均匀面电子源和通道式电子倍增器性能研究
发布时间：2022-02-09 09:27
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...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区211工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１微通道板的结构和电子倍增原理图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌ?ｐｌａｔｅ?ａｎｄ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??
通道电子倍增器（Ｃｈａｎｎｅｌ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒｓ，ＣＥＭ）是一种连续打拿极电子倍增??器件，它是基于二次电子发射现象研宄而成。它具有增益高、结构简单、功耗低、重量??轻等特点，可以直接探测电子、离子、紫外光子、软Ｘ射线等带能粒子［７］［８１。图１－２是??通道电子倍增器增益示意图。???＇１＇１???—ＨＶ?＋??Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ?Ｅｍｉｓｓｉｖｅ?Ｌａｙｅｒ??１０，０００，０００??、?ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ??Ｉ．?Ｏｕｔｐｕｔ???＾?辑?＾?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ??Ｉｏｎ?ｏｒ?ｐｈｏｔｏｎ?＼?ｊ?＼??Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ?Ｃｈａｎｎｅｌ?Ｗａｌｌ?Ｅｌｅｃｔｒｏｄｉｎｇ??Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ??图１－２?ＣＥＭ电子倍增原理图［９］??Ｆｉｇ．?１－２?ＣＥＭ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ１９＾??通道电子倍增器是分析仪器、探测仪器等精密仪器重要的带能粒子探测器通道??电子倍增器的性能直接影响着这些仪器的性能，为了使通道电子倍增器更好地服务于这??些仪器、尽可能发挥出仪器的最好性能，需要对通道电子倍增器性能进行详细的测试，??以便对其使用提供指导。衡量通道电子倍增器性能的参数有：电阻、增益、脉冲高度分??布、响应速度、探测效率、暗噪声、动态范围和寿命等。由于国内
均匀面电子源和通道式电子倍増器性能研究??微通道板通常具有一定的斜切角。为了提高ＭＣＰ的性能，可以多片ＭＣＰ叠加一起，如??图２－１所不。??ａ?ｂ?ｃ??图２－１斜通道微通道板示意图：ａ．单个，ｂ．?“人”字形，ｃ．?“Ｚ”字形??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｉｎｃｌｉｎｅｄ?ｃｈａｎｎｅｌ?ＭＣＰ?ｄｉａｇｒａｍ：?ａ．?ｓｉｎｇｌｅ，?ｂ．?ｃｈｅｖｒｏｎ，?ｃ．?Ｚ－ｓｈａｐｅ??微通道板在从问世到现在的近６０年时间里，可以分为４个发展阶段［１８］。第一阶段，??以上世纪６０年代初二代微通道板研制成功为标志，美国本迪克斯研宄实验室制作成通??道中心距为１５０ｐｍ的微通道板样品，然后法国应用电子物理实验室制作出５０ｐｍ孔径的??ＭＣＰ，１９６８年微通道板应用到像增强器，后来苏联也研制成功并应用于微光夜视仪之??中，微通道板逐步产业化，并应用于像增强器等仪器中。第二阶段，以研制和批量生产??低噪声、长寿命的ＭＣＰ为标志
【参考文献】：
期刊论文
[1]大面积微通道板（MCP）电子清刷测试系统设计[J]. 宋诚鑫,邱亚峰,钱芸生,汤狸明. 应用光学. 2016(06)
[2]电子枪设计制造工艺与阴极性能分析[J]. 张立娟. 真空电子技术. 2011(04)
[3]MCP增益与首次碰撞时电子能量关系的试验研究[J]. 刘术林,邓广绪,严诚,孙建宁,张彦云,杨宝荣,朱庆. 红外技术. 2011(06)
[4]强流栅控电子枪设计分析[J]. 王今男,池云龙,周祖圣,吕琨. 核电子学与探测技术. 2011(04)
[5]高能原电子对铝和金射程的表达式[J]. 谢爱根,张成义,李庆芳. 强激光与粒子束. 2011(04)
[6]时间触发系统用PMT性能测试研究[J]. 付在伟,钱森,宁哲,王贻芳,衡月昆,王志刚,陈晓辉,刘曙东,祁鸣,张家文,郑阳恒. 核技术. 2011(03)
[7]采用金阴极的光子计数成像探测器的性能[J]. 刘永安,赵菲菲,胡慧君,盛立志,鄢秋荣,赵宝升. 光学学报. 2011(01)
[8]金阴极的选择性光电效应[J]. 袁铮,刘慎业,曹柱荣,李云峰,陈韬,黎航,张海鹰,陈铭. 物理学报. 2010(07)
[9]高电流密度圆柱状电子光学系统设计[J]. 孙富宇,吴振华,张开春. 物理学报. 2010(03)
[10]挥发性有机物低温等离子体降解的影响参数研究[J]. 梁文俊,李坚,李依丽,李洁,金毓峑. 环境工程学报. 2009(06)
博士论文
[1]MCP扩口工艺的理论、实验与测试技术研究[D]. 傅文红.南京理工大学 2006
硕士论文
[1]微通道板化学处理工艺研究[D]. 张正君.南京理工大学 2008
本文编号：3616769
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区211工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１微通道板的结构和电子倍增原理图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌ?ｐｌａｔｅ?ａｎｄ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??
