硅微通道板像增强器的研究

微通道板作为电子倍增器件可以对电子、离子、紫外和软X射线进行探测和成像.传统微通道板制备是采用玻璃纤维拉制和氢还原等技术,提出分别采用半导体体微加工和电化学腐蚀制备硅微通道板的新技术.在干法刻蚀中采用 ICP 技术制备了孔径为 6～20 μm、间隔4～8 μm、长径比 15～30 的硅微通道板,初步试验结果为对于长径比为 16 的样品,电子增益为 102 数量级.同时,开展了湿法电化学腐蚀技术制作硅微通道板的研究,分析讨论了电化学腐蚀微通道板的机理.结果表明,干法和湿法刻蚀技术可以制备高长径比硅微通道板,与 ICP 技术型比,电化学腐蚀具有较低的成本.     

高分辨率微通道板制造技术

采用玻璃多纤维拉制(GMD)技术研制并批量生产了微小通道(孔径4～5μm)还原铅硅酸盐玻璃微通道板(MCP),空间分辨率达到95lp/mm。优选皮-芯-实体边玻璃组合,解决了小通道实体边MCP制板过程中发生变形、破裂的难题;开发新的拉丝设备和技术以及细小直径单纤维的排棒、复式纤维的排屏工艺和相应的技术设备,保证单复丝拉制过程中纤维的尺寸误差不大于0.5%,解决了MCP增益的均匀性难题,实现了两步法拉丝制作孔径5μm以下MCP的工艺方法。制作的MCP平均孔径5μm,厚度为0.25mm,增益大于1×104(900V)。     

原子层沉积法制备微通道板发射层的性能

随着微通道板的不断发展与完善,通过改善传统工艺提升其性能越来越困难,开发提升微通道板性能的新技术迫在眉睫。纳米薄膜材料的发展及其制备技术的成熟为微通道板的发展提供了契机,利用原子层沉积技术在通道内壁沉积一层氧化铝纳米薄膜,作为二次电子发射功能层,可以增强通道内壁的二次电子发射能力,从而提升微通道板的增益性能。通过优化原子层沉积工艺参数可以在微通道板的通道内壁沉积厚度均匀的氧化铝薄膜。研究结果表明,微通道板增益随沉积氧化铝厚度的变化而变化,在氧化铝厚度为60 cycles时,施加偏压800 V时增益可达56 000,约为正常微通道板增益的12倍。     

硅基微通道板微孔结构形貌的实验研究

硅基微通道板(MCP)的重要技术挑战之一就是如何在硅基上制作高深宽比的微孔阵列结构。采用光助电化学刻蚀方法研究硅基高深宽比微孔阵列制作技术。考虑到实际反应条件下的物质输送、刻蚀液浓度、光照条件、温度等因素的影响都体现在刻蚀电流与电压上,重点研究了电流、电压与微结构形貌之间的关系。通过空间电荷区的大小以及刻蚀电流与溶液浓度之间的关系,得到合理的刻蚀参数。在5inch(1inch=2.54cm)硅基上制作出深度达200μm以上的均匀深孔,得到大面积、高深宽比的均匀微孔阵列,满足微通道板对结构形貌的要求。     

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.     

微通道技术在电子束器件中的应用

微通道板(Micro Channel Plafe)是玻璃纤维工艺与现代电子学相互渗透、密切结合的产物。本文将简要介绍微通道板的基本概念和原理,以及它在夜视仪的象增强器、微光电视摄象管、宽带示波管等光电器件和电子束器件中的应用状况及前景。玻璃纤维技术是玻璃工业的一个重要分支。近十多年来又发展了许多特种玻璃纤维,如;高硅氧、石英以及光学、耐辐射等玻璃纤维。利用纤维来传输光线和图象的科学叫做“纤维光学”,它是光学发展的新分支。光学玻璃纤维是“纤维光学”发展的基础元件。导光或导象的光导纤维实质是在光波频段传输电磁辐射的波导管。光导纤维按机理可分三类;(1)阶跃折射率多模纤维,其特点是芯子的折射率均匀,在包皮和芯子     

