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金阴极的选择性光电效应

物理学报 2010年第7期59卷 4967-4971页

作者：袁铮刘慎业曹柱荣李云峰陈韬黎航张海鹰陈铭中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900 重庆大学光电工程学院重庆400030

提出了一种测量金阴极的紫外光谱响应特性的方法.利用微通道板(microchannel plate,简称MCP)对电子的高增益特性,通过直接测量金阴极MCP探测器输出电流表征金阴极的紫外光响应.测量金阴极MCP探测器在200—340nm波段的光谱响应,得到金阴... 详细信息

提出了一种测量金阴极的紫外光谱响应特性的方法.利用微通道板(microchannel plate,简称MCP)对电子的高增益特性,通过直接测量金阴极MCP探测器输出电流表征金阴极的紫外光响应.测量金阴极MCP探测器在200—340nm波段的光谱响应,得到金阴极的谱响应特性:金作为逸出功较大的金属,也具有碱金属才有的选择性光电效应.其选择峰值位于5.72eV处,通过理论验证了该峰值的位置.

关键词：选择性光电效应金阴极紫外光谱响应微通道板

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金阴极微通道板能谱响应的理论研究

光子学报 2009年第10期38卷 2495-2500页

作者：袁铮刘慎业肖沙里曹柱荣黎航王丽伟中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 重庆大学光电工程学院重庆400030

分析了金阴极微通道板在X射线段(0.1～10keV)的能谱响应,从阴极量子效率,X射线在通道材料中的衰减,微通道壁的铅层的光电效应,微通道板通道增益等多个方面进行综合计算,结果表明:得出较完善的阴极型微通道板能谱响应理论公式及其数值模... 详细信息

分析了金阴极微通道板在X射线段(0.1～10keV)的能谱响应,从阴极量子效率,X射线在通道材料中的衰减,微通道壁的铅层的光电效应,微通道板通道增益等多个方面进行综合计算,结果表明:得出较完善的阴极型微通道板能谱响应理论公式及其数值模拟曲线.在只考虑一个通道,增益值为1时,微通道板的能谱响应完全取决于金阴极的量子效率,若考虑多通道效应,微通道板的能谱响应受通道材料元素吸收边的影响发生突变,且通道数目越多,影响越显著;能谱响应随电压增大呈增长趋势,但会受到微通道板饱和电流的限制.实验给出了微通道板能谱响应与入射角的关系曲线,确定了能获得增益的最小入射角.

关键词：微通道板能谱响应光电效应金阴极量子效率

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一种基于金阴极MCP的冷阴极电子源的研制

质谱学报 2023年第1期44卷 96-104页

作者：姚文静刘术林闫保军张斌婷韦雯露彭华兴杨玉真河南大学物理与电子学院河南开封475004 中国科学院高能物理研究所核探测与核电子学国家重点实验室北京100049 中国科学院大学核科学与技术学院北京100049 中国科学院大学物理科学学院北京100049 上海中医药大学针灸推拿学院上海201203

采用深紫外光子激发金阴极产生的冷阴极电子源具有诸多优点,将其应用于电子轰击离子源(EI)有助于获得高质量的离子源。本实验分别采用在JGS2石英玻璃上蒸镀金薄膜构成透射式金阴极、在微通道板(MCP)输入面蒸镀金薄膜构成反射式金阴极,... 详细信息

采用深紫外光子激发金阴极产生的冷阴极电子源具有诸多优点,将其应用于电子轰击离子源(EI)有助于获得高质量的离子源。本实验分别采用在JGS2石英玻璃上蒸镀金薄膜构成透射式金阴极、在微通道板(MCP)输入面蒸镀金薄膜构成反射式金阴极,将二者以不同的组合方式装配在一起,通过施加不同的间隙电压,从而获得较大范围的电子流输出,研制出电子束流可调(10^(-11)~10^(-5) A)、均匀分布(非均匀度6.5%)的稳定输出(稳定工作时间大于5 h)电子源,有望在高质量EI源中得到推广和应用。

关键词：电子源深紫外金阴极微通道板(MCP) 电子束流

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门控分幅相机的能谱响应特性研究

门控分幅相机的能谱响应特性研究

作者：袁铮重庆大学

学位级别：硕士

门控分幅相机现已成为国内ICF实验的重要诊断设备,在黑腔物理、X光辐射输运、辐射烧蚀不透明度等研究领域中扮演着至关重要的角色。而目前使用的门控分幅相机仍然存在量子效率不明确、能谱响应度曲线未知,响应影响因素不明等问题,导致IC... 详细信息

