双微通道板紫外像增强器工作特性研究

为了研究双微通道板(MCP)对紫外像增强器辐射增益的影响,本文利用南京理工大学制造的宽光谱像管增益测试仪,对单MCP和双MCP紫外像增强器的辐射增益分别进行了测试分析.通过改变阴极电压、MCP输出端电压这两个参数,研究了紫外像增强器辐射增益的变化情况.结果表明,相同工作状态下,双MCP的辐射增益是单MCP的100倍,这一现象与日本Hamamatsu公司报道的数据十分吻合.单MCP紫外像增强器,阴极饱和电压在300 V附近,而双MCP紫外像增强器,阴极电压在300 V附近未见饱和现象出现.单MCP和双MCP紫外像增强器中MCP的工作电压分别为800和1100 V.此研究有助于探讨双MCP紫外像增强器的合适工作参数,对提高紫外辐射探测成像技术具有十分重要的意义.     

双微通道板紫外像增强器工作特性研究北大核心CSCD

为了研究双微通道板(MCP)对紫外像增强器辐射增益的影响,本文利用南京理工大学制造的宽光谱像管增益测试仪,对单MCP和双MCP紫外像增强器的辐射增益分别进行了测试分析。通过改变阴极电压、MCP输出端电压这两个参数,研究了紫外像增强器辐射增益的变化情况。结果表明,相同工作状态下,双MCP的辐射增益是单MCP的100倍,这一现象与日本Hamamatsu公司报道的数据十分吻合。单MCP紫外像增强器,阴极饱和电压在300V附近,而双MCP紫外像增强器,阴极电压在300V附近未见饱和现象出现。单MCP和双MCP紫外像增强器中MCP的工作电压分别为800和1100V。此研究有助于探讨双MCP紫外像增强器的合适工作参数,对提高紫外辐射探测成像技术具有十分重要的意义。     

二代近贴聚焦像增强器纳秒响应技术研究

从理论上对光电阴极面发射电子过渡过程进行分析,光电阴极面电阻是影响光电发射过渡过程的主要因素.通过对光电阴极制备技术改造,使二代近贴聚焦像增强器的管子时间响应小于2ns.     

真空系统中荧光屏余辉测试技术研究

像增强器荧光屏的参数测试是研制三代像增强器的前提.现建立真空测试系统.热电子面发射源在真空中发射电子,电场加速,然后轰击荧光屏,使其发亮.利用电场瞬间拒斥轰击电子,测试荧光屏的余辉;分析电场特性,设计出合理的余辉测试装备,测试出荧光屏的余辉,为其它参数测试或其它领域的研究提供了经验.     

温差法降低碱金属对倒像管沾污的研究

所谓温差法就是在制备20/30倒像管多碱阴极过程中,将像管后半部分套一可控温小电炉,使荧光屏和微通道板(MCP)等部位的温度始终比阴极基底高100℃左右;阴极制备结束后,取下管内的MCP进行XPS分析,同时还与用标准工艺制备阴极后取下的MCP进行对比分析.XPS谱图表明,前者检测到的Na为3.07%,K为2.23%,Cs为0.00%;后者检测到的Na为6.32%,K为2.70%,Cs为0.36%.实验说明,在制备阴极过程中,阳极筒和荧光屏端温度高于阴极面激活温度,使得吸附在MCP电极表面以及阳极筒等高温部件的碱金属,尤其是Na的含量降低.从而说明温差法是降低碱金属蒸气对像管内其它部件的污染,改善背景噪声的有效方法之一.     

