超二代微光像增强器多碱光电阴极膜厚测量研究

介绍了多碱光电阴极的光学性能和光谱反射率特性,测量了多碱阴极的光谱反射率曲线.该曲线与普通光学膜层光谱反射率曲线相比,形状较不规则,原因是多碱阴极膜层存在光吸收.光谱反射率曲线上的干涉峰是入射光在玻璃与阴极膜层界面反射和在阴极膜层与真空的界面反射的两束光发生干涉的结果.根据干涉的原理,如果阴极膜层所反射的两束光的光程差为二分之一波长的偶倍数时,光谱反射将出现干涉加强峰;如果阴极膜层所反射的两束光的光程差为二分之一波长的奇倍数时,光谱反射将出现干涉减弱峰.根据超二代像增强器光谱反射干涉峰对应的波长,可以计算出其阴极膜层的厚度约为191 nm,比二代像增强器阴极膜层的厚度增加了38％.多碱阴极膜层厚度是影响多碱阴极灵敏度的一个关键参量,仅仅靠人眼观察阴极膜层颜色的方法不准确.实践证明,利用光谱反射的方法来计算阴极膜层厚度的方法简单有效.如果在多碱阴极的制作过程中进行光谱反射率的监控,那么将可以精确控制阴极膜层的厚度,对多碱阴极的研究将会更加深入,多碱阴极的灵敏度也将会得到进一步的提升.     

利用辐射计测量半透薄膜的光学特性

随着光电技术的发展,各种光学半透明薄膜在实际中得到了广泛应用。光学薄膜的使用必须建立在光学特性(如透射率、反射率和吸收率)已知的基础之上。一般而言,对于半透薄膜透射率的测量比较简单,而对于反射率和吸收率的测量往往比较复杂。本文在总结前人研究薄膜光学特性测量经验的基础之上,通过分析光路在多层薄膜间的传递过程,设计了一种利用辐射计有效测量半透薄膜光学特性的方法,测量简便、快速,可直接得到测量波段内薄膜的半球光学特性参数。在待测薄膜光学特性比较极端(透射率、反射率和吸收率其中之一很大或者很小)时,该方法仍然能够进行测量,并且透射率和反射率测量可苇复性好,相对偏差一般不超过6%。     

透射式GaAs光电阴极抗光反射膜的研究

本文计算了在透射式GaAs光电阴极的窗玻璃和GaAlAs缓冲层之间引入Si₃N₄或SiO₂膜使光电阴极的入射光反射率所产生的变化,并测量了Si₃N₄膜、SiO₂膜和SiO₂/Si₃N₄复合膜对阴极反射率的影响。理论计算和测量表明,Si₃N₄膜和SiO₂/Si₃N₄复合膜可有效地降低光电阴极对入射光的反射率。当Si₃N₄膜的厚度约为100nm时,可使光电阴极的反射率降低近60%。本文结果为科学地选择透射式GaAs光电阴极所需的的抗光反射膜提供了依据。     

立方K2CsSb、K3Sb和Cs3Sb阴极材料的电子结构和光学性质

针对K2CsSb光电阴极生长过程中可能存在的K3Sb、K2CsSb和Cs3Sb三种化合物,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,分别建立这三种锑化物阴极材料的立方结构体模型和(111)表面模型,获得了其电子结构与光学性质.对于体模型,计算得到了能带结构、态密度和光学性质,而对于表面模型,计算得到了功函数、光学性质和表面能.结果表明,三种锑化物阴极在中微子与闪烁体作用辐射能量范围(2.4~3.2eV)内,K2CsSb体材料的吸收系数和反射率与Cs3Sb、K3Sb体材料相近,而K2CsSb(111)表面的吸收系数和反射率低于其他两种阴极的(111)表面.此外,K3Sb的禁带宽度最小、功函数最大且表面能最大,Cs3Sb的表面能最小,其功函数与K2CsSb相近但禁带宽度比K2CsSb小,而K2CsSb禁带宽度最大,功函数和表面能都较小,因此K2CsSb阴极在蓝紫光波段适合作为一种稳定高效的光电发射材料.     