门控分幅相机现已成为国内ICF实验的重要诊断设备,在黑腔物理、X光辐射输运、辐射烧蚀不透明度等研究领域中扮演着至关重要的角色。而目前使用的门控分幅相机仍然存在量子效率不明确、能谱响应度曲线未知,响应影响因素不明等问题,导致ICF实验结果无法精确量化。因此,研究门控分幅相机的能谱响应问题对于高能高密度等离子体发射的宽频带X射线成像是非常重要的。在深入研究了门控分幅相机的基本结构、工作原理和主要参数指标后,基于美国利弗莫尔实验室和圣地亚国家实验室等的研究成果,建立了分幅相机的核心元件——金阴极MCP的能谱响应二维简化理论模型,推导得出了能谱响应的计算公式,并模拟得到了理论响应曲线。该理论研究主要从阴极光电产额、多通道效应、微孔内壁铅层的光电效应、单个微通道的增益几方面来开展。在阴极材料和入射光子能量一定时,阴极光电产额与阴极的质量光致电离截面、阴极质量密度和入射光子能量成正比,而X射线衰减长度、二次电子在阴极材料中的平均逃逸深度等也是影响阴极光电子产额的重要参数;当入射的X光子能量较大时,X射线可能穿透MCP微通道壁而进入相邻通道内,从而在该通道内发生光电转换产生光电子,即多通道效应,研究此效应对金阴极MCP能谱响应的影响,其关键在于MCP材料对X射线的吸收系数和光电子产生的位置;X射线穿透微通道后可能会轰击相邻通道壁的铅层,从而因铅的光电转换而产生的光电子也会在通道内碰撞得到倍增,因而计算时需要考虑铅的光电子产额和由此引起的电子增益;MCP对光电子的倍增作用可由MCP单个微通道的增益来计算,将微通道视作离散的打拿极,光电子产生的位置不同,其倍增级数则不同,综合来看增益主要由MCP长径比和光电子产生处距电子出射面的距离决定。从理论模拟结果可得出结论:金阴极MCP的能谱响应与金和铅的密度、费米波矢、质量光致电离截面、二次电子逃逸深度、X射线衰减长度、MCP通道材料对X射线的线性吸收系数等有关。为了解金阴极MCP在紫外波段的能谱响应特性,探索金阴极MCP能响标定的实验条件,设计了金阴极MCP探测器在紫外波段能谱响应的测定实验。分析实验结果得出结论:当电子收集极与MCP输出面之间距离为0.5mm时,只需要9V收集电压就可将二次电子完全收集;MCP的暗电流在皮安量级,且在25pA附近随机波动;金阴极MCP探测器在入射光子能量低于4.9eV(金的逸出功)大于4eV时仍有一定响应;金阴极的光谱响应曲线在5.72eV处存在一个响应峰值,该峰值是金的选择性光电效应峰值。在紫外能谱响应实验的基础上,利用北京同步辐射装置3B3实验站的单色X射线进行了三种金阴极MCP探测器在X射线段(2.1～6keV)的能谱响应的标定实验。标定结果表明:①如理论所预言,金阴极MCP的能谱响应总体上是随入射光子能量增大而衰减的。但其中会因为某些元素的吸收边而存在一些陡峭的小峰。②入射角越大,则增益值越小,能谱响应也越低。由于实验时X射线正入射到MCP板表面,因此X射线的入射角等于MCP的斜切角,斜切角小的MCP探测器的能谱响应度好。③当金阴极膜深入到微通道内壁上的深度太深时,势必会影响到铅层对二次电子的倍增作用,同时也会使金对X射线的吸收边更明显,从而掩盖铅的部分吸收边。④MCP输入面的金膜越厚,则阴极量子效率越高,但阴极覆层太厚,又会造成通道口的堵塞。选择最佳的阴极结构和厚度,可使阴极对X射线的光电转换效率达到最优。因此,从分幅相机能谱响应的理论和实验综合来看,相机的能谱响应主要与阴极的吸收系数、阴极材料的结构参数、MCP基底材料对X射线的吸收系数、二次电子发射能力等因素有关。通过减小MCP斜切角,适当增大金阴极膜的厚度等方式可提高相机的能谱响应度。

关键词：金阴极分幅相机能谱响应 X射线紫外光

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大口径MCP测试仪研究

大口径MCP测试仪研究

作者：李金沙南京理工大学

学位级别：硕士

本文从作者参与的MCP大板测试仪的研制开发项目出发,从设计思路、测试方法等方面对设备的研制开发情况作了较详细的描述,结合生产实际需要,制造出了完全满足生产需要,性能达到工艺要求的自制设备。由于作者本人水平有限,对理论性的问题... 详细信息

本文从作者参与的MCP大板测试仪的研制开发项目出发,从设计思路、测试方法等方面对设备的研制开发情况作了较详细的描述,结合生产实际需要,制造出了完全满足生产需要,性能达到工艺要求的自制设备。由于作者本人水平有限,对理论性的问题没有进行深入研究,只是做为一名工程技术人员对制造设备的实际情况进行了客观描述,总结了经验,提高了技术水平,为以后的设备自制夯实了基础。

关键词：微通道板(MCP) 真空系统微电流测量 PLC 金阴极

IL-1302型血气酸碱分析仪PO₂电极的再生

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分子诊断与治疗杂志 1995年第2期 39-39页

作者：郭炳超彭立义解放军151医院济南军区总医院 455000

美国IL-1302型血气酸碱分析仪PO2电极的工作原理是Ag/AgCl阳极上银失去电子被氧化（Ag+Cl-→AgCl+e-）,从而为铂金阴极上氧被还原提供电子（02+2H20+4e-→40H-）,通过测量此电子流来计算氧分压.该分析仪PO2电极使用久后阳极表面氯化银... 详细信息

美国IL-1302型血气酸碱分析仪PO2电极的工作原理是Ag/AgCl阳极上银失去电子被氧化（Ag+Cl-→AgCl+e-）,从而为铂金阴极上氧被还原提供电子（02+2H20+4e-→40H-）,通过测量此电子流来计算氧分压.该分析仪PO2电极使用久后阳极表面氯化银逐渐损耗,导致电极电位不稳而影响标定和测试.我们将废旧的PO2电极作再生处理后继续使用,效果满意,现介绍如下.

关键词：血气酸碱分析仪 IL-13 电极电位 PO2 工作原理阳极表面再生处理血液标本金阴极