[發明專利]基于共享陽極的微通道板拼接X射線探測裝置

有效

• 申請號: 201310283151.8
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103364820A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 盛立志;宋娟;劉永安;劉哲;趙寶升
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29;G01J11/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本發明涉及一種微通道板拼接的大面積X射線探測器讀出方法，可用于極微弱X射線探測，采用基于微通道板MCP拼接的陣列探測器，多個MCP輸出電子經共享陽極接收，以減少陣列探測器讀出通道數，簡化電子學，是實施拼接MCP探測器的重要方法。

背景技術

X射線脈沖星導航和X射線深空通信都是針對極微弱X射線光子的探測。在X射線脈沖星導航應用時，毫秒脈沖星的輻射流量一般在10⁰～10^-5ph/s/cm²的量級；而在X射線深空通信應用時，隨著傳輸距離的增大，在探測器端接收到的光子流量也極其微弱，為了探測這樣微弱的光子信號，中科院西安光機所提出了基于微通道板拼接的大面積X射線脈沖探測方法（專利申請號：201110449030.7）。方案實施時，每個MCP-陽極基本單元由光電陰極、MCP組和電子接收陽極組成。每一個MCP基本單元的電子輸出信號由一路陽極接收，每一路陽極對應一個前端電子學通道。當采用上述方案構成更大面積的陣列探測器時（譬如1m²），由于每個MCP單元均有一個陽極信號輸出，會導致電子學讀出通道數很多（200路），增加了電子學設計難度。

因此為了提高探測系統的效率、降低電子學設計難度，大面積MCP探測器電子接收方式的研究具有重要意義，為MCP陣列探測器的應用奠定基礎。

發明內容

為了解決現有的采用MCP拼接方式構成的陣列探測器讀出電子學通道數太多、電子學設計復雜的技術問題，本發明的基于共享陽極的微通道板拼接X射線探測裝置，克服現有技術的不足，以實現拼接MCP探測器對極微弱X射線脈沖的探測。

本發明的技術解決方案是：

基于共享陽極的微通道板拼接大面積X射線脈沖探測裝置，其特殊之處在于：包括多個拼接的MCP探測器和M個電子接收陽極，

多個MCP探測器拼接為m×n陣列；其中m，n均為整數且m≥n；

所述電子接收陽極的接收能力大于1×1，電子接收陽極M小于m×n。

根據電子接受陽極的個數M取最小原則，通過以下方式確定電子接受陽極的個數M：設電子接收陽極的接收能力為p×q，即一個陽極可以接收p×q個MCP基本單元的電子且p≥q；

若p≥m且q≥n時，則M=1；

若1＜p≤m或1＜q≤n時

設N=N1×N2=（m/p）×（n/q），

若N1、N2為整數，則M=N=N1×N2

若N1為小數，N2為整數，則M=N2×（[N1]+1）

若N2為小數，N1為整數，則M=N1×（[N2]+1）

若N1、N2均為小數，則M=[N1]×[N2]+[N1]+[N2]+1。

本發明所具有的有益效果：

1、本發明的共享陽極實現拼接MCP出射電子的接收方案，為大面積拼接MCP探測器讀出電子學的簡化提供技術途徑。

2、本發明的共享陽極方案保持了MCP探測器高時間分辨的特點，為X射線脈沖的高精度測量提供保障。

附圖說明

圖1本發明的2×2MCP探測器共享陽極接收方式示意圖；

其中附圖標記為：1-MCP探測器，2-電子接收陽極。

具體實施方式

基于共享陽極的微通道板拼接大面積X射線脈沖探測裝置，多個拼接的MCP探測器和M個電子接收陽極，多個MCP探測器拼接為m×n陣列；其中m，n均為整數（m≥n）；電子接收陽極的接收能力大于1×1，電子接收陽極M小于m×n。根據電子接受陽極的個數M取最小原則，通過以下方式確定電子接受陽極的個數M：設電子接收陽極的接收能力為p×q，即一個陽極可以接收p×q個MCP基本單元的電子（p≥q）；

若p≥m且q≥n時，則M=1；

若1＜p≤m或1＜q≤n時

設N=N1×N2=（m/p）×（n/q），

若N1、N2為整數，則M=N=N1×N2

若N1為小數，N2為整數，則M=N2×（[N1]+1）

若N2為小數，N1為整數，則M=N1×（[N2]+1）

若N1、N2均為小數，則M=[N1]×[N2]+[N1]+[N2]+1。