微通道板清洗设备研制

基于微通道板的清洗工艺,设计了清洗设备的结构,并对设备的核心部件详细说明.利用液体射流喷射实现喷淋清洗,采用液体液下喷射循环实现液体的紊流,减少了搅动和传动系统为系统带来的复杂性.利用超声和兆声双频率清洗实现了对MCP不同粒径腐蚀产物和污染物的清洗,工作槽斜底式设计和频率扫描改进槽内声场的均匀性,功率精度达到±10%.储液槽预热结合在线加热,使液体温度精度达±0.5℃,改善了MCP清洗主要工艺参数的稳定性和一致性,体现了湿法清洗的独创性和实用性,实现了清洗工艺过程的半自动化.     

铟镓砷焦平面阵列在微光夜视应用中的潜力及前景

得益于夜气辉在短波红外(SWIR)0.9~1.7μm波段的自然辐射数十倍强于夜天空在可见光和近红外(NIR)0.4~0.9μm波段的辐射,SWIR成像成为应用于微光条件下的成像探测的最佳选择,由晶格匹配In0.53Ga0.47As/InP制作InGaAs焦平面阵列(Focal Plane Array,FPA),灵敏于0.9~1.7μm波段,在整个响应波段具有超过70%的量子效率,和室温非制冷工作的极低的暗电流。通过减薄基底,还可将InGaAs FPA的短波限延伸至可见光波段的0.4μm。最近几年,超低暗电流、低读出噪声、大面阵和小像素尺寸的InGaAs FPA的开发取得了实质性的进展,特别是暗电流得到了数量级的降低,InGaAs FPA探测器已经显露出应用于微光夜视的极大潜力,并且还通过采用更复杂的温度相关的非均匀校正算法实现了无TEC的低功耗工作,基于超低噪声的密集阵列InGaAs FPA的SWIR成像技术有望成为新一代夜视技术的一个重要组成部份。     

三代微通道板记忆效应研究

针对三代微通道板在制作像增强器中出现的电子记忆效应现象进行分析,指出记忆效应的产生机理是通道内壁表面的多孔介质膜(PbO-Al2O3-SiO2系铅铝硅酸盐玻璃)引起的自激发射.分析了多孔介质膜的结构和形成原因,提出了采用调整玻璃材料中SiO2含量、优化金属氧化物的引入种类及数量改进通道内壁结构.工艺上采用减少皮料被酸碱腐蚀的时间和降低还原温度以减少多孔介质膜的形成.实验结果表明,采用新的材料配方,优化的三次酸碱腐蚀和520～560 ℃氢还原工艺消除了微通道板的记忆效应,提高了像增强器的信噪比.     

应用于中子照相的热中子敏感微通道板

介绍了中子成像探测技术的应用。由于直接在微通道板(MCP)玻璃中掺加中子灵敏核素可使MCP对热中子敏感,从而可将MCP事件计数成像探测器的优势成功地应用于以中子为探针的成像探测技术,本文开展了热中子敏感微通道板的研究。通过在MCP玻璃中掺摩尔百分比为3%的Gd2O3,并沿用MCP的制作方法,完成了直径为50mm和106mm的大面阵热中子敏感MCP的制作,并进行了基于这种大面阵热中子敏感MCP的中子事件计数成像探测器的中子成像实验。理论和实验结果都验证了掺摩尔百分比为3%的Gd2O3 MCP可取得对热、冷中子30%~50%的探测效率。最后,进一步介绍了目前开展的封装式中子敏感MCP增强管的研制工作。基于掺Gd2O3的MCP增强管并经光学耦合到CCD或CMOS相机的紧凑混合传感器结构是实现高时空分辨能力的中子照相无损检测技术的有效途径。     

微通道板双面抛光技术

基于微通道板皮料、芯料、实体边玻璃材料的特点,分析了微通道板的双面抛光机理,研究了抛光工艺参数(抛光粉、抛光压力、抛光液pH值等)对MCP平面粗糙度、表面质量的影响,提出了微通道板的抛光工艺及参数:抛光粉应选择莫氏硬度为6、粒度为1.5μm的CeO2;抛光压力和时间按照特定的台阶式工艺进行.抛光液的pH值对MCP表面粗糙度有较明显的影响,pH值会随抛光时间延长而升高,宜控制在6～8.     

微通道板的离子反馈对像增强器性能升级的影响分析及改进途径探究

通过引入像增强器噪声因子的概念,对几种典型的像增强器的有效量子效率进行了评比,分析了MCP工作状态下由倍增电子引发的离子反馈对像增强器的影响,说明了无论是砷化镓光阴极像增强器,还是多碱光阴极像增强器,要实现面向四代像增强器品质因数的性能升级,实现低离子反馈低噪声因子MCP都具有同等的必要性和重要性。而通过对MCP玻璃成份的优化改进,结合对MCP基体玻璃的晶化处理,达到对MCP基体的微结构改性,抑制产生离子反馈的有害物种在MCP通道内壁表面的形成,是实现低离子反馈MCP的有效技术途径。