温差法降低碱金属对倒像管沾污的研究

所谓温差法就是在制备20／30倒像管多碱阴极过程中，将像管后半部分套一可控温小电炉，使荧光屏和微通道板（MCP）等部位的温度始终比阴极基底高100℃左右；阴极制备结束后，取下管内的MCP进行XPS分析，同时还与用标准工艺制备阴极后取下的MCP进行对比分析。XPS谱图表明，前检测到的Na为3．07％，K为2．23％，Cs为0．00％；后检测到的Na为6．32％，K为2．70％，Cs为0．36％。实验说明，在制备阴极过程中，阳极筒和荧光屏端温度高于阴极面激活温度，使得吸附在MCP电极表面以及阳极筒等高温部件的碱金属，尤其是Na的含量降低。从而说明温差法是降低碱金属蒸气对像管内其它部件的污染，改善背景噪声的有效方法之一。     

高温贮存对GaAs光电阴极光电发射性能影响研究

为了研究高温贮存对GaAs光电阴极光电发射性能的影响,以2只GaAs光电阴极像增强器为研究对象,参照美军标MIL-STD-810F规定,对它们分别进行了70℃、48 h高温贮存实验。在实验过程中间隔一定时间测量一次其光电阴极灵敏度,随后利用Matllab软件和量子效率公式,计算了GaAs光电阴极参数,拟合了量子效率曲线。结果表明,GaAs光电阴极在70℃经过3~4 h贮存后,GaAs体材料与Cs-0表面层材料形成的光电发射层将达到稳定结构。研究成果为高性能GaAs光电阴极像增强器研制提供了技术支撑。     

多碱光电阴极荧光半峰宽对灵敏度的影响研究

论述了Na2KSb(Cs)多碱光电阴极光电发射过程的表征和测量,提出了利用荧光谱来表征光电阴极电子跃迁几率的方法。在同样工艺条件下测量了像增强器多碱光电阴极的光谱响应和荧光谱,比较了多碱光电阴极灵敏度与逸出功、荧光谱强度、荧光谱峰值波长、半峰宽之间的关系,分析了逸出功、荧光峰值波长、峰值强度、半峰宽对多碱阴极灵敏度的影响,得出了影响多碱阴极灵敏度高低的主要原因是Na2KSb膜层的晶格完整性的结论,提出了进一步改进多碱阴极制作工艺的技术途径。     

运用蒙特卡罗方法分析像增强器分辨率

介绍了运用蒙特卡罗方法分析三代微光像增强器分辨率的方法。该方法取一组随机数,来模拟像管中光电阴极受激发射的电子。综合考虑微通道板参数、第一近贴距、第二近贴距、阴极电压和荧光屏电压等影响,模拟追踪电子的运动轨迹。并根据像面上电子的落点分布来计算调制传递函数,从而确定像管的分辨率。经比较,此方法计算简单、运行快速,模拟结果与实验值的偏差不超过5%,理论模型满足实际需求,可为三代微光像增强器的设计提供参考。     

三代微光器件的测试和评估技术研究

在已有的负电子亲和势(NEA)光电阴极特性评估技术的基础上,研制了三代微光器件的测试和评估系统工程样机,用于对三代微光器件的光谱响应等参数的测试和激活过程中的工艺信息监控,通过分析计算可获得三代微光器件光电阴极的表面逸出几率、载流子扩散长度和后界面复合速率等参数.利用该系统对三代微光像增强器进行了测试和评估,文中给出了测试结果并加以分析.     

新型阴极弧电源研制及脉冲增强电子发射(P3e)效应研究

本文研制了新型脉冲阴极弧电源,并实现了脉冲增强电子发射(P3e)以提高真空室内等离子体密度。该电源核心由脉冲发射和维持电流系统构成,由单片机和触摸屏系统协同控制和管理。对P3e电源进行放电特性和脉冲增强电子发射效应进行了研究。结果表明,在相同平均电弧电流条件下,与直流相比,P3e技术能够显著提高工件(基体)脉冲电流与平均电流。在电弧平均电流90 A时,基体脉冲电流由5 A提高到19.6 A,基体平均电流由2.2 A最大提高到4.6 A,表明脉冲增强了电子发射,进而获得高的等离子体密度,这将有助于增加膜层致密性、降低膜层应力。该新型电源对于阴极弧靶中毒抑制、膜层结构改善、膜层颗粒污染控制具有重要的意义。     

