提出了一種通過測(cè)量微通道板輸出電流及增益來計(jì)算光電流,從而測(cè)量出微通道板量子效率的方法,并用該方法測(cè)量了微通道板在近紫外（200～380nm）的量子效率.測(cè)量結(jié)果表明,微通道板的量子效率很低,并且隨波長(zhǎng)增加而快速下降,200nm波長(zhǎng)處的量子效率為10^-4數(shù)量級(jí),320nm波長(zhǎng)處的量子效率為10^-8數(shù)量級(jí),大于340nm波長(zhǎng)處的量子效率極低且趨近于零.微通道板及熒光屏組成的成像器件可以對(duì)酒精燈火焰成像,但圖像較稀疏,而傳統(tǒng)Cs₂Te光電陰極紫外成像器件的圖像卻較密實(shí),這與微通道板量子效率低,Cs₂Te光電陰極量子效率高的情形一致.在該成像器件的前端放置一片350nm波長(zhǎng)的高通濾光片后,所成的酒精燈火焰圖像消失.對(duì)被照射目標(biāo)成像時(shí),如果照射光源為254nm的汞燈,則可以成像;但如果照射光源為365nm汞燈,則不能成像.說明微通道板的光譜響應(yīng)主要在350nm波長(zhǎng)以下,與其量子效率的測(cè)量結(jié)果一致.最后測(cè)量得到該成像器件的分辨力為32lp/mm,與傳統(tǒng)Cs₂Te光電陰極紫外成像器件的分辨... 

【文章來源】：光子學(xué)報(bào). 2020,49(03)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

MCP光電子產(chǎn)生示意圖

由于MCP產(chǎn)生的光電流被限制在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，因此無法測(cè)量．然而該光電流經(jīng)過MCP倍增后的輸出電流卻是可以測(cè)量的．如果能測(cè)量出MCP的增益，那么輸出電流除以MCP的增益即為所需測(cè)量的光電流，所以MCP所產(chǎn)生的光電流可以采用間接的方法來測(cè)量．通過這一方法測(cè)量MCP的光電流，需要一支特別的測(cè)試樣品，該測(cè)試樣品是一支只有一半光電陰極的雙MCP成像器件，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括輸入窗、MCP（兩片V型堆疊）、鍍鋁熒光屏以及光纖面板（Fiber Optical Plate,FOP）輸出窗．為了便于區(qū)分，把陰極窗上有光電陰極的區(qū)域稱為A區(qū)，沒有光電陰極的區(qū)域稱為B區(qū)．當(dāng)一束紫外線入射到陰極窗的A區(qū)時(shí)，紫外線穿過陰極窗后激發(fā)光電陰極發(fā)射光電流，光電流經(jīng)MCP倍增，從MCP輸出端輸出．測(cè)量出光電流以及MCP的輸出電流，就可測(cè)量出MCP的增益．當(dāng)一束紫外線入射到陰極窗的B區(qū)時(shí)，紫外線穿過陰極窗后激發(fā)MCP發(fā)射光電流，光電流經(jīng)MCP倍增，從MCP輸出端輸出．測(cè)量出該電流并除以MCP的增益，就可以計(jì)算出MCP的光電流，也就可以測(cè)量出MCP光譜靈敏度，再通過換算可以得到量子效率．具體測(cè)量方法為：在測(cè)試樣品的陰極與MCP輸入端之間施加一定的陰極電壓Vc，并以波長(zhǎng)為λ0的一束光照射測(cè)試樣品陰極窗的A區(qū)，測(cè)量出光電陰極的光電流Ic1（λ0）．在光路中加入濾光片，保持測(cè)試樣品陰極電壓Vc不變，在MCP的輸入端與輸出端之間施加一定的MCP電壓VMCP，在MCP輸出端與陽(yáng)極（熒光屏）之間施加一定的陽(yáng)極電壓Va，然后測(cè)量MCP的輸出電流Ia1（λ0），之后計(jì)算出MCP的增益GMCP，即

