热循环后处理提升高温光电倍增管计数稳定性研究

作     者：严仕凯 司曙光 江涛 王亮 王兴超 任玲 吴凯 王仡仡 齐波 金睦淳 金真 黄国瑞 涂蕴超 王宁 陈作伦 

作者机构：北方夜视科技(南京)研究院有限公司 微光夜视技术国防科技重点实验室 中海油田服务股份有限公司 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主　　题：探测器 光电倍增管 高温 计数率 后处理 石油测井 

摘      要：具有计数稳定的高温光电倍增管能保证石油测井的准确性，针对高温对光电倍增管带来的计数不稳定性，本文通过引入热循环后处理方法，从多方面大幅提升高温光电倍增管的计数率稳定性。与常温相比，原始高温光电倍增管在高温下的最佳坪区增加50V、坪斜增大约114%、与常温的计数比在84.5%至92.5%之间，而经过热循环后处理的高温光电倍增管在高温下的最佳坪区不发生移动、坪斜仅增大35.7%、与常温的计数比不低于94.1%。此外，改进后的高温光电倍增管的计数率在175℃高温下工作400小时后仍能保持初始值的97.0%以上。通过分析高温下暗噪声随电压变化曲线以及高压下暗噪声随温度变化曲线，可以推测热循环后处理能降低残余在管壁或管脚的碱金属在高温条件下蒸发带来的离子反馈暗噪声，从而提升计数率的稳定性。分析光谱响应曲线的结果表明管内残余的碱金属在热循环后处理后与光电阴极发生反应，从而使得管内残余碱金属量变少。本文提出的热循环后处理方法简单有效，有望加快高温光电倍增管迈向实际应用的进程。