热铟封技术中多层金属薄膜的研究

在像增强器制备过程中,转移阴极—铟封技术使器件设计更加自由,并能提高器件的增益及时间、空间分辨率。相对于冷压铟封,热铟封技术更加简单实用,设备造价低,因此,在真空光电器件制备领域有着广泛的应用前景。但是,热铟封技术在保证器件气密性方面仍需进一步改善。本文采用真空蒸镀方式,在玻璃上制备了多层金属薄膜,以提高In-Sn合金与玻璃的润湿性能。采用座滴法比较了合金在玻璃及五种膜层结构表面的润湿及铺展性能。利用JSM-6700F型场发射电子扫描显微镜分析了润湿界面特性。结果表明:In-Sn合金与玻璃的润湿性能差,且在封接界面处容易产生孔洞;In-Sn合金在膜层结构玻璃/Cr/Cu和玻璃/Cr/Ni/Cu/Ag上表现出良好的铺展性和润湿性,在封接界面处,合金与薄膜表层结合致密,无缝隙或孔洞出现;器件铟封实验表明,采用膜层结构玻璃/Cr/Ni/Cu/Ag,热铟封制管成品率高,气密性良好。     

基于C-W复合膜/无定形碳纳米岛的表面传导电子发射阴极

介绍了基于C-W复合膜/无定形碳纳米岛的表面传导电子发射阴极,并对其制备工艺和发射性能进行讨论。利用低熔点纳米Bi岛作为掩模刻蚀得到无定形碳的纳米岛结构,在保留大岛形貌的同时,去除了一定量的小岛结构;同时在无定形碳中掺入少量的W原子,制作导电性极佳的C-W复合膜作为上层发射层,利于激活形成电子发射区域。通过对工艺参数的优化,得到了稳定、均匀的电子发射,电子发射率在阴阳极间距2mm、阳极电压为3 kV时达到0.9%,向器件实用化方向迈出了重要的一步。     

紫外多阳极(128×128)微通道阵列光电倍增管的研制

详细报道了新研制的紫外多阳极微通道阵列光电倍增管。该器件采用了叠合式阵列阳极(128×128)、端窗式“日盲”紫外光电阴极(碲铷RbTe)、高增益的Z型微通道板组件、近贴聚焦结构等先进技术。器件的主要性能参数为阴极发射灵敏度18 mA/W,增益2×10     

微通道板光电倍增管研制成功

微通道板光电倍增管（MCP－PMT）是一种具有高增益、高分辨、快速响应、低功耗的新型光电器件。它与打拿式倍增相比，主要区别在于电子倍增采用的是多单通道列阵排列，厚度仅有0．5毫米的微通道板。因此具有体积小、重量轻、结构车、引线少、耐冲击与特动等特点。MCP－PMT除用于天文导航、生物学、医学、光谱测量、飞点扫描和快速检测外，还可用于光密度测量和石油勘探等。特别是在单光子计数和核技术研究中起着更加重要的作用。这类器件国外八十年代才有商品出售。MCP－PMT采用并联式大气压氮分子激光器，波长337．Inm、脉冲半宽0…     

内径20mm导向套筒内壁处理(1):空心阴极氩气放电特性研究

针对高端阀门内径20mm导向套内壁处理,采用高频高压脉冲电源,研究了氩气气氛下工作气压、脉冲电压和频率等参数对导向套空心阴极放电伏安特性的影响,并对工件间距及与阳极距离等放电结构进行了研究。结果表明:管内空心阴极放电需要一个稳定过程,脉冲电流随着时间的增加逐步降低,而后达到稳定放电阶段。提高脉冲电压或工作气压,管内空心阴极脉冲峰值电流增加。脉宽或频率的增加,脉冲峰值电流不变,但平均电流增加,且频率的增加使得激励时间减少。放电结构的分析表明,管间距的减少,放电电流变化不大,而管口与阳极之间距离的减少,使得放电峰值电流略有增加。以上研究结果为高端阀门小直径导向套等内壁薄膜制备提供了有效指导。     

