[發明專利]改善小孔徑微通道板制備過程中復絲邊界網格的方法

有效

• 申請號: 202211176579.8
• 申請日: 2022-09-26
• 公開（公告）號: CN115621102B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 陳曉倩;叢曉慶;邱祥彪;金戈;張振;徐偉;徐昭;閔信杰;楊曉明;聶慧君;張歡
• 申請（專利權）人: 北方夜視技術股份有限公司
• 主分類號: H01J9/12
• 分類號: H01J9/12;H01J43/24;C03B37/027;C03B37/15;C03B37/16;C03C15/00;B23K26/38
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 王菊花;王培松

本發明涉及微通道板技術領域，公開一種改善小孔徑微通道板制備過程中復絲邊界網格的方法。在傳統微通道板的制板工藝基礎上，本發明在排棒工序中選擇相同絲徑不同孔徑的兩種單絲，按一定要求進行復絲棒排制，其中復絲邊界最外一排采用略大孔徑的單絲，復絲頂角和內部采用略小孔徑的單絲，由此拉制的復絲可獲得陣列結構補償，使拉復絲過程中復絲邊界單絲發生形變后的孔面積與復絲中心區域基本相當，在不影響其他性能的情況下，顯著降低小孔徑微通道板復絲邊界與復絲中心區域因通道增益不均而造成的六邊形網格問題，保證制板后各個通道獲得一致的增益亮度。

技術領域

本發明涉及微通道板技術領域，尤其涉及高分辨率、低噪聲微光像增強器配套使用的大開口面積比、小孔徑微通道板的制作，具體而言涉及改善小孔徑微通道板制備過程中復絲邊界網格的方法。

背景技術

微通道板(MCP)是一種數百萬根微孔電子倍增器件集合在一起的平行列陣，為薄片結構的二維真空電子倍增器，對電子、離子和加速的中性粒子、紫外光子和X射線是敏感的，被廣泛應用在像增強器、顯示器、空間科學和分析儀器領域。常規的微通道板的制備工藝中，依賴于玻璃多纖維拉制技術(GMD)，在制備得到鉛硅酸鹽皮料玻璃管以及與之配套的芯料棒一起高溫拉制成單纖維絲，在經過排棒、拉復絲、排屏、熔壓、切片、滾圓、精磨、倒邊、拋光、化學腐蝕等一系列工藝，制造出多通道(多孔結構)的列陣式薄片。

在傳統微通道板的制備過程中，受GMD工藝的限制，微孔通道的直徑存在微小的偏差，通道直徑的偏差會導致微通道板的增益不均勻，制管后出現固定圖案噪聲，影響微光像增強器成像質量。固定圖案噪聲的成因與玻璃纖維復絲的拉制工藝息息相關，由于六邊形復絲是由圓形單絲按一定順序排制而成，在復絲拉制過程中，因最外排單絲缺少束縛，在高溫下會發生流動變形，形成“眼鏡狀”的橢圓形貌。然而復絲除最外排單絲外，內部其余排單絲仍保持圓形。復絲內外排單絲存在形貌差異進而會影響最終的增益，因此在圖像上就表現為每根復絲的最外排與內部亮度不一致，整個MCP板面圖像呈現出六邊形網格。

作為影響微光像增強器分辨率的重要因素之一，微通道板的孔徑微小化是重要的改進方向。然而在傳統制造工藝中，小孔徑微通道板網格問題尤為突出。

發明內容

鑒于現有技術存在的技術問題，本發明的目的在于根據高分辨率、低噪聲微光像增強器配套使用的大開口面積比、小孔徑微通道板的配套需求，提供一種大開口面積比小孔徑高均勻性微通道板的制備方法，開口面積比≥67％，孔徑為4μm～5μm，增益不均勻性≤10％。

在本發明的微通道板的制備方法中，提出一種改善小孔徑微通道板制備過程中復絲邊界網格的方法，通過改善排棒工序的結構，在排棒工序中選擇相同絲徑不同孔徑的兩種單絲，按一定要求進行復絲棒排制，其中復絲邊界最外一排采用略大孔徑的單絲，復絲頂角和內部采用略小孔徑的單絲，由此拉制的復絲可獲得陣列結構補償，使拉復絲過程中復絲邊界單絲發生形變后的孔面積與復絲中心區域基本相當，在不影響其他性能的情況下，顯著降低小孔徑微通道板復絲邊界與復絲中心區域因通道增益不均而造成的六邊形網格問題，保證制板后各個通道獲得一致的增益亮度。

根據本發明目的的第一方面，提出一種改善小孔徑MCP制備過程中復絲邊界網格的方法，其包括以下步驟：

步驟1：將硼硅酸鹽玻璃芯料X1與壁厚規格1的鉛硅酸鹽玻璃皮料P1嵌套，拉制成直徑為m的單絲1；將硼硅酸鹽玻璃芯料X1與壁厚規格2的鉛硅酸鹽玻璃皮料P1嵌套，拉制成直徑為m的單絲2；其中壁厚規格1的尺寸小于壁厚規格2的尺寸；

步驟2：將拉制好的單絲1和單絲2按一定順序完成由n排單絲組成的正六邊形復絲棒的排制，沿正六邊形復絲棒的截面方向，單絲1排制在正六邊形復絲棒的復絲頂角和內部位置，單絲2排制在正六邊形復絲棒的復絲邊界最外一排的位置；

步驟3：將所述正六邊形復絲棒進行復絲拉制制備復絲，然后依次進行排屏、熔壓、切片、滾圓、拋光處理，制備成圓形薄片；