通道电子倍增器（Ｃｈａｎｎｅｌ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒｓ，ＣＥＭ）是一种连续打拿极电子倍增??器件，它是基于二次电子发射现象研宄而成。它具有增益高、结构简单、功耗低、重量??轻等特点，可以直接探测电子、离子、紫外光子、软Ｘ射线等带能粒子［７］［８１。图１－２是??通道电子倍增器增益示意图。???＇１＇１???—ＨＶ?＋??Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ?Ｅｍｉｓｓｉｖｅ?Ｌａｙｅｒ??１０，０００，０００??、?ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ??Ｉ．?Ｏｕｔｐｕｔ???＾?辑?＾?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ??Ｉｏｎ?ｏｒ?ｐｈｏｔｏｎ?＼?ｊ?＼??Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ?Ｃｈａｎｎｅｌ?Ｗａｌｌ?Ｅｌｅｃｔｒｏｄｉｎｇ??Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ??图１－２?ＣＥＭ电子倍增原理图［９］??Ｆｉｇ．?１－２?ＣＥＭ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ１９＾??通道电子倍增器是分析仪器、探测仪器等精密仪器重要的带能粒子探测器通道??电子倍增器的性能直接影响着这些仪器的性能，为了使通道电子倍增器更好地服务于这??些仪器、尽可能发挥出仪器的最好性能，需要对通道电子倍增器性能进行详细的测试，??以便对其使用提供指导。衡量通道电子倍增器性能的参数有：电阻、增益、脉冲高度分??布、响应速度、探测效率、暗噪声、动态范围和寿命等。由于国内
均匀面电子源和通道式电子倍増器性能研究??微通道板通常具有一定的斜切角。为了提高ＭＣＰ的性能，可以多片ＭＣＰ叠加一起，如??图２－１所不。??ａ?ｂ?ｃ??图２－１斜通道微通道板示意图：ａ．单个，ｂ．?“人”字形，ｃ．?“Ｚ”字形??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｉｎｃｌｉｎｅｄ?ｃｈａｎｎｅｌ?ＭＣＰ?ｄｉａｇｒａｍ：?ａ．?ｓｉｎｇｌｅ，?ｂ．?ｃｈｅｖｒｏｎ，?ｃ．?Ｚ－ｓｈａｐｅ??微通道板在从问世到现在的近６０年时间里，可以分为４个发展阶段［１８］。第一阶段，??以上世纪６０年代初二代微通道板研制成功为标志，美国本迪克斯研宄实验室制作成通??道中心距为１５０ｐｍ的微通道板样品，然后法国应用电子物理实验室制作出５０ｐｍ孔径的??ＭＣＰ，１９６８年微通道板应用到像增强器，后来苏联也研制成功并应用于微光夜视仪之??中，微通道板逐步产业化，并应用于像增强器等仪器中。第二阶段，以研制和批量生产??低噪声、长寿命的ＭＣＰ为标志
【参考文献】：
期刊论文
[1]大面积微通道板（MCP）电子清刷测试系统设计[J]. 宋诚鑫,邱亚峰,钱芸生,汤狸明. 应用光学. 2016(06)
[2]电子枪设计制造工艺与阴极性能分析[J]. 张立娟. 真空电子技术. 2011(04)
[3]MCP增益与首次碰撞时电子能量关系的试验研究[J]. 刘术林,邓广绪,严诚,孙建宁,张彦云,杨宝荣,朱庆. 红外技术. 2011(06)
[4]强流栅控电子枪设计分析[J]. 王今男,池云龙,周祖圣,吕琨. 核电子学与探测技术. 2011(04)
[5]高能原电子对铝和金射程的表达式[J]. 谢爱根,张成义,李庆芳. 强激光与粒子束. 2011(04)
[6]时间触发系统用PMT性能测试研究[J]. 付在伟,钱森,宁哲,王贻芳,衡月昆,王志刚,陈晓辉,刘曙东,祁鸣,张家文,郑阳恒. 核技术. 2011(03)
[7]采用金阴极的光子计数成像探测器的性能[J]. 刘永安,赵菲菲,胡慧君,盛立志,鄢秋荣,赵宝升. 光学学报. 2011(01)
[8]金阴极的选择性光电效应[J]. 袁铮,刘慎业,曹柱荣,李云峰,陈韬,黎航,张海鹰,陈铭. 物理学报. 2010(07)
[9]高电流密度圆柱状电子光学系统设计[J]. 孙富宇,吴振华,张开春. 物理学报. 2010(03)
[10]挥发性有机物低温等离子体降解的影响参数研究[J]. 梁文俊,李坚,李依丽,李洁,金毓峑. 环境工程学报. 2009(06)
博士论文
[1]MCP扩口工艺的理论、实验与测试技术研究[D]. 傅文红.南京理工大学 2006
硕士论文
[1]微通道板化学处理工艺研究[D]. 张正君.南京理工大学 2008
本文编号：3616769
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