MCP输入电子能量与微光像增强器信噪比的关系

为了提高MCP像增强器亮度增益,在微光像增强器中采用了新的电子倍增机构,即微通道板（MCP）,并对作为电子倍增结构MCP的噪声产生机理进行分析。在MCP其他参数不变的条件下,通过调整MCP入射电子的能量和入射电子角度分布,优化了MCP最佳工作信噪比的工作条件,实现了优化MCP像增强器信噪比,提高了MCP像增强器的亮度增益。     

关于波尔雅分布下MCP噪声因数的计算

本文评述了泊松、弗瑞、波尔雅分布函数在MCP噪声因数计算中的应用,並着重讨论波尔雅分布下MCP噪声因数的计算,同时给出了一定条件下MCP噪声因数的简化解析表达式。     

MCP的动态范围与增益—调整MCP电压提高成像清晰度的讨论

本文分析了MCP的动态范围与增益之间的关系,指出两者是一对矛盾;增益越大,动态范围越小,反之亦然。而动态范围越大,灰度级分辨力越高,成像越清晰。应用MCP,应在保证足够增益的前提下,尽量使其在较大动态范围下运转,以便使成像更清晰。调整MCP工作电压提高成像清晰度的实质,正是由于牺牲部分增益提高了动态范围的结果。     

防离子反馈微通道板的最佳工作电压试验研究

带防离子反馈膜的微通道板(micro-channe plate,MCP)是负电子亲和势光电阴极微光像增强器的关键部件之一,其工作状态对负电子亲和势光电阴极微光像增强器的性能有严重影响,通过对无膜MCP及镀有不同厚度防离子反馈膜的MCP在不同阴极电压下、不同MCP电压下增益的测试与分析,最终确定出防离子反馈MCP的最佳工作电压:①对于负电子亲和势光电阴极像增强器用无膜MCP,其最佳工作电压为:当阴极电压大于一定值V_c1时,MCP增益几乎不变,说明此时的阴极电压V_c1为无膜MCP的最佳工作电压;当MCP电压为某一特定值V_m1(阴极电压为大于V_c1的任一值)值时,MCP出现增益,但增益值很低,当MCP电压大于(V_m1+100V)值时,MCP增益较大(大于20 000),可认为板压为(V_m1+100V)值为无膜MCP最佳工作板压;②对于同种材料的带膜MCP,其最佳工作电压为阴极电压V_c=无膜MCP的最佳阴极电压V_c1与防离子反馈膜的阈值电压的代数和,MCP电压为V_m > (V_m1+100V),具体值应根据防离子反馈MCP增益值的线性工作区来确定。该文的研究对防离子反馈MCP的最佳工作电压的确定及对负电子亲和势光电阴极像增强器性能的提高具有重要的意义。     

基于MCP的玻璃纤维制作系统设计与分析

根据微通道板(MCP)制作的需要,设计了一套高精度玻璃纤维的制作系统。为了保证玻璃纤维制作系统工作时伺服电机产生的振动在拉丝精度要求范围内,利用UG软件对玻璃纤维制作系统进行了建模,并利用有限元仿真软件对相关结构进行了振动模态有限元仿真分析,保证了该系统设计的可靠性。系统设计完成后,进行了玻璃纤维的拉制实验,验证了该系统的设计达到MCP制作所需要的玻璃纤维精度, 并给出了在技术指标下系统的最佳工作温度和拉丝速度分别为751℃和4 m/min。     

MCP在激光等离子体诊断中的应用

本文介绍了一种新型的探测元件——MCP的特性,MCP探测器的结构以及在激光等离子体诊断中的应用。并给出了测量X射线时间分辨的实验结果和低能X射线能谱的简单分析。     

金属蒸气激光G判据的进一步验证

将先前提出的放电激励金属蒸气自终止类型激光器高效运转的补充判据(G判据)从应用于中性原子激光介质推广至一价离子激光介质,取得了圆满的成功.对已知的17条一价金属离子自终止激光谱线进行鉴别,其中16条均符合G判据,1条不符合G判据的特例也给出了合理解释.进而对业已提出的212条可能的一价金属离子自终止激光谱线进行筛选,认为其中仅有69条符合G判据值得深入探索 关键词： 金属蒸气激光 G判据     

MCP吸附气体的质谱分析

本文介绍了真空烘烤MCP的质谱分析的方法与结果,指出了MCP的最佳烘烤温度(320℃),揭示了真空高温烘烤MCP导致增益下降,电阻值上升的原因。     

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。     

聚合物分散液晶增强散射的理想模型

介绍聚合物分散液晶技术新进展,应用光学原理对液晶微滴增强散射问题进行研究,提出液晶微滴最佳间距判据,液晶微滴间隔处聚合物材料光学厚度满足增反膜条件;提出液晶微滴最佳直径判据,液晶微滴直径满足双折射相消干涉条件;提出聚合物与液晶最佳配比的计算方法,应用晶体学原子堆积致密度知识给出最佳配比的计算结果.建立一种聚合物分散液晶增强散射的理想模型,进而从更基本的光学原理出发对异常散射理论模拟计算和实验上确定的液晶微滴最佳直径和聚合物与液晶最佳配比问题给出十分简单明确的理论解释.     

