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电子清刷对双MCP像增强器闪烁噪声的影响

红外技术 2013年第5期35卷 295-299页

作者：冯刘刘晖张连东高翔苗壮程宏昌贺英萍史鹏飞微光夜视技术重点实验室陕西西安710065 北方夜视科技集团有限公司云南昆明650223

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... 详细信息

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。

关键词：电子清刷双微通道板像增强器闪烁噪声萃取电荷量

微通道板电子清刷面电子源与像增强器门控电源的研究

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微通道板电子清刷面电子源与像增强器门控电源的研究

作者：余洋西安理工大学

学位级别：硕士

微光探测中的像增强器由光阴极、微通道板MCP(Micro channel plate)及荧光屏3部分组成。本文聚焦像增强器中的MCP电子清刷和光阴极门控电源2个关键部分进行了理论和实验研究。MCP是用玻璃制成的电子倍增器件,有大量微孔,在制作过程中会... 详细信息

微光探测中的像增强器由光阴极、微通道板MCP(Micro channel plate)及荧光屏3部分组成。本文聚焦像增强器中的MCP电子清刷和光阴极门控电源2个关键部分进行了理论和实验研究。MCP是用玻璃制成的电子倍增器件,有大量微孔,在制作过程中会吸附大量气体,所以需要进行烘烤除气和电子清刷除气。为了对MCP所有微孔进行均匀电子清刷操作,需要有均匀面电子源提供输入电子,其中热电子发射作为一种电子产生方法,可以用于产生面电子源。本文根据灯丝热电子发射理论,结合现有电子枪结构,选择平面螺旋结构的电子枪灯丝,设计了电子枪整体安装结构,通过模拟仿真优化电子枪结构中各部件的电压,在电子枪顶部开口直径40mm条件下,实验获得电子枪输出面电子均匀性大于70%,实验电压值与模拟值一致。为了提升像增强器的工作动态范围,特别是要适应强光环境,需要给像增强器阴极采用门控供电。本文设计了一种新型门控电源用于像增强器阴极门控供电。根据阴极门控供电要求,设计了由两种电路组合方式,实现从窄脉冲8.7ns到宽脉冲接近直流的输出,输出脉冲重复频率1kHz,占空比调节范围从0.0008%到接近100%,高电平250V,低电平0V,同时设计的电路还满足低成本、低功耗、小体积要求。对于像增强器阴极门控,需要获取外部反馈信号调节脉冲宽度从而实现自动门控,为了获得快速反馈响应,本文提出根据荧光屏的亮度反映荧光屏电流大小的方法,作为反馈信号,设计了荧光屏亮度采样反馈电路,避免高压下对荧光屏微弱电流的采样,从而实现简单、快速的反馈信号获取。

关键词：微通道板电子清刷像增强器门控电源

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电子清刷对双MCP像增强器闪烁噪声的影响

电子清刷对双MCP像增强器闪烁噪声的影响

第十届全国光电技术学术交流会

作者：冯刘刘晖张连东高翔苗壮程宏昌贺英萍史鹏飞微光夜视技术重点实验室北方夜视科技集团股份有限公司

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... 详细信息

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。

关键词：电子清刷双微通道板像增强器闪烁噪声萃取电荷量

来源： cnki会议评论

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大长径比微通道板电子清刷实验研究

真空电子技术 2024年第6期 1-9页

作者：闫保军刘术林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

电子清刷实验对于评估微通道板(Microchannel plate,MCP)的体电阻、增益、累计拾取电荷量和寿命等性能参数具有重要意义。利用电子清刷系统在5×10-5Pa真空设备内,分别对两片长径比为80∶1、孔径为6μm、外径为25 mm的MCP进行了电子清... 详细信息

电子清刷实验对于评估微通道板(Microchannel plate,MCP)的体电阻、增益、累计拾取电荷量和寿命等性能参数具有重要意义。利用电子清刷系统在5×10-5Pa真空设备内,分别对两片长径比为80∶1、孔径为6μm、外径为25 mm的MCP进行了电子清刷实验研究,其中一片MCP表面及其通道内生长了氧化铝薄膜。通过改变清刷时间、剂量及次数和MCP工作电压,探索了电子清刷工艺。两片MCP的清刷次数、清刷总时间和累计拾取电荷量分别为21次和55次、1134 min和4460 min、263 mC和2329 mC。通过测试清刷前后MCP体电阻、增益和工作电压的关系,以及增益和清刷剂量之间的关系,详细评估了清刷工艺对MCP性能参数的影响。结果表明,进行大剂量清刷时,电子枪位置与MCP之间距离太小会造成MCP在清刷过程中由于受热严重而损坏;对于传统长径比为80∶1的MCP,其经过电子清刷后的稳定体电阻值高于清刷前的体电阻值,而对于镀膜氧化铝的MCP,经过电子清刷后的稳定体电阻值低于清刷前的体电阻值;经过电子清刷后,立即测试MCP体电阻值和增益,测试结果偏小,随着等待时间的延长,体电阻和增益会逐渐升高并趋于稳定;对每次清刷结束后立即测试MCP的体电阻值进行比较,可以有效判断MCP在清刷过程中的状态是否正常;随着清刷剂量的增多,在较低的工作电压下,MCP的增益迅速降低并很快趋于稳定;镀膜MCP的累计拾取电荷量可以超过2329 mC,其在不同工作电压下的稳定增益约为5~300。

