低噪声、高增益微通道板的研制

降低微通道板噪声和增加其电子增益是改善微光像增强器信噪比、视场清晰度和亮度增益最好的技术途经之一。采用具有高而且稳定的二次电子发射系数的皮料玻璃和与皮料玻璃的热物理性能相匹配且化学腐蚀速率比皮料大4个数量级的芯料玻璃以及与两者在一切工艺过程相匹配的实体边玻璃，通过优化实体边实芯工艺制作出的高性能微通道板，其暗电流密度小于5×10-13A/cm2，固定图案噪声和闪烁噪声明显降低；在真空系统中，经40μAh电子清刷后，电子增益（800V）大于500。制管实验表明：这种微通道板达到了预期效果。     

新一代二维通道电子倍增器的薄膜连续打拿极

概述了传统还原铅硅酸盐玻璃微通道板(RLSG-MCP)及其特点以及MCP的新发展;介绍了材料的二次发射特性,给出了传统MCP薄膜连续打拿极结构特点和形成工艺.在此基础上,重点论述了用半导体工艺技术制作新一代二维电子倍增器——先进技术微通道板(AT-MCP)的薄膜连续打拿极制备新技术,给出了具体工艺和实验结果,示出了电镜照片和实验曲线,指出了新工艺的优点和发展前景.     

硅微通道板电子倍增器的研制

阐述了新一代硅微通道板的主要性能。采用定向离子深度刻蚀技术在2和4硅片上刻蚀了四组不同直径的硅微通道板微孔阵列,分别采用PECVD技术和液体化学沉积两种方法制作了硅微通道板的连续打拿极,从而探索了研制新一代硅微通道板的途径。利用紫外光电法测试了硅微通道板的增益和增益均匀性。实验结果表明,如果进一步改进制备工艺,硅微通道板可以实现较传统微通道板更高的增益和更好的增益均匀性。     

微通道板及其主要特征性能

简要描述了微通道板的工作原理，介绍了微通道板的主要特征性能及其工作参数，包括厚度、开口面积比、增益及增益均匀性、动态范围、噪声、工作寿命和空间分辨率等，阐述了这些特征性能和参数彼此间的相互关联和相互制约的特殊关系。在此基础上，对影响和制约微通道板名个特征性能和参数的特殊关系及因素作了详细分析。这项工作对进一步认识和协调处理微通道板的各种特征性能和参数有着非常积极的作用。     

长寿命微通道板(L~2MCP~(TM))

长寿命微通道板是一种新型的微通道板。它的玻璃结构是按特殊配方制造的,适合于作高温处理。它具有优良的电特性。其特点是:1.寿命长——带电流和增益的电稳定性明显提高;2.与标准微通道板相比具有更优良的暗噪声;3.比标准微通道板回收利用率更高;4.可在高温下真空烘烤,使管子取得最佳除气效果和更好的性能。内部微通道板寿命试验表明,在三个独立的试验周期中,长寿命微通道板比我们的标准微通道板更稳定。美国陆军夜视实验室已鉴定了两只用长寿命微通道板组装的管子。结论是:与标准微通道板的管子相比,此种微通道板的电子增益、带电流和暗噪声都好。     

长寿命微通道板(L~2MCP)

长寿命微通道板是一种新型的微通道板。它的玻璃结构是按特殊配方制造的,适合于作高温处理。它具有优良的电特性。其特点是: 1.寿命长——通道的带电流和增益的电稳定性明显提高; 2.暗噪声优于标准微通道板; 3.比标准的微通道板更便于回收使用; 4.可在高温下真空烘烤,能使管子取得最佳的除气效果及更好的性能。室内微通道板电寿命试验表明,在三个独立的试验周期中,长寿命微通道板明显地比标准微通道板更稳定。美军夜视实验室已鉴定了两只用长寿命微通道板组装的管子,结论是:与标准微通道板的管子相比,此种微通道板的电子增益、带电流和暗噪声都比它好。     

酸蚀对微通道板电性能的影响

采用扫描电镜（SEM）、卢瑟福背散射谱（RBS）、原子力显微镜（AFM）、能量色散谱仪（EDS）、照度计、微通道板测试台等分析表征手段,从微通道板皮料玻璃表面的成分、形貌和结构上,研究了酸蚀时间对微通道板电子增益、体电阻、噪声电流和电子图像等电性能的影响。研究结果表明：酸蚀时间显著影响微通道板的电性能,经酸蚀120min后微通道板的电子增益和图像亮度达到最高值;随着酸蚀时间的增加,噪声电流相应增加,而体电阻降至一定值后保持相对的稳定。     

