淺析微通道板

一、簡(jiǎn)介

微通道是一種特殊光學(xué)纖維器件，是一種先進(jìn)的具有傳輸、增強(qiáng)電子圖像功能的電子倍增器，具有體積小、重量輕、分辨力好、增益高、噪聲低、使用電壓低等優(yōu)點(diǎn)，它利用其二次電子發(fā)射特性，可使高速磁撞在內(nèi)壁(通道)上的，電子能成倍增加，使之達(dá)到萬(wàn)倍以上的電子增流，利用這種特性，現(xiàn)在微通道板廣泛用于光電倍增管、像增強(qiáng)器，微光電視、X光像增強(qiáng)器、高速示波管，以及光子計(jì)數(shù)、 X- 射線、紫外光子、電子、離子、帶電粒子、亞原子粒子等的探測(cè)，現(xiàn)在微通道板一般有如下規(guī)格：

微通道板一般有如下規(guī)格

特點(diǎn)

1. 通道孔徑：5～50 μm

2.開口比：≥60%

3.電極材料：Ni-Cr

4.電極浸沒深度：輸入端：≤0.8d (d : 通道孔徑) 輸出端：2～3d (d: 通道孔徑)

5.烘烤溫度：≤400℃

6.高輸出電流、大動(dòng)態(tài)范圍、高增益、低噪聲、長(zhǎng)壽命

7.帶/不帶固體邊

微通道板結(jié)構(gòu)

一塊微通道板是由104—107個(gè)相互平行的小的電子倍增管組成，一個(gè)電子倍增管的尺寸為，通道長(zhǎng)幾十微米，通道長(zhǎng)度和直徑之比為 40D100，通道之間距離一般為幾十微米，通道與板的表面偏置一個(gè)角度，通常為8度，孔內(nèi)表面材料的二次電子發(fā)射系數(shù)為大于等于3

微通道板的實(shí)體圖如下

二、微通道板電子倍增原理：

在微通道板的每個(gè)通道的內(nèi)壁上都涂有一種能發(fā)射次級(jí)電子的半導(dǎo)體材料，當(dāng)給微通道板加了一定電壓后，就會(huì)在每個(gè)通道中產(chǎn)生一個(gè)均勻的電場(chǎng)。這個(gè)電場(chǎng)是軸向的。所以能使進(jìn)入電場(chǎng)的低能電子(光子或電子)與壁碰撞的時(shí)候能產(chǎn)生次級(jí)電子，并且在軸向電場(chǎng)的作用下次級(jí)電子被加速，這樣次級(jí)電子碰到壁上又會(huì)產(chǎn)生更多的新的次級(jí)電子。這樣。對(duì)于一個(gè)入射粒子。在板的輸出端就會(huì)產(chǎn)生很多的電子。實(shí)際上我們很容易理解，每個(gè)通道就是一個(gè)光電倍增管，不過(guò)它沒有專門的光陰極，而且打拿極是連續(xù)分布的，另外入射電子不只限于光子，事實(shí)上任何載能電子，只要在通道壁上能打出次級(jí)電子，它都能響應(yīng)，與光電倍增管外電路分壓器相比擬，它利用鉛玻璃自身的體電阻作為分壓電阻，一般極間總電阻為10歐，通道中的電勢(shì)梯度使次級(jí)電子得到加速，獲得能量，從而保證在下一次轟擊通道時(shí)有足夠大的二次發(fā)射系數(shù)。

微通道板電子倍增原理

MCP使用中的注意點(diǎn)：

1保持端面的清潔，不能用手觸摸。

2避免碰撞，擠壓造成機(jī)械破損。

3避免真空不高的情況下加高壓，以免引起通道內(nèi)孔放電。

4 防止兩端面間高壓擊穿造成絕緣破壞。

5防止MCP一次性直接暴露在強(qiáng)粒子束中。

MCP的應(yīng)用：

1作為各種粒子計(jì)數(shù)用，由于沒有窗和包裝材料的吸收問(wèn)題，在低能粒子探測(cè)中顯出優(yōu)越性。

2 MCP由于包含上百萬(wàn)個(gè)坐標(biāo)位置完全確定的，相對(duì)獨(dú)立的通道計(jì)數(shù)系統(tǒng)，應(yīng)此它常被作為位置靈敏探測(cè)器。

3利用快上升時(shí)間特性，MCP也可用于飛行時(shí)間譜儀的探頭。