激光等离子体光源软X射线反射率计

介绍了所研制的激光等离子体光源软X射线反射率计,该反射率计由激光等离子体光源、掠入射光栅单色仪、样品室、真空系统、样品台、光电探测系统和计算机控制系统组成,工作波段8～30 nm,测量样品的最大尺寸为130 mm×120 mm×120 mm(长×宽×高),可以利用这台反射率计对软X射线波段光栅、滤光片和多层膜反射镜等光学元件进行测量和评估。为检验反射率计的性能指标,利用该反射率计对本室研制的软X射线多层膜反射镜的反射率进行了测量,测量结果与理论计算结果符合较好,反射率测量重复性为±0.6%。     

基于Pb和LiF复合阴极的高对比度有机电致发光器件

通过氟化锂和铅共蒸,做成金属-绝缘体复合阴极,降低了阴极反射率,进而实现了高对比度有机电致发光器件(OLED)。对该高对比度器件的光学反射特性和电学特性进行了研究,并与传统的金属铝/氟化锂阴极器件进行了比较。该铅-氟化锂复合阴极的反射率只有18%,比相同厚度铝阴极的反射率降低了大约5倍,另外,该高对比度器件的电致发光特性与传统器件大致相当。     

Na2KSb膜层组份均匀性对多碱阴极灵敏度的影响研究

介绍了多碱光电阴极Na2KSb膜层荧光谱的测量原理,测量了两个Na2KSb膜层样品在不同半径位置的荧光谱.测量数据表明,Na2KSb膜层荧光谱的峰值波长从阴极面的中心到边缘逐步增大,同时峰值荧光强度也逐步增强.原因是阴极窗表面的锑原子密度从中心向边缘逐步减小.当Na2KSb膜层中的锑超过Na2KSb所需的化学计量比时,荧光峰值波长向短波方向移动,同时荧光强度减弱;当Na2KSb膜层中的锑达到Na2KSb所需的化学计量比时,荧光峰值波长达到最大,同时荧光强度也达到最强.通过荧光测试,可以判断Na2KSb膜层的化学计量比是否达到2∶1∶1或膜层中的锑是否过量.同时通过测量阴极面上不同位置的荧光谱,可以测量Na2KSb膜层在阴极面上的组份均匀性.锑在阴极面上的原子密度越均匀,利用整个阴极面上的光电流变化来监控阴极膜层生长的方法就更准确,组份均匀性也更好,Na2KSb膜层的厚度可以更厚,对长波可见光的吸收更多,阴极的灵敏度也更高.因此在像增强器多碱阴极的制造过程中,要尽量使蒸发在阴极窗表面的锑原子密度均匀,这样才能获得更高的阴极灵敏度.     

高性能透射式GaAs光电阴极量子效率拟合与结构研究

为了探索高性能透射式GaAs光电阴极的特征结构,对光电阴极量子效率公式进行了光谱反射率与短波截止限的修正,并利用修正后的公式对ITT透射式GaAs光电阴极量子效率(≈43%)曲线进行了拟合,得到拟合相对误差小于5%时的结构参数为:窗口层Ga_1-xAl_xAs的厚度介于0.3-0.5 μm,Al组分x值为0.7,发射层GaAs的厚度介于1.1-1.4 μm.另外,根据拟合结果讨论了均匀掺杂透射式GaAs光电阴极的优化结构参数,如果光电阴极具有0.4 μm厚的Ga_1-xAl_xAs(x=0.7)窗口层和1.1-1.5 μm厚的GaAs发射层,则积分灵敏度可以达到2350 μA/lm以上. 关键词： 透射式GaAs光电阴极 量子效率 积分灵敏度 光学性能     

降低微通道板输入面电极反射率的技术途径

 为了降低透明或半透明光电阴极的光子在微通道板输入面上引起的散射噪声,通过对微通道板输入面蒸镀Ni-Cr电极后对反射率影响的定性分析以及镀膜方式、镀层厚度、电极深入通道内的深度和微通道板的开口面积比等测试分析,在兼顾微通道板对输入电极其他要求的前提下,获得了降低反射率的有效技术途径,即：采用电子束加热的蒸镀方式,用表面电阻大小来间接表征膜层厚度,使其控制在100 Ω左右;电极深入通道内的深度为通道直径的35%;微通道板的开口面积比尽可能大些,可把反射率降低到4%以下,以此降低微光像增强器的光子散射噪声。     