铅硅酸盐玻璃氢还原表面层最佳结构探讨

目前广泛用于制造通道电子倍增器(CEM)和微通道板(MCP)的材料是铅硅酸盐玻璃。因为这种玻璃在一定温度下经氢还原处理之后,其表面会形成一个半导体二次电子发射层。该层的结构对二次电子发射特性及CEM和MCP的增益特性有直接的影响。本文根据可得到的关于这种表面层特性的资料及二次电子发射的唯象理论,归纳出一个较完整的结构模型,并提出一个最佳结构方案。     

含负折射率介质的一维光子晶体构成的相干热辐射源的辐射特性及控制

电子清刷是微通道板生产流程中常用的除气方法,会引起微通道板其他性能参量的变化.为研究电子清刷对微通道板输出信噪比及增益的影响,根据信噪比及增益的定义讨论了微通道板性能参量的测试方法,研制了微通道板参量测试系统.应用微通道板参量测试系统对微通道板进行了电子清刷处理,测试清刷过程中不同阶段微通道板的信噪比及增益变化.实验表明:微通道板增益随清刷时间增加而降低,同时增益稳定性提高;电子清刷过程中微通道板的输出信号及噪音的变化率与微通道板增益的变化率基本相同,输出信噪比基本不变.增益变化是影响清刷过程中信号及噪音变化的主要因素,并且电子清刷对微通道板输出信噪比影响较小.     

电子清刷对微通道板增益及输出信噪比的影响

电子清刷是微通道板生产流程中常用的除气方法,会引起微通道板其他性能参量的变化.为研究电子清刷对微通道板输出信噪比及增益的影响,根据信噪比及增益的定义讨论了微通道板性能参量的测试方法,研制了微通道板参量测试系统.应用微通道板参量测试系统对微通道板进行了电子清刷处理,测试清刷过程中不同阶段微通道板的信噪比及增益变化.实验表明:微通道板增益随清刷时间增加而降低,同时增益稳定性提高;电子清刷过程中微通道板的输出信号及噪音的变化率与微通道板增益的变化率基本相同,输出信噪比基本不变.增益变化是影响清刷过程中信号及噪音变化的主要因素,并且电子清刷对微通道板输出信噪比影响较小.     

硅微通道板的研究进展

 基于微通道板（microchannel plates, MCP）高性能与绿色制造的要求,探索铅玻璃微通道板（lead silicate glass microchannel plates, LSG-MCP）的替代材料已成为MCP研究的热点。近20年来,以硅为替代材料的微通道板研究取得显著进展,并成为最具应用前景的微通道板类型之一。综述了硅微通道板（Si-MCP）的研究进展,主要概述Si-MCP的基底材料、制备技术、性能和应用领域,尤其是微孔阵列及其内壁表面功能层的成形技术。并将其与传统LSG-MCP比较,分析了Si-MCP制备技术与性能的优劣。最后,展望了Si-MCP的进一步发展方向。     

一种玻璃成分优化的微通道板

降低微通道板（MCP）的离子反馈噪声、提高像增强器的成像质量和工作寿命是MCP玻璃成分优化研究的主要目标，指出通过调整碱金属氧化物的引入种类和总量，并采用高温氢还原工艺获得一种玻璃成分得到优化的MCP，可提高玻璃的转变温度，耐500℃以上的高温烘烤且电性能相对稳定。该方法改善了通道内壁表面结构和MCP的耐电子冲刷能力，降低了气体吸附量且易于去除气体。文章最后给出了优化MCP玻璃成分所需开展的工作：在玻璃成分优化上增加SiO2的引入量，调整芯皮玻璃的温度粘度匹配及酸溶速率比，以及开展体导电玻璃MCP和硅MCP的研究。     

