紫外光辐照清洗带膜MCP的工艺研究

介绍微通道板（MCP）防离子反馈膜在Ⅲ代微光像增强器中的作用，指出微通道板防离子反馈膜的制备工艺对微通道板电性能的影响，提出清洗带膜微通道板的工艺方案，测量清洗前后带膜微通板的电学特性。     

微通道板防离子反馈膜阈值电压特性研究

微通道板(Microchannel-plate,MCP)防离子反馈膜是负电子亲和势光电阴极微光像增强器的特有标志,其主要作用是有效阻止反馈正离子轰击阴极以提高器件工作寿命。微通道板防离子反馈膜的厚度决定了其对电子透过、离子阻挡能力的大小,电子透过能力直接影响图像的对比度和信噪比。根据微通道板防离子反馈膜阈值电压定义和测试原理,对微通道板不同厚度防离子反馈膜、不同工作电压条件下的阈值电压特性进行了测试研究。结果表明:防离子反馈膜的阈值电压随着膜层厚度的增加而增加,两者之间遵循正比的线性关系:Y=3.98X+50;在微通道板线性工作电压范围内,防离子反馈膜的阈值电压随微通道板工作电压的增加而降低,两者之间遵循反比关系。该研究对提高微通道板在负电子亲和势光电阴极微光像增强器中的使用性能具有重要意义。     

防离子反馈膜缺陷对像增强器视场的影响

防离子反馈膜是三代微光像增强器的重要组成部分,其质量对像增强器的寿命和视场起着至关重要的作用。研究了防离子反馈膜质量对像增强器视场的影响。选取具有典型缺陷的防离子反馈微通道板（micro-channel plate,MCP）,对防离子反馈微通道板在工作时的视场和防离子反馈膜质量进行分析,获得了防离子反馈膜的缺陷对微光像增强器工作时视场的影响。分析得到防离子反馈膜制备过程中缺陷产生的原因,并初步提出缺陷的解决方案,对后续制备出高质量防离子反馈膜有着非常积极的作用。     

SiO2防离子反馈膜的制备及其性能

防离子反馈膜是一种覆盖在微通道板输入端的Al2O3或SiO2连续超薄膜,该膜对延长微光像管的使用寿命具有重要的作用。首先采用射频磁控溅射方法在0.5～1μm的有机载膜上制备Si薄膜,然后在4～6Pa氧气下放电使其贴敷到微通道板上,同时使Si膜氧化和有机载膜分解,最后在微通道板输入面上形成满足设计要求的SiO2防离子反馈膜。该制膜方法工艺稳定,重复性好,成品率超过90%。给出了有、无薄膜时微通道板的电子透过特性曲线和膜层厚度与死电压间关系曲线。对相同厚度为5nm的SiO2和Al2O3防离子反馈膜的电子透过特性进行了分析和比较,得出了SiO2比Al2O3薄膜对电子透过稍好,相应的死电压分别为220V和255V的结论。结合对膜层电子透过和离子阻止特性的综合分析可以看出,SiO2也是制作微通道板防离子反馈膜较为理想的材料之一。为了定量表征微通道板防离子反馈膜的离子阻止能力,最后指出了防离子反馈膜离子透过率的测量是今后该项研究工作的当务之急。     

微通道板防离子反馈膜运转的有效性

介绍微通道板Ａｌ２Ｏ３防离子反馈膜的离子透过特性试验方法及结果，给出描述离子反馈膜运转有效性的理论表达式。     

三代像增强器用微通道板的改进与发展

简要说明了三代像增强器的特点，分析了微通道板的离子反馈形成机理，给出有效抑制离子反馈对光阴极造成伤害的2种方法，即一种是减少和清除微通道板的吸附气体，另一种是阻止反馈离子反馈到光阴极上。介绍了国外最新的三代像增强器，以及使用优化改进的高性能微通道板显著减薄甚至彻底去除微通道板离子反馈膜的方法，该方法能维持砷化镓光阴极足够长的工作寿命，还介绍了最新发展的体导电微通道板和硅微通道板。指出高可靠性无膜选通砷化镓像增强器技术的实现，不仅需要微通道板在抑制离子反馈方面取得突破，还需要砷化镓光阴极在耐受离子反馈能力上进一步提高，同时还要结合和拓展选通电源的应用。     