MCP量子效率測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)原理見圖3，包括激光泵浦氣體放電燈光源、中性濾光片、光柵單色儀、石英光纖束、陰極電流表Mc（微安表）、陽(yáng)極電流表Ma（皮安表）以及測(cè)試電源．測(cè)試樣品（編號(hào)：3242#）輸入窗材料為氟化鎂，MCP（兩片V型堆疊）型號(hào)為Φ25/6．該樣品的光電陰極（S20）采用轉(zhuǎn)移陰極技術(shù)制作．制作過程中，將陰極玻璃窗遮擋一半，使光電陰極只能制作在其未受到遮擋的部分．測(cè)試電源包括V1、V2、V3和V4共4路輸出（電位可調(diào)），分別連接測(cè)試樣品的陰極、MCP輸入、MCP輸出以及陽(yáng)極．具體測(cè)量過程為：打開光源、單色儀以及測(cè)試電源，調(diào)節(jié)V1電位為0V,V2電位為200V，關(guān)閉V3及V4電位輸出（不使用）．設(shè)置單色儀的出射波長(zhǎng)λ0為500nm．在測(cè)試光路中移除濾光片，利用光纖將出射光傳輸?shù)綔y(cè)試樣品陰極窗的A區(qū)位置上，利用陰極電流表Mc測(cè)得陰極電流Ic1（λ0）為0.382μA．在測(cè)試光路中加入濾光片，調(diào)節(jié)測(cè)試電源V1電位為-1 800V,V2電位為-1 600V,V3電位為0V,V4電位為50V．利用陽(yáng)極電流表Ma測(cè)得陽(yáng)極電流Ia1（λ0）為0.089μA．關(guān)閉V1輸出（不使用），保持V2、V3以及V4的電位不變．將濾光片移除測(cè)試光路，設(shè)置單色儀的出射波長(zhǎng)λ為200nm，利用光纖將出射光傳輸?shù)綔y(cè)試樣品陰極窗的B區(qū)位置上，利用陽(yáng)極電流表Ma測(cè)得陽(yáng)極電流Ia2（λ）為0.287μA．將以上測(cè)量數(shù)據(jù)代入式（5），即可計(jì)算出MCP對(duì)于200nm波長(zhǎng)的量子效率Y（λ）為1.1×10-4，其中500nm波長(zhǎng)的中性濾光片透過率τ（λ0）為1×10-5,200nm波長(zhǎng)的E（λ）為0.71×10-6 W．根據(jù)以上測(cè)量方法，設(shè)置單色儀不同的輸出波長(zhǎng)，就可以測(cè)量出MCP在近紫外波段內(nèi)的量子效率．另外通過改變MCP電壓，即可測(cè)量出MCP在不同電壓（增益）條件下的量子效率．MCP在不同波長(zhǎng)和不同電壓條件下量子效率Y的測(cè)量結(jié)果見表1，其中波長(zhǎng)的范圍為200～380nm,MCP的電壓分別為1500V、1600V以及1700V．表1中的Y1500V、Y1600V以及Y1700V分別表示MCP在1 500V、1 600V以及1 700V電壓條件下的量子效率．另外MCP在以上三種電壓下的增益分別為10 800、23 000以及39 000.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]遠(yuǎn)紫外光子計(jì)數(shù)成像探測(cè)器檢測(cè)方法及分析[J]. 張宏吉,何玲平,王海峰,鄭鑫,韓振偉,宋克非,陳波.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(06)
[2]Cs2Te紫外光電陰極帶外光譜響應(yīng)研究[J]. 李曉峰,姜云龍,李靖雯,姬明,李金沙,張勤東.  紅外技術(shù). 2015(12)
[3]紫外像增強(qiáng)器用于電力安全檢測(cè)的研究[J]. 匡蕾,顧燕.  紅外技術(shù). 2015(11)
[4]微通道板的離子反饋對(duì)像增強(qiáng)器性能升級(jí)的影響分析及改進(jìn)途徑探究[J]. 潘京生,邵愛飛,孫建寧,蘇德坦,陸強(qiáng).  紅外技術(shù). 2015(04)
[5]電暈放電紫外成像檢測(cè)光子數(shù)的距離修正[J]. 王勝輝,馮宏恩,律方成.  高電壓技術(shù). 2015(01)
[6]K2Te（Cs）日盲紫外光電陰極研究[J]. 李曉峰,趙學(xué)峰,陳其鈞,王志宏.  光子學(xué)報(bào). 2014(06)
[7]Rb2Te（Cs）日盲紫外光電陰極研究[J]. 李曉峰,趙學(xué)峰,張昆林,李全保,王志宏.  紅外技術(shù). 2013(09)
[8]微通道板像增強(qiáng)器動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試技術(shù)研究[J]. 拜曉鋒,尹雷,程宏昌,胡文,賀英萍.  光學(xué)與光電技術(shù). 2012(05)
[9]高量子效率碲化銫紫外日盲陰極研制[J]. 韋永林,趙寶升,賽小鋒,劉永安,曹希斌.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(07)
[10]微通道板光子計(jì)數(shù)成像探測(cè)器預(yù)處理實(shí)驗(yàn)研究[J]. 尼啟良,卜紹芳,劉世界,何玲平,張宏吉.  光子學(xué)報(bào). 2012(06)



本文編號(hào)：3487548