用气熔压工艺改善6μmMCP的空间结构和视场清晰度

高分辨率微光像增强器对微通道板(MCP)的孔径、空间结构和视场清晰度有着极为严格的技术要求。我们在引进的气熔压设备上，通过对压力、温度、保温保压时间等相互制约的工艺参数进行大量实验，已探索出孔径为6μm、孔间距为8μm的MCP的最佳工艺，即第一平台温度为500℃左右、熔压温度为560～590℃、压力为0.5～0.9Mpa，保温保压时间为60min左右。在光学显微镜和扫描电子显微镜下观察我们制作的MCP，发现复丝排列规整、边界相邻的两排单丝变形较小且排列有序、复丝顶角无畸变(即无扭曲、梅花丝、孔洞、错位)。与Photonis公司同种型号的MCP相比，我们制作的MCP的梅花丝少1／3左右。在标准输入下，我们的MCP增益比较高，增益均匀性有所改善，固定图像噪声在0～1级，视场清晰度得到了较大程度的提高。     

微通道板电子透射膜工艺的AES研究

用冷基底溅射方法和静电贴膜方法分别在微通道板表面制备了电子透射膜,采用俄歇电子能谱(AES)研究了两种工艺制备的微通道板电子透射膜的薄膜成分,微通道板电子透射膜工艺失败微通道板通道表面的成分和通道内壁的成分随深度的变化. 结果表明,冷基底溅射方法制膜工艺的失败对MCP造成了严重的碳污染,污染的MCP不可回收;静电贴膜方法制膜工艺的失败对MCP通道表面没有明显影响,MCP可回收利用.     

Femtosecond laser-induced breakdown in distilled water for fabricating the helical microchannels array

We have fabricated complex helical microchannel arrays with uniform diameter in silica glass using femtosecond laser-induced breakdown in distilled water. The generated high-speed jet and shockwave cause cavitation damage in silica glass. Distilled water injected into microchannels through a rubber hose is used for effectively ejecting the debris. The low concentration of debris in the ablated area ensure continuously femtosecond laser-induced breakdown. The distribution, coil number, coil diameter and pitch of the helical microchannel arrays can be controlled.     

电子束蒸镀ＭＣＰ超薄防离子反馈膜及膜层特性分析

为了进行ＭＣＰ超薄防离子反馈膜的性能评价研究,并使这种膜层具有良好离子阻挡能力,利用电子束蒸发方法,在微通道板（ＭＣＰ）输入面上制备一种超薄Ａｌ２Ｏ３防离子反馈膜,其膜层厚度为２ ｎｍ时仍连续致密。通过对Ａｌ２Ｏ３防离子反馈膜的电子透过特性测试,给出２ ｎｍ及４ ｎｍ厚防离子反馈膜对应的死区电压分别约为１５０ Ｖ及２００ Ｖ;利用Ｍｏｎｔｅ-Ｃａｒｌｏ法模拟分析了Ａｌ２Ｏ３防离子反馈膜的离子阻挡特性,２ ｎｍ及４ ｎｍ厚Ａｌ２Ｏ３防离子反馈膜对碳离子等的阻挡率分别高于４０％及８６％,另外对有无膜的ＭＣＰ电特性进行测试,可以看出镀２ ｎｍ及４ ｎｍ厚的膜后,ＭＣＰ电子增益分别降低了５１％及８１％。     

Control of the cross-sectional shape of a hollow microchannel embedded in photostructurable glass by use of a femtosecond laser

Theoretical and experimental investigations have been made of the three-dimensional microchannel fabrication of photostructurable glass by use of a femtosecond (fs) laser. Generally, a microchannel fabricated inside glass by the scanning focal spot of a fs laser perpendicular to the direction of laser propagation assumes an elliptical shape with a cross section of large aspect ratio. We demonstrate that one can greatly reduce the aspect ratio merely by inserting a slit, which is oriented parallel to the laser's scanning direction, before the focusing lens. Computer simulations show that a more symmetrical pattern is obtained in the vicinity of the focal point with the help of such a slit, owing essentially to a diffraction effect.     

Three-dimensional opto-fluidic devices fabricated by ultrashort laser pulses for high throughput single cell detection and processing

Three-dimensional flow-through microchannels were fabricated inside bulk fused silica glass via ultrashort pulsed laser direct writing. The device fabrication sequence takes advantage of the nonlinear volumetric absorption in glass and the subsequent preferential chemical etching process. Optical waveguides were also written into the glass specimen and integrated with the fluidic conduits. Flow tests using both fluorescent particles and red blood cells (RBCs) were conducted on various three-dimensional channel configurations. Experiments showed the possibility for laser-induced cell processing inside the microchannels. To evaluate cytometer functionality, RBCs were detected inside the manufactured microchannel via both transmission and fluorescence probing.