干涉型光电阴极的分析

<正> 一、引言量子产额的参数是通过测量常规的光电阴极的效率。例如S-1光阴极,波长大于1μm时量子产额小于0.1%,通过光检测过程的分析可能是光电子在吸收层产生的能力达到最佳。如果用成象特性和高量子产额来表征光探测器的性能,那么可以应用干涉型的光电阴极。本文分析了反射-半透明光电阴极的几何的和光学的结构,以及固态参数对窄带光检测的影响。通过实验证明,光学干涉对光阴极层的吸收和灵敏度是有关的。本文假设电介质的光电发射体在弱的入射光下具有一个高的电阻率,上面这种情况适合于重掺氧S-1光阴极和     

阴极制备工艺对高温光电倍增管性能的影响

高温光电倍增管是石油测井的关键器件,介绍了两种制备高温Na-K-Sb光电阴极的工艺,并比较了制备工艺对光电倍增管性能的影响。从测试结果可以看出,同蒸工艺制备的光电倍增管具有更高的量子效率、阴极积分灵敏度、能量分辨率以及更优异的坪特性,通过分析光谱响应曲线和高低温曲线可以得到性能提升的根本原因,即同蒸工艺制备的光电阴极的光电发射能力更强、热电子发射能力更弱,借助微观形貌表征分析得出同蒸工艺制备的光电阴极厚度更均匀、膜层更致密平滑、均匀性更好。针对高温光电倍增管的实际应用场景,测试评估高温光电倍增管的高温性能,并与国外同类产品性能进行对比。     

多层介质光学膜系的计算机模拟误差分析

用计算机数值计算方法模拟多层介质光学膜系的实际镀膜工艺过程，分析膜厚误差对λ0／4高反射膜系透射率和反射率的影响，讨论在一定技射率要求条件下不同层数膜系的允许厚度误差。发现当膜层偏离λ膜厚时，光学厚度控制工艺能通过自动调整其后膜层的厚度有效地降低厚误差对膜系透射率和反射率的影响。对于镀制高反射率膜而言，膜厚允许误差仍可有较大的范围。     

玻璃衬底NEA GaAs透射式光电阴极的XPS定量表面化学分析和瞬态响应时间的直接测量

在一个商业超高真空装置中,对以玻璃为衬底并附有 Ga_xAl_1As 过渡层的半透明 GaAs 膜进行激活,获得了负电子亲和势(NEA)特性。在激活前后对光电阴极进行了定量表面分析,结果表明:Cs-O 表面层的化学计量是准确的 Cs_2O,其厚度约为1.3nm。通过测量阴极的光电子能带分布(EDC),首次证实了在负电子亲和势工作状态下,整个光电灵敏区域中热化电子的分布都很窄,并且几乎与波长无关。使用一架专用的超高真空可拆卸同步条纹相机测量了一些 NEA 阴极的响应时间,其典型值约8Ps。在中等瞬时分辩率的条纹相机中可考虑使用 GaAs NEA 光电阴极。这种相机工作于技术领域中重要的1.3～1.55μm 光谱波段。     

中心波长为13．9nm的正入射Mo／Si多层膜

用由铜靶激光等离子体光源等组成的反射率计对自行设计的周期厚度为7.14nm的120层Mo/Si多层膜进行极紫外(EUV)波段反射率测量。由于多层膜层数增加所引起的吸收、膜层界面之间的扩散以及镀膜过程中的膜厚控制误差或表面被氧化(污染)等原因,正入射Mo/Si多层膜在13.9nm处的反射率低于理论计算值73.2%,最后用原子力显微镜(AFM)测量其表面粗糙度为σ=0.401nm。     

30.4 nm波长处Mg基多层膜反射镜

太阳光谱中重要的He-Ⅱ谱线(波长30.4 nm)的观测对于研究太阳活动和日地空间环境具有重要意义,实现空间极紫外太阳观测需要采用多层膜作为反射元件.研究了工作在30.4 nm的Mg基多层膜.以反射率最高为评价函数设计了多层膜,采用直流磁控溅射技术制备了SiC/Mg,B4C/Mg和C/Mg多层膜,用X射线衍射仪测量了多层膜的结构.研究表明虽然B4C/Mg多层膜理论反射率最高,但实际制备结果显示,SiC/Mg多层膜的成膜质量最好,反射率最高.同步辐射反射率测量表明:在入射角10°时实测的SiC/Mg多层膜反射率为44.6%.     