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％。     

微通道板防离子反馈膜调制传递函数的研究

研究电子与薄膜的相互作用，给出电子通过薄膜后的角度分布表达式。利用弹性散射电子在薄膜中的空间几率分布密度表达式计算微通道板防离子反馈膜的调制传递函数。     

低磁控溅射率MCP防离子反馈膜工艺研究

为消除反馈正离子对三代微光夜视器件光阴极的有害轰击,提高微光像增强器的工作寿命,开展了低磁控溅射率法沉积微通道板（MCP）Al₂O₃防离子反馈膜的工艺研究。通过优化制备工艺,获得了制备MCP防离子反馈膜的最佳沉积条件：溅射电压1000V,溅射气压(4～5)×10^-2 Pa,沉积速率0.5nm/min等。研究结果表明：在此工艺条件下,能够制备出均匀、致密且通孔满足质量要求的MCP防离子反馈膜。如果偏离这一最佳工艺条件,制备出的MCP防离子反馈膜膜层疏松、不连续,且通孔不能满足要求。     

微通道板结构参数对噪声因子的影响

采用对比测量方法研究了微通道板结构参数,即开口比、板厚、电极深度、离子阻挡膜、输入增强膜对其噪声因子的影响。结果表明,开口比增大,噪声因子减小;板厚增加,噪声因子增加;输入电极深度增加,噪声因子增加;离子阻挡膜会增加噪声因子;输入增强膜会降低噪声因子。其中,离子阻挡膜对噪声因子的影响最大,板厚对噪声因子的影响最小。微通道板的结构参数不仅对噪声因子产生影响,而且对其他参数,如增益、均匀性等性能均会产生影响。要降低微通道板噪声因子,比较可行的方法是将微通道板的开口比提高到68%,在此基础上,再在微通道板的输入端制作一层高二次电子发射系数的MgO2输入增强膜,使微通道板的噪声因子接近1,从而达到理想微通道板的水平。     

无膜微通道板第三代像增强器的可行性及技术途径探究

砷化镓光阴极的量子效率大大优于超二代多碱光阴极,但由于微通道板(MCP)输入面上的离子阻挡膜的存在,第三代像增强器,即使是薄膜第三代像增强器,相比于同时期技术水平的超二代像增强器,在标准测试条件下的信噪比和分辨力等参数上并无明显优势。通过引入MCP噪声因子的概念,对像增强器光阴极量子效率的有效利用率进行了评价。强调了实现无膜MCP第三代像增强器的必要性,并指明了目前的无膜MCP第三代像增强器开发中所存在的问题,对改善MCP耐电子清刷除气能力及进一步地减少MCP中的有害物种含量的有效方法进行了研究,进而明确了实现高可靠性高性能无膜MCP第三代像增强器的可行性和有效技术途径。     

三代管MCP离子阻挡膜研究

三代管中GaAs光电阴极的表面Cs-O层经不住正离子的轰击,但在MCP的通道内,由于二次电子倍增,在MCP通道的输出端,电子密度较大,所以MCP通道内的残余气体分子就会被电离,正离子在电场的作用下向阴极方向运动,最终轰击阴极的表面Cs-O层,使阴极的灵敏度衰退.所以在MCP的输入端制作一层Al₂O₃离子阻挡膜对延长阴极的寿命是至关重要的作用.本文介绍了MCP离子阻挡膜的离子阻挡和电子透射原理,离子阻挡膜厚度的确定以及离子阻挡膜的制作工艺.     

微通道板电子透射膜的工作特性

利用静电贴膜技术在MCP输入面制备了4 nm厚Al2O3非晶态电子透射膜,此工艺不造成MCP通道壁内表面碳污染. 探讨了贴膜与气体辉光放电的关系,测量了MCP电子透射膜的电子透过特性和离子阻挡特性. 实验表明,4 nm厚Al2O3非晶态电子透射膜能有效地透过电子,阻止反馈离子.     

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。     

微通道板离子壁垒膜及其特性

介绍了微光像管中微通道板离子壁垒膜及其形成技术,研究了其粒子(电子和离子)透过特性。给出了死电压概念、死电压曲线、死电压与膜厚关系曲线以及半视场对比测试结果;给出采用X射线光电子能谱(XPS)进行成分分析的结果。介绍了离子壁垒膜的离子透过特性,给出了表征膜层对离子阻止能力的离子透过率的概念,提出了离子透过率测试的原理方案和相关技术等问题。     

微光像增强管离子阻挡膜质量测试技术研究

鉴于通常制作的离子阻挡膜存在通孔,在阴极低电压下,经MCP电子倍增在荧光屏上显示为亮孔,为测试出规则与不规则亮孔的大小和数量,提出了一种像管的离子阻挡膜质量测试方法。该方法是在规定电压和光阴极照度的条件下,使像管光阴极接收约2lx的光照射,给像管各极施加电压使像管荧光屏上离子阻挡膜亮孔清晰可见,用10倍显微镜或相机拍照,观察荧光屏所成的离子阻挡膜通孔图像。试验结果表明：在相同的测试条件下,离子阻挡膜的制作工艺不同,离子阻挡膜质量亦不同。