[實用新型]體電導微通道板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220699277.4
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN202977358U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 王榮杰;易家良;潘守芹;曾欲強
• 申請（專利權）人: 常熟市信立磁業(yè)有限公司
• 主分類號: H01J43/22
• 分類號: H01J43/22;H01J43/24
• 代理公司: 常熟市常新專利商標事務所 32113
• 代理人: 朱偉軍

技術領域

本實用新型屬于半導體電子倍增器件技術領域，具體涉及一種體電導微通道板。

背景技術

微通道板（英文名稱為：Microchannel?Plate，縮寫為：MCP）是由玻璃纖維制成的光電倍增原件，在微通道板的兩側施加一定的電壓后，便會在微通道中產生軸向電場，從而使每個進入通道即微通道的電子或光子在通道壁碰撞并產生二次電子，二次電子在軸向電場的作用下不斷加速，再與通道壁碰撞產生更多的新的二次電子，從而隨著該過程的反復進行而在輸出端產生電子增益而藉以使信號增強，可將微弱電子圖像或信號均勻放大到10000倍以上。MCP對一切種類的帶能粒子和光子都有增益效應，而且具有良好的信號二維空間分辨率和時間分辨率特性，目前微通道板的應用已從微光夜視儀拓展到高速示波器、高速攝影、高速開關、高速光電倍增管、各種帶能粒子探測器等領域，特別是在空間技術、高能核物理和激光武器等方面獲得了越來越廣泛的應用。

就已有技術中的微通道板的材料而言：通常用鉛硅酸鹽玻璃制成（如CN101913765A“用于制造微通道板玻璃基體的玻璃”），它存在以下缺點：其一，由于這種玻璃本身是絕緣體并不導電，必須在氫氣中加熱還原處理，在微通道表面形成導電層，以運送電子流來補充通道壁表面由于電子撞擊不斷向外發(fā)射的“二次電子”。在高溫下被氫氣還原的管壁表層的化學組成與內部顯著不同而造成微通道板應力變形，并且在隨后的研磨拋光過程中容易碎裂。其二，由于管壁表面的玻璃還原層的化學活性較高，因此性能很不穩(wěn)定，于是微通道板在工作中，電流只能從很薄的表面導電層通過，導電截面很小而電流密度很大，引起表面過熱，從而加劇了表層老化和縮短使用壽命；其三，玻璃所使用的原料在玻璃熔化過程中釋放出CO₂、O₂、NO₂和H₂O等氣體，由于所有這些氣體都會部分殘留在制成的玻璃內，并且在微通道板工作中不斷以正離子形式釋放到通道內，因而使輸出信號的噪聲增加。特別是在高溫氫還原處理后，玻璃表層含有大量的氫和氫氧基團，在微通道板工作時釋放出H₂和H₂O的正離子。

就已有技術中的微通道板的物理機理而言：由于噪聲大和容易老化，工作電壓不能太高（僅為800-1000伏），使增益受到限制（增益為10³-10⁴）；如果試圖以提高電壓來加大增益，則一方面造成噪聲增加而影響信號，另一方面加快即促使微通道板老化縮短工作壽命。

就已有技術中的微通道板的結構而言：由于性能上的不足造成結構上（以及工藝上）不夠理想。原因之一，由于采用鉛硅酸鹽玻璃制成，因此如果將其用于極紫外單光子計數(shù)探測器例如用于制造嫦娥衛(wèi)星對地球大氣電離層輻射信號的探測照相機，則需在真空中對微通道板長時間加熱除氣，并且對微通道板的工作通道進行多次電子沖刷，以降低噪聲、提高對宇宙微弱信號的信噪比，尤其需要將至少兩片（兩枚）微通道板疊加使用；而之所以需要將兩枚或以上的微通道板疊加使用，是因為單枚微通道的長徑比較小，通常在1∶40左右（直徑與長度之比為1∶40）從而難以滿足探測極微弱信號諸如單光子計數(shù)裝置所需的增益10⁶或更高的要求，而實踐證明將兩枚或以上的已有技術微通道板疊加并且在電壓串聯(lián)下工作（為了提高增益）會產生以下弊端：除了微通道板本身噪聲較高外，信號電子在疊加而形成的微通道之間的間隙中會因散射而引起附加噪聲，影響到信號接受和獲得圖像的清晰度。之二，由于已有技術中的微通道板在應用于第三代微光夜視儀時必須有正離子阻隔模，而正離子阻隔膜會阻隔信號電子進入微通道并且在薄膜表面發(fā)生散射，使信噪比受到影響，（即增益減小而噪聲增大）；要免去正離子阻隔膜（即第四代微光夜視儀）就要求在微通道板工作中不會在通道內產生氣體正離子，需要改進已有技術的微通道板的性能。

鑒于上述已有技術，本申請人作持久而有益的探索，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。

發(fā)明內容