金属/介质透明电极优化设计

结合光子晶体和光学多层膜理论对金属/介质一维光子晶体(MD-PBG)透明电极进行优化设计,得到了在可见区有很高的透过率,而在红外波段有非常高的反射率的设计结果,并用真空热蒸镀的方法制造了与理论设计相符合的具有良好光学和电学性能的透明电极。     

研究扩散屏障层对Mo/Si多层膜软X射线反射率影响的模拟

在特定波长下,用四层结构模型模拟了Mo/Si多层膜的软X射线反射率.研究了扩散屏障层dMo-on-Si和dSi-on-Mo对Mo/Si多层膜软X射线反射率的影响.研究发现,扩散屏障层并不总是损害Mo/Si多层膜的光学性能,通过合理设计dMo-on-Si和dSi-on-Mo厚度,增加dMo-on-Si与dSi-on-Mo的比值,也能提高多层膜的软X射线反射率.     

Na2KSb膜层组份均匀性对多碱阴极灵敏度的影响研究

介绍了多碱光电阴极Na₂KSb膜层荧光谱的测量原理,测量了两个Na₂KSb膜层样品在不同半径位置的荧光谱.测量数据表明,Na₂KSb膜层荧光谱的峰值波长从阴极面的中心到边缘逐步增大,同时峰值荧光强度也逐步增强.原因是阴极窗表面的锑原子密度从中心向边缘逐步减小.当Na₂KSb膜层中的锑超过Na₂KSb所需的化学计量比时,荧光峰值波长向短波方向移动,同时荧光强度减弱;当Na₂KSb膜层中的锑达到Na₂KSb所需的化学计量比时,荧光峰值波长达到最大,同时荧光强度也达到最强.通过荧光测试,可以判断Na₂KSb膜层的化学计量比是否达到2:1:1或膜层中的锑是否过量.同时通过测量阴极面上不同位置的荧光谱,可以测量Na₂KSb膜层在阴极面上的组份均匀性.锑在阴极面上的原子密度越均匀,利用整个阴极面上的光电流变化来监控阴极膜层生长的方法就更准确,组份均匀性也更好,Na₂KSb膜层的厚度可以更厚,对长波可见光的吸收更多,阴极的灵敏度也更高.因此在像增强器多碱阴极的制造过程中,要尽量使蒸发在阴极窗表面的锑原子密度均匀,这样才能获得更高的阴极灵敏度.     

光学薄膜技术讲座 第三讲 反射膜

在光学薄膜中,反射膜与减反射膜几乎同样重要。对于光学仪器中的反射镜来说,由于单纯金属膜的特性已能满足常用要求,因而我们首先讨论金属反射膜。在某些应用中,若要求的反射率高于金属膜所能达到的数值,则可在金属膜上加镀额外的介质层,以提高它们的反射率。最后介绍全介质多层反射膜,这种反射膜具有最大反射率和最小     

提高硫化锌膜层牢固性的点滴体会

光学零件表面上用真空蒸发法获得析光膜和多层膜时,膜层材料中硫化锌(ZnS)是一种比较常用的高折射率的电介质物质。如何提高硫化锌膜层的牢固性是蒸镀硫化锌工艺中的一个关键。几年来,我们对硫化锌的蒸镀工艺进行了一些试验,收到了一定的效果,牢固性有了很大的提高。按现在的蒸镀工艺所获得的硫化锌析光膜,可在食盐水中煮沸五分钟,或在蒸馏水中煮沸十分钟也不会出现脱膜现象。现将几点体会总结如下: 1.加热烘烤,提高被镀光学零件衬底的