原子层沉积微通道板的研究进展

微通道板(MCP)是光通讯和光电子技术领域实现电子倍增和信号放大的核心器件,其性能提升主要包括提高增益、延长寿命和降低暗计数。目前国内外普遍使用的商品化微通道板仍是基于传统铅硅酸盐玻璃经氢还原工艺制备的。尽管经过四代玻璃组分和制备工艺优化,MCP增益可达10~3,寿命为0.3 C/cm~2,暗计数为0.25 events/(s·cm~2),但由于玻璃组分和复杂制备工艺的限制,其离子反馈、背景噪声很难进一步降低,增益也无法大幅提升。鉴于此,近10年来科研人员提出并完善了新的解决方案——利用原子层沉积(ALD)技术,在硼硅酸盐玻璃基板孔内制备导电层和二次电子发射层等功能层,从而获得具有导电和电子倍增能力的微通道板。这种新型原子层沉积微通道板(ALD-MCP)有效避免了基板玻璃材料对其性能优化的制约,实现了基板材料和功能材料的独立设计,能够显著提高微通道板的综合性能。经过一系列尝试,国际上已开发出性能远优于传统MCP的ALD功能层:以Al_2O_3/ZnO、Al_2O_3/W或Al_2O_3/Mo为导电层,MgO或Al_2O_3为二次电子发射层的ALD-MCP增益已达10~4,暗计数降低至0.078 events/(s·cm~2),寿命提升至7 C/cm~2,但是其性能稳定性仍有待进一步提高。此外,还需要在提高沉积效率、优化调控功能层性能等方面进一步深入研究。本文从功能层的组成和微通道板的性能两方面归纳、梳理了利用原子层沉积技术制备微通道板的国内外研究情况,并总结了目前研究中存在的不足,展望了未来发展趋势。     

一种半导体玻璃及其制作的体导电微通道板的特性表征

将微通道阵列移植到体导电基体可使微通道板(Microchannel Plate,MCP)免受离子反馈难题的困绕,而半导体玻璃可在不改变MCP的传统制作方法的基础上制作体导电MCP.一种特定组分的钒铁铅铝磷酸盐的半导体玻璃,采用与传统的还原铅硅酸盐玻璃MCP完全相同的制作方法,但不经过氢还原处理,制作成通道间距为12 μm的25mm直径的无实体边的MCP样品,这种半导体玻璃制作的MCP样品,在加载1kV的恒稳态电压下,有稳定的微安级的传导电流和102量级的电流增益.本文对这种钒铁铅铝磷酸盐的半导体玻璃及其制作的体导电MCP样品的基本性能和表现进行了表征和分析,并讨论了进一步改进措施.     

网格状电阻层对FEA的作用

讨论了具有横向电阻的网格状电阻层结构的场发射阵列 ,因为场发射阵列发射的不均匀性以及异常发射都是妨碍场发射显示器发展的重大问题。电阻层的等效电阻有横向与纵向电阻之分 ,相互串接在阴极与微尖发射体之间。实验制得的场发射阵列器件 ,展示了电阻层在改善器件性能方面的重要作用     

铁电阴极几何参数对二极管电子发射的影响

主要讨论了触发电场的脉宽和阴极几何参数对铁电二极管电子发射的影响,通过对不同脉宽激励下的电子发射试验发现触发脉冲的最佳工作宽度范围是150-250ns。对不同几何参数铁电阴极片在正脉冲激励下的电子发射研究指出:一般实验条件下(触发电压小于4kV/mm),触发梯度电场相同时,阴极越厚,条栅电极越细密,发射电流密度越大;极化反转发射中前沿发射方式和后沿发射方式可以共时存在。