方孔微通道板结构缺陷对成像质量的影响

方孔微通道板(MCP)作为一种新型X射线波段光学成像系统,因其具有大视场、高分辨率、能够收集大量辐射并将其准直或聚焦等优点,越来越多地受到了人们的关注。但在MCP制作和加工过程中,难免会使微通道产生一定的结构缺陷,对其成像质量造成严重的影响。利用Tracepro软件建立了标准方孔MCP模型和具有不同结构缺陷的MCP模型,并基于蒙特卡罗(MTC)光线追迹方法对这些模型进行模拟成像。分别讨论了Taper型、Twist型和Nonsquare型结构缺陷对成像质量的影响。然后以溴钨灯作为光源,在可见光波段对实验室现有的4块方孔MCP进行了成像实验,所得实验结果与模拟结果基本吻合,验证了模拟结果的正确性。模拟和实验结果表明,以上3种结构缺陷均会造成十字像中央亮斑面积增大、强度降低等情况,所不同的是Taper型结构缺陷使会聚光线分裂成两条,而这两组平行的会聚线相交形成4个焦点,其能量要比单一聚焦能量衰减很多,从而对成像质量影响更大。该研究为今后研究曲面MCP和基于MCP的X射线光学系统奠定了重要基础。     

四通道X射线MCP行波选通分幅相机

简述了MCP行波选通分幅相机的工作原理及技术指标,报道了最新研制的四通道行波选通分幅相机的研制结果及使用情况,相机可接连拍摄12幅图象,每幅象的曝光时间为60至100ps、空间分辨率15lp/mm时调制度10％,观测时间在几百皮秒至几纳秒内可调.在星光装置上的使用表明相机的实用性强、抗干扰能力高,并在国内首次较全面地测量了各种靶型的时间分辨分幅结果.     

微通道板的饱和效应对条纹相机动态范围的影响分析

条纹相机通常采用微通道板的内增强或外增强这两种方式来提高信号探测阈值, 也由此引入了微通道板饱和效应对系统动态范围的限定. 通过一个非连续电阻电容打拿极链的通道模型, 对微通道板的饱和效应进行了描述,说明了在条纹相机中, 微通道板输入输出的线性范围限定于通道的贮存电荷, 即使是在外增强方式中采用低阻抗微通道板,传导电流的补偿作用也极其有限, 微通道板内增强和外增强条纹相机应具有相近的动态范围, 低阻抗微通道板仅在高重复率的连续拍摄时方可发挥功效, 同时还说明了微通道板增益的正确设置对条纹相机动态范围的重要影响.     

微通道板工作寿命的研究

叙述预测微通道板工作寿命试验过程,指出微通道板工作寿命曲线服从负指数分布。着重利用回归分析方法,建立微通道板工作寿命回归方程,并利用它预测微通道板工作寿命。这种方法不仅适用于二代微通道板的工作寿命预测,也适用于三代微通道板的寿命预测。     

微通道板输入信号利用率提高研究

分析了微通道板输入信号损失的原因,提出了在微通道板输入端镀制绝缘层,从而提高微通道板输入信号利用率的方法,并进行了试验.试验结果表明:在微通道板输入端镀制一层15nm的绝缘层,可以提高微通道板输入信号的利用率,从而提高微通道板的增益.绝缘层的二次电子发射系数越高,微通道板输入信号的利用率越高,增益提高的比例越大.对SiO2膜层而言,可以提高12%左右;对Al2O3膜层而言,可以提高35%左右.在微通道板增益提高的同时,像增强器的分辨力和调制传递函数会降低,并且绝缘层的二次电子发射系数越高,分辨力和调制传递函数降低的比例越大.但微通道板分辨力和调制传递函数降低的比例远低于增益提高的比例.本文提出的提高微通道板输入信号利用率的方法具有一定的实用性,可以推广使用.     

屏电极结构对微通道板成像器间隙放电的影响

利用铝屏和氧化铟锡(ITO)屏两种结构的微通道板(MCP)成像器进行了放电实验,通过直流首击穿后器件的绝缘强度和电极熔蚀形貌变化,分析了屏电极结构对放电的影响。实验表明,铝屏MCP成像器首击穿后,铝膜电极出现如火山口状的熔蚀形貌,在10μs脉冲屏压下绝缘强度降低到3 kV/mm以下,绝缘强度与MCP无关。而ITO屏MCP成像器首击穿后,荧光质向MCP的质量迁移具有抑制阴极发射的作用,所以放电具有稳定的场发射特性,在10μs脉冲屏压下绝缘强度可达到9 kV/mm。分析表明,MCP成像器间隙放电的发展主要依赖于屏电极结构,ITO屏的电极结构有利于MCP成像器绝缘性能的提高。     

屏电极结构对微通道板成像器间隙放电的影响

利用铝屏和氧化铟锡(ITO)屏两种结构的微通道板(MCP)成像器进行了放电实验,通过直流首击穿后器件的绝缘强度和电极熔蚀形貌变化,分析了屏电极结构对放电的影响。实验表明,铝屏MCP成像器首击穿后,铝膜电极出现如火山口状的熔蚀形貌,在10 μs脉冲屏压下绝缘强度降低到3 kV/mm以下,绝缘强度与MCP无关。而ITO屏MCP成像器首击穿后,荧光质向MCP的质量迁移具有抑制阴极发射的作用,所以放电具有稳定的场发射特性,在10 μs脉冲屏压下绝缘强度可达到9 kV/mm。分析表明,MCP成像器间隙放电的发展主要依赖于屏电极结构,ITO屏的电极结构有利于MCP成像器绝缘性能的提高。     

一种显著提高三代像增强器信噪比的微通道板

鉴于离子阻挡膜保证了三代像增强器的工作寿命，但增加了微通道板和三代像增强器的噪声因子，降低了三代像增强器的信噪比，削弱了NEA光阴极的优势，提出一种最新研制的微通道板。它优化了玻璃成份，提高了玻璃的工作温度，同时还改善了通道内壁工作面结构，且开口面积比达到65%～70%。通过三代像增强器制管试验证实，这种高性能微通道板具有低噪声因子特性，与标准MCP相比，可显著提高三代管的信噪比。最后指出通过进一步试验和改进，实现更高信噪比长寿命无膜三代像增强器的可能性。