[實(shí)用新型]一種適用于微通道板探測器的交叉位敏陽極以及探測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320307734.5
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN203367216U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱香平;鄧國寶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): H01J40/16
• 分類號(hào): H01J40/16;H01J40/04;G01J1/42
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于多陽極探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于微通道板探測器的位敏陽極以及采用該位敏陽極的探測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

國際上紫外探測方式主要有紫外光度計(jì)（photometer）、紫外分光計(jì)（spectrometer）、紫外攝譜儀（Spectrograph）、紫外成像儀（Imaging）等，覆蓋極紫外、遠(yuǎn)紫外、中紫外到近紫外波段。通常采用寬禁帶半導(dǎo)體GaN、SiC、ZnO、金剛石薄膜和AlGaN探測器、紫外CCD（UVCCD）、紫外增強(qiáng)型CCD（UV-ICCD）、微通道板陽極探測器（如多陽極陣列探測器，MAMA,Multi-Anode?Microchannel?Array)、楔條型陽極探測器（WSA，Wedge?and?Strip?Anode）、延遲線探測器（Delay?Line）、交叉延遲線探測器（Cross?Delay?Line?Detector）、游標(biāo)陽極探測器（Vernier?Anode）、電子轟擊CCD（EBCCD））等多種方式進(jìn)行紫外探測，但寬禁帶GaN、SiC、ZnO、金剛石薄膜和AlGaN等紫外探測器目前技術(shù)不成熟；另外，在紫外空間天文探測方面，被研究的目標(biāo)在可見光范圍通常要比紫外波段亮4～8個(gè)數(shù)量級，因此使用紫外CCD進(jìn)行探測時(shí)，需要用窄帶濾光片，這樣就大幅降低了量子效率。微通道板陽探測器利用“日盲”紫外光電陰極，量子效率相對比較高，工作于光子計(jì)數(shù)模式，可實(shí)現(xiàn)無噪聲模式的空間極微弱紫外目標(biāo)的探測，因而是目前國際上空間紫外探測應(yīng)用最多、最成熟、最可靠的探測方式之一。

微通道板陽極探測器主要由以下幾部分組成：量子化效率較高的紫外光電陰極（如CsI,Cs2Te,AlGaN等），微通道板，陽極。微通道板具有增益倍數(shù)大，噪音小，空間分辨率高，計(jì)數(shù)率高等優(yōu)良性能，陽極一般采用電荷分割原理來進(jìn)行探測。微通道板陽極探測器主要有如WSA,Delay-line,cross-strip。

WSA探測器陽極本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得W、S、Z三個(gè)電極間交叉耦合系數(shù)比較大，電極間電容達(dá)到幾百皮法（pF），因此該探測器空間分辨率和時(shí)間分辨率有限，國際報(bào)道WSA探測器的空間分辨率只能達(dá)到40微米的極限水平，而最大計(jì)數(shù)率只能達(dá)到100k左右。此外，WSA探測器有效面積與分辨率呈現(xiàn)一定的矛盾關(guān)系，因?yàn)閃SA陽極探測器的電極周期寬度一般為1～1.5mm,當(dāng)有效面積要求較大的時(shí)候，那么周期數(shù)就要求變多，這樣只能犧牲電極間的面積線性變化率來實(shí)現(xiàn)，從而導(dǎo)致探測器尺寸變大，將減小探測器的靈敏度。因此，在要求空間分辨率比較高和光子流量較大的成像探測和光譜探測領(lǐng)域，WSA探測器就顯得力不從心了，因此發(fā)展更高分辨率的紫外光子計(jì)數(shù)成像探測器的重要性則不言而喻。

Delay?Line探測器本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，即多個(gè)輸出電極的連接在同一塊芯片上，采用較高的介電系數(shù)和蛇形電路來減小信號(hào)脈沖的傳輸速度，使得所有輸出電極的電荷信號(hào)產(chǎn)生延遲，信號(hào)處理的實(shí)時(shí)性較差。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的是提出一種新的適用于微通道板陽探測器的交叉位敏陽極，并以此作為核心探測部件，給出一種高性能紫外光子計(jì)數(shù)積分成像探測系統(tǒng)和光子計(jì)數(shù)積分成像測量的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)高空間分辨率、高計(jì)數(shù)率性能，解決電極導(dǎo)通、減少電極串?dāng)_以及精確控制絕緣溝道的寬度難題。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下：

一種適用于微通道板陽探測器的交叉位敏陽極，分為上、下兩層，上層和下層均包括尺寸相同的多個(gè)矩形導(dǎo)電條，上層的各個(gè)矩形導(dǎo)電條經(jīng)絕緣層搭接在下層的各個(gè)矩形導(dǎo)電條上；上層的各個(gè)矩形導(dǎo)電條在同一平面內(nèi)相互平行，下層的各個(gè)矩形導(dǎo)電條在同一平面內(nèi)相互平行；所述絕緣層與上層的各個(gè)矩形導(dǎo)電條一一對應(yīng)，且分別位于對應(yīng)的矩形導(dǎo)電條的投影范圍內(nèi)，在投影方向上，上層與下層的所有矩形導(dǎo)電條整體形成交叉網(wǎng)格，每個(gè)矩形導(dǎo)電條獨(dú)立輸出電荷信號(hào)。

基于上述基本解決方案，本實(shí)用新型還作如下優(yōu)化限定和改進(jìn)：

下層的所有矩形導(dǎo)電條可以整體設(shè)置于一個(gè)絕緣基底上；也可以在下層的各個(gè)矩形導(dǎo)電條的底面設(shè)置分立的絕緣層，與下層的各個(gè)矩形導(dǎo)電條一一對應(yīng)。

上層與下層的所有矩形導(dǎo)電條整體形成垂直交叉網(wǎng)格，效果最佳。

矩形導(dǎo)電條的材料優(yōu)選Cu-Ag合金，絕緣層的材料優(yōu)選石英。

若下層的所有矩形導(dǎo)電條整體設(shè)置于一個(gè)絕緣基底上，則該絕緣基底的材料優(yōu)選氧化鋁。

同一層相鄰矩形導(dǎo)電條之間形成的直線絕緣溝道的較佳寬度為0.1mm。