后,对背减薄CMOS进行电子轰击测试,由测试结果可知,电子图像灰度随入射电子能量的变化呈现出线性关系。然后,采用电子束蒸镀法在BCMOS传感器表面镀制了不同厚度的氧化铝薄膜,并进行了电子轰击测试。研究发现,当表面氧化铝薄膜厚度为20 nm时,可以将BCMOS传感器的二次电子收集效率提高14.9%,通过表面薄膜钝化实现了电子敏感性的提升,同时,随着薄膜厚度的增加,BCMOS暗电流由1510 e-/s/pix减小至678 e-/s/pix。上述结果说明,氧化铝薄膜对BCMOS背减薄表面具有良好的钝化作用,可以提高BCMOS传感器的二次电子收集效率、降低暗电流,为将来高灵敏度EBCMOS器件的研制提供了技术支撑。     

高温退火对GaAs光阴极表面状态的影响

利用XPS分析了GaAs光阴极高温退火、激活前后表面组分的变化,结合光阴极退火过程中通过四级质谱仪获取的CO2、H2O、O、As、Cs等分压曲线,比较、讨论了两次退火机理的差异。提出第二次加热的目的不仅在于清洁光阴极表面,更重要的是促使第一次激活在光阴极表面形成的偶极层向更稳定的结构转化,Cs2O偶极子在高温下与GaAs本底反应生成了可在光阴极表面稳定存在的GaAs-O-Cs偶极子,形成主要由键合强的GaAs（Zn）--Cs+、GaAs-O-Cs偶极子及靠范德瓦尔斯力附着在光阴极表面的Cs2O偶极子构成的偶极层。根据这一结论,解释了光阴极两次激活过程中光电流变化规律的差异。对理解光阴极激活及表面光电发射模型具有重要意义。