近贴型像增强器中微通道板输入端电场模拟研究

微通道板输入端的电场分布影响光生电子的运动轨迹和近贴型像增强器的性能。由于微通道板内大量的微通道孔使微通道板和光阴极之间的电场分布复杂化,为此本文采用有限元仿真分析软件Ansoft Maxwell 3D模拟并建立了微通道板结构和像增强器中微通道板输入端电场分布的关系模型。根据电场模拟结果分析了微通道板中不同孔径直径、孔径间距、微通道板孔的倾斜角及扩口情况对通道板输入端处电场分布情况的影响。同时讨论了电场分布变化对光生电子的运动轨迹及分辨力的影响。这项研究对高品质的微通道板的制备提供了理论基础。     

微通道板最佳倾斜角的设计

本文根据铅硅玻璃次级电子产额公式，计算了对应于不同入射能量的原初电子进入微通道板的最佳入射倾斜角。指出不同材料制作的微通道板（不同的微通道板皮玻璃料方），工作在不同的条件下（入射电子能量不同），就必须设计不同的倾斜角，否则微通道板的电子倍增潜力得不到充分发挥。     

象增强器的制造方法

本发明介绍的象增强器制造方法有下述特点:(1)由同一根光学纤维棒上截取板料;用顺序截下的三块板料制作一个近贴管,中间的一块用腐蚀法制成微通道板,其余的两块经轻微腐蚀处理使其蕊料形成凹陷后,分别涂以光电发射体和萤光体。(5)制作微通道板时成功利用蕊料酸腐蚀法,以致蕊料不含SiO_3,腐蚀后不留残渣。(3)蕊料着以红、绿、蓝三色,可以制成彩色象增强器。按本发明的方法制成的象增强器象质均匀、分辨力高和制作容易。     

碱腐蚀工艺对微通道板性能的影响研究

本文探究了微通道板腐蚀工艺中碱溶液的腐蚀时间对其增益的影响。利用X射线光电子能谱分析仪和原子力显微镜,测试了不同碱腐蚀时间作用后微通道板通道内壁碱金属元素的含量变化情况,以及通道内壁粗糙度变化趋势。结果表明,在不影响微通道板通道内壁粗糙度的情况下,一定程度上减少碱腐蚀时间可以降低微通道板通道内壁的碱金属元素的流失,从而提高通道内部二次电子发射能力,提高微通道板增益。微通道板电性能以及制管后产品增益和噪声性能结果表明,减少碱腐蚀时间,并未增加制管后噪声系数,而通过提高微通道板内表面碱金属的含量,有助于制管增益的提高。     

基于MEMS技术的PDMS电泳微芯片的研制

介绍了一种基于MEMS技术的PDM25电泳微芯片，该芯片主要由三部分组成：集成了高压电极的玻璃基底、PDMS薄膜以及刻有微流路的PDMS板。利用lift—off工艺，在玻璃基底上制作了为电泳分离提供高压的Pt电极。为了提高PDMS微芯片的密封效率，同时也为了保持微流路材料的一致性，通过挤压法首先在玻璃基底上形成了一层PDMS薄膜。电泳分离实验表明：在该微芯片上能够实现DNA片段的有效分离。     

远红外加热在自行车涂装工艺上的应用

简介了三种适用于自行车涂装工艺中的远红外加热元件,指出由远红外加热元件所组成的固化烘道是一种辐射、传导和对流的耦合加热方式。综合分析了这类烘道在实际使用中的烘温曲线,并得出结论:对氨基醇酸漆而言,合理布置SHQ石英管和优质碳化硅板,就能得到理想的固化烘道,其烘温曲线为正态分布。     

薄片激光器低畸变冷却技术研究

薄片激光器的导热距离短,能显著降低热透镜效应,已经成为高功率固体激光研究的热点。然而,随着泵浦口径和泵浦功率的不断增大,热效应愈发严重,其造成的热致畸变成为限制激光器出光功率和光束质量的主要因素之一。针对大尺寸薄片激光器工作时热致畸变过大的情况,提出了基于非均匀冷却的微通道复合射流冲击的流道设计思路。基于该思路完成了中心辐射结构冷却器的设计,并借助流-固-热耦合仿真,研究了不同冷却器的流道结构参数对增益介质热致畸变的影响。实验结果表明,采用中心辐射结构的冷却器能将相同条件下的增益介质的光学畸变缩小50%。     