关键词：微通道板电子清刷累计拾取电荷量寿命

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二代近贴管微通道板(MCP)电子清刷技术

应用光学 2001年第4期22卷 23-25,22页

作者：徐江涛西安应用光学研究所陕西西安710100

主要介绍二代近贴微光管 MCP电子清刷技术研究结果 ,结合质谱分析对

关键词：近贴微光管微通道板电子清刷光电发射

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产生大面积均匀面电子源的电子枪设计

真空科学与技术学报 2019年第12期39卷 1109-1113页

作者：顾运厅林焱剑闫保军刘术林杨玉真余洋温凯乐王玉漫广西大学物理科学与工程技术学院南宁530004 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 西安理工大学理学院西安710054 南京大学物理学院南京210093 中国科学院大学北京100049

为了满足大尺寸微通道板(MCP)的性能测试和电子清刷除气处理,设计了一种电子枪,可以产生尺寸大、均匀性好、动态范围宽的平面电子源。该电子枪采用功函数较低的钽丝,加工成盘香式结构,通过外加电场,使得出射后打到微通道板输入面上的电... 详细信息

为了满足大尺寸微通道板(MCP)的性能测试和电子清刷除气处理,设计了一种电子枪,可以产生尺寸大、均匀性好、动态范围宽的平面电子源。该电子枪采用功函数较低的钽丝,加工成盘香式结构,通过外加电场,使得出射后打到微通道板输入面上的电子源束流密度可调、均匀性优于90%,12 h内的稳定性优于±0.1μA,动态范围达到7个数量级(10^-12~10^-5 A),可以实现对直径为50 mm的微通道板进行精确测试和严格的电子清刷处理,也可以应用于其它领域。

关键词：微通道板电子枪电子清刷热电子发射直流增益测试

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基于真空除气的微通道板噪声抑制技术研究

基于真空除气的微通道板噪声抑制技术研究

作者：聂晶西安工业大学

学位级别：硕士

微光像增强器作为一种在低照度下对目标的探测和识别的电真空器件,其噪声特性直接制约者它的观察效果和视距,是影响其成像效果的重要因素。作为微光像增强器核心部件之一的微通道板(Micro channel Plate,简称MCP),在放大输入信号的同时... 详细信息

微光像增强器作为一种在低照度下对目标的探测和识别的电真空器件,其噪声特性直接制约者它的观察效果和视距,是影响其成像效果的重要因素。作为微光像增强器核心部件之一的微通道板(Micro channel Plate,简称MCP),在放大输入信号的同时,也放大并产生噪声,理论普遍认为它是整个像增强器的主要噪声源。降低MCP的噪声因子,可以有效的提高微光像增强器的信噪比,进而提高低照度下像增强器对景物的目标探测、识别能力,非常必要。本文在现有高性能MCP研究成果的基础上,通过MCP二次电子发射理论、MCP材料的组成和MCP通道内壁的微观形貌,对MCP固定图案噪声、电子散射噪声、离子反馈噪声和散射噪声等噪声产生的机理进行了较深入的理论分析。并根据真空热脱附和电子诱导脱附理论,对MCP真空除气的机理及MCP内气体对其噪声的影响进行了分析研究。利用扩散模型对MCP真空热处理进行理论模拟。通过研究指出了MCP内的残余气体是影响MCP噪声因子的主要因素,且通过真空热处理和电子清刷可以有效的去除MCP表面及体内的残余气体,降低其噪声。使用超高真空测量装置和MCP综合测试台分别进行了真空热处理过程中MCP残余气体的测量分析和真空电子清刷除气实验,并利用MCP噪声因子测试仪,对实验各阶段MCP的噪声因子进行了测试,全面分析研究了不同工艺真空除气对MCP噪声因子的影响。根据大量的实验结果,并综合考虑工艺周期等因素,最终确定了MCP真空热处理及预电子清刷的工艺参数,提出了合适的真空除气工艺,使得MCP内残余气体减少,MCP噪声因子较除气前降低了21%。