RT—1型热处理炉的研制

本文介绍了一种连续式网带传送热处理炉的研制,对其主要技术指标、设计要点、控温方式以及提高整机性能做了详细的论述。同时还提供了RT—1型热处理炉与箱式炉对压敏电阻进行热处理的技术参数对比,证明了该设备对提高电子陶瓷元器件一致性和可靠度的重要性。     

Fabrication and Characterization of a Low-Cost, Wafer-Scale Radial Microchannel Cooling Plate

The modeling, simulation, fabrication, and testing of a microchannel cooling plate for microelectronic packaging applications are described in this paper. The cooling component uses forced convection of gas injected inside 128 microchannels of 100-$mu$ m width and 70-$mu$ m height. The nickel-based plate is fabricated on a glass substrate using a two-layer electroforming process using UV-LIGA technology. The thermal behavior of the microchannel cooling device is investigated by using the measurement of partial thermal resistances through the use of the structure functions method. Heat transfer coefficient values of 300 W/m $^{2}$ K have been measured for a nitrogen flow rate of 120 l/h.      

Mathematical Modeling as an Accurate Predictive Tool in Capillary and Microstructured Fiber Manufacture: The Effects of Preform Rotation

A method for modeling the fabrication of capillary tubes is developed that includes the effects of preform rotation, and is used to reduce or remove polarization mode dispersion and fiber birefringence. The model is solved numerically, making use of extensive experimental investigations into furnace temperature profiles and silica glass viscosities, without the use of fitting parameters. Accurate predictions of the geometry of spun capillary tubes are made and compared directly with experimental results, showing remarkable agreement and demonstrating that the mathematical modeling of fiber drawing promises to be an accurate predictive tool for experimenters. Finally, a discussion of how this model impacts on the rotation of more general microstructured optical fiber preforms is given.     

应用MBTC温控系统实现对扩散炉的先进工艺要求

说明了如何设计、开发及应用于扩散炉之MBTC温控系统以满足先进工艺需求。MBTC温控系统是由搭配H∞多变数控制设计法建构一模型表示温度与加热丝功率化的关系,以取代传统PID控制系统,并可提供更优异的温度控制、生产效率、工艺质量与投资回收率。     

应用于LED肋片散热的均温板效果实验研究

将紫铜板和不同尺寸的均温板作为均温组件,布置在LED模拟热源与肋片之间,研究它们在不同热流密度下的均温及热阻表现。实验结果表明,紫铜板和均温板都可使肋片底面温差显著下降,但均温板具有更短的启动时间。只有当热流密度超过一定值时,均温板的均温性能才会明显优于紫铜板,同时均温板尺寸对其均温性能有很大的影响。随着热流密度的增大,紫铜板热阻几乎不变,均温板热阻逐渐减小并趋于平缓；大尺寸均温板在获得小温差的同时,热阻也最小。     

流道截面参量对微通道水冷镜热变形的影响

采用将有限体积法求解三维层流传热方程获得的温度场耦合到ANSYS进行热变形分析的方法,研究了流道截面形状和尺寸对微通道水冷镜内传热现象和镜面热畸变的影响。计算了矩形、梯形、圆形3种截面形状以及3种不同水力直径(百微米量级)下微通道水冷镜的平均换热系数、温升和镜面热变形。结果表明,同一条流道,各壁面温度并不随激光辐照面和镜面呈对称分布,最高温度偏向下游;侧壁的换热系数最大,且沿水流方向逐步减小;流道距进水口距离越大,其换热系数越小。在3种截面形状微通道中,减小截面尺寸可获得较大换热系数,且梯形截面微通道水冷镜能获得最小的镜面热变形量,在热流密度为14730 W/m2,水力直径为239μm,入口速度为2.54m/s的条件下,其镜面热变形仅为0.016μm。     

基于AlAs氧化法研制的垂直腔面发射激光器

结合垂直腔面发射激光器的制备,研究了AlAs选择性氧化工艺中氧化炉温、氮气流量、水温等条件和AlAs层的横向氧化速率之间的关系,并得到了可精确控制氧化过程的工艺条件,在优化的工艺条件下运用湿氮氧化制备出InGaAs/GaAs垂直腔面发射激光器,实现了器件的室温脉冲激射.