关键词：像增强器微通道板真空除气热处理电子清刷噪声

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均匀面电子源和通道式电子倍增器性能研究

均匀面电子源和通道式电子倍增器性能研究

作者：林焱剑广西大学

学位级别：硕士

微通道板(MCP)在制作过程中微通道内表面会吸附大量气体,这些气体会导致MCP的寿命缩短、噪声增加、灵敏度下降。为了满足大尺寸微通道板的性能测试和电子清刷除气处理的需求,设计了一种电子枪,可以产生尺寸大、均匀性好、动态范围宽的... 详细信息

微通道板(MCP)在制作过程中微通道内表面会吸附大量气体,这些气体会导致MCP的寿命缩短、噪声增加、灵敏度下降。为了满足大尺寸微通道板的性能测试和电子清刷除气处理的需求,设计了一种电子枪,可以产生尺寸大、均匀性好、动态范围宽的平面电子源。该电子枪采用功函数较低的钽丝,加工成盘香式结构,通过外加电场,使得出射后打到微通道板输入面上的电子源束流密度可调,均匀性优于90%,对于电子清刷12小时内的稳定性优于±0.1μA,动态范围达到7个数量级(10-12～10-5A)。经过大量实验测试表明,该电子枪可以满足微通道板电子清刷工艺和直流性能测试的需求。通道电子倍增器(CEM)可以直接探测电子、离子、X射线等带能粒子,是分析仪器、探测仪器等精密仪器的重要组成部分。为了合理使用和开发高性能CEM,需要搭建一套测试平台,可以对CEM的性能进行综合测试研究。本论文工作首先是测试CEM不同电压下的电阻;然后是测试CEM不同电压和输入电流的增益;最后是测试CEM不同电压下的单光电子电荷谱。测试结果表明:随着CEM电压的升高,电阻稳定在99MΩ;CEM直流增益达到了 106量级,随着输入电流的升高,增益呈下降趋势;脉冲增益达到了 108量级,2700V时FWHM为46.9%,随着CEM电压的升高,增益逐渐增大,FWHM逐渐减小。通过测试研究,本文设计的测试平台达到了评价CEM性能的目的。

关键词：微通道板电子枪电子清刷通道电子倍增器增益电荷谱 FWHM

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大面积微通道板清刷与测试技术研究

大面积微通道板清刷与测试技术研究

作者：汤狸明南京理工大学

学位级别：硕士

微通道板(MCP)作为一种高性能的二维电子倍增器件,具有低噪声,高增益,高分辨率等优点,被广泛应用于微光夜视、空间探测等领域。基于大面积MCP的X射线探测器是脉冲星导航的重要部件,电子清刷和性能测试是大面积MCP制备过程中的重要环节... 详细信息

微通道板(MCP)作为一种高性能的二维电子倍增器件,具有低噪声,高增益,高分辨率等优点,被广泛应用于微光夜视、空间探测等领域。基于大面积MCP的X射线探测器是脉冲星导航的重要部件,电子清刷和性能测试是大面积MCP制备过程中的重要环节。本文围绕大面积MCP的电子清刷和测试技术展开研究,设计并研制了一台多工位大面积MCP电子清刷和性能测试装置。本文首先介绍了 MCP的发展概况以及传统的两种用于MCP电子清刷和性能测试的电子源;然后,根据MCP的工作原理以及大面积MCP电子清刷和性能测试的要求,设计了一种新型大面积均匀面电子源,理论分析了 MCP电子清刷的机理,提出了 MCP电子清刷的闭环自动控制方案以及MCP特性参数的测试方法;接着,根据提出的方案,研制了一台多工位大面积MCP电子清刷和性能测试装置,编写了 MCP清刷测试系统控制软件和MCP均匀性测试软件,完成了系统软硬件的联调;最后,利用该装置对用于脉冲星导航的100mm×50mm大面积MCP进行了电子清刷和性能测试。研究了 MCP在不同板间电压下的电流增益特性以及不同输入电流对增益的影响;测试了 MCP的均匀性,并对烘烤前后MCP的体电阻进行了分析;对MCP进行不同剂量的电子清刷实验,分析了电子清刷对MCP增益和暗计数的影响。结果表明,本装置不但可以对大面积MCP进行高质量的电子清刷,还可以对清刷后的MCP进行性能测试,从而获得高质量的大面积MCP。

关键词： X射线探测大面积MCP 电子清刷大面积面电子源真空系统