CN113091894A - 一种极紫外波段成像探测器 - Google Patents
一种极紫外波段成像探测器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113091894A CN113091894A CN201911336341.5A CN201911336341A CN113091894A CN 113091894 A CN113091894 A CN 113091894A CN 201911336341 A CN201911336341 A CN 201911336341A CN 113091894 A CN113091894 A CN 113091894A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- imaging detector
- layer
- band imaging
- extreme ultraviolet
- euv
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 16
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007123 defense Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- ABBQHOQBGMUPJH-UHFFFAOYSA-M Sodium salicylate Chemical compound [Na+].OC1=CC=CC=C1C([O-])=O ABBQHOQBGMUPJH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229960004025 sodium salicylate Drugs 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/429—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to measurement of ultraviolet light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
Abstract
本发明提供的极紫外波段成像探测器，在光纤面板窗口上表面镀制极紫外荧光膜，将极紫外辐射转换成可见光辐射，再将可见光辐射做单光子计数成像，其中的光纤面板窗口即起到波长转换与减少光辐射传递过程中传递函数下降作用，又起到对单光子计数成像探测器密封作用，解决了极紫外波段单光子计数成像探测器只能在高真空环境下工作和存储的技术难题，可以广泛应用于空间探测、科学研究、国防建设等在工程研制中具有广阔的应用。
Description
技术领域
本发明涉及光电子技术领域，特别涉及一种极紫外波段成像探测器。
背景技术
在光学工程和光学技术领域，极紫外波段单光子计数成像探测器是一种关键的光电转换器件，利用其在极紫外波段具有高灵敏度和大面阵的优势，可以广泛应用于空间探测和光学仪器研制中。
目前的单光子计数成像探测器主要有两种形式。一种是密封管式，即单光子计数成像探测器密封在一个高真空环境中，但是由于窗口材料的限制，通常这种密封管式单光子计数成像探测器的波段范围取决于密封窗口材料的波段范围，在短波长只能工作到120nm附近的远紫外波段，更短波段无窗口材料，无法使用。另外一种为无窗口的单光子计数成像探测器，即光电阴极和单光子探测器完全暴露于大气中，无法在大气环境下工作和长期储存。因为光电阴极和微通道板(MCP)长期暴露大气环境会降低性能，限制了各种探测器的广泛使用。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种解决了极紫外波段单光子计数成像探测器只能在高真空环境下工作和存储的技术难题的极紫外波段成像探测器。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供了一种极紫外波段成像探测器，包括：
真空壳体、设置于所述真空壳体外的极紫外荧光膜、光纤面板窗口、光电阴极层、微通道板像增强器、感应编码阳极板、电极引线及真空电极，其中：
所述极紫外荧光膜将紫外光辐射转化为可见光，所述光纤面板窗口将所述可见光传递至所述光电阴极层上，所述光电阴极层将所述可见光转化为光电子，所述微通道板像增强器将所述光电子进行电子倍增，所述感应编码阳极板将倍增后出射的电子云形成脉冲信号，所述电极引线将所述脉冲信号传递至真空电极上，所述真空电极将所述脉冲信号从内部传递至外部。
在一些较佳的实施例中，所述微通道板像增强器与光电阴极层之间的距离为0.01mm～1mm。
在一些较佳的实施例中，所述极紫外荧光膜设置于所述光纤面板窗口上表面。
在一些较佳的实施例中，所述光电阴极层设置在所述光纤面板窗口下表面，所述光纤面板窗口与所述微通道板像增强器之间加100V～300V电压。
在一些较佳的实施例中，所述光电阴极层设置在所述微通道板像增强器上表面。
在一些较佳的实施例中，所述光电阴极层产生的光电子可经过微通道板像增强器倍增到103倍以上。
在一些较佳的实施例中，所述微通道板像增强器包括单片、两片或两片以上微通道板上下依次叠加构成。
在一些较佳的实施例中，所述感应编码阳极板包括高阻半导体感应层、阳极基底、编码图案层，其中，所述高阻半导体感应层是在非金属平板上镀制半导体材料制备而成，所述阳极基底为石英板、陶瓷板或玻璃板中的一种；所述编码图案层由金属薄膜制成。
在一些较佳的实施例中，所述半导体材料为锗或者硅。
在一些较佳的实施例中，所述编码图案为楔条形、Vernier形等其它形式的编码阳极。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的极紫外波段成像探测器，包括：真空壳体、设置于所述真空壳体外的极紫外荧光膜、光纤面板窗口、光电阴极层、微通道板像增强器、感应编码阳极板、电极引线及真空电极，所述极紫外荧光膜将紫外光辐射转化为可见光，所述光纤面板窗口将所述可见光传递至所述光电阴极层上，所述光电阴极层将所述可见光转化为光电子，所述微通道板像增强器将所述光电子进行电子倍增，所述感应编码阳极板将倍增后出射的电子云形成脉冲信号，所述电极引线将所述脉冲信号传递至真空电极上，所述真空电极将所述脉冲信号从内部传递至外部，本发明提供的极紫外波段成像探测器，在光纤面板窗口上镀制极紫外荧光膜，将极紫外辐射转换成可见光辐射，再将可见光辐射做单光子计数成像，其中的光纤面板即起到波长转换与减少光辐射传递过程中传递函数下降作用，又起到对单光子计数成像探测器密封作用，解决了极紫外波段单光子计数成像探测器只能在高真空环境下工作和存储的技术难题，可以广泛应用于空间探测、科学研究、国防建设等在工程研制中具有广阔的应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的极紫外波段成像探测器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明实施例提供的一种极紫外波段成像探测器的结构示意图，包括真空壳体110、设置于所述真空壳体110外的极紫外荧光膜120、光纤面板窗口130、光电阴极层140、微通道板像增强器150、感应编码阳极板160、电极引线170及真空电极180。
本发明提供的极紫外波段成像探测器，其工作方式如下：
所述极紫外荧光膜120将紫外光辐射转化为可见光，所述光纤面板窗口130 将所述可见光传递至所述光电阴极层140上，所述光电阴极层140将所述可见光转化为光电子，所述微通道板像增强器150将所述光电子进行电子倍增，所述感应编码阳极板160将倍增后出射的电子云形成脉冲信号，所述电极引线170 将所述脉冲信号传递至真空电极180上，所述真空电极180将所述脉冲信号从内部传递至外部。
以下详细说明具体的实现方式。
所述真空壳体110可形成探测器高真空环境。可以理解，为了避免探测器受外部电磁辐射对探测器的影响，所述真空壳体110由金属材料与陶瓷材料制成。
所述极紫外荧光膜120涂覆在所述光纤面板窗口130外表面，所述极紫外荧光膜120可将入射的极紫外光转换成可见光。极紫外荧光膜120可采用水杨酸钠、lumogen荧光材料等其他形式的极紫外波段荧光材料进行制备。
所述光纤面板窗口130与所述真空壳体110形成密封空间，以保持探测器内部在高真空环境，还可以将荧光辐射传递到光电阴极上，减少传递过程中由于弥散等造成的传递函数下降。
所述光电阴极层140是由在紫外到近红外波段有较高光电转换效率的光电阴极材料制成。可以理解，保持光纤面板窗口130的内表面与光电阴极层140 间的距离尽可能小，这样可以有效的减小经过光电阴极层140转换后的像信号传递函数降低，保证成像质量。
具体地，所述光电阴极层140可镀制在所述光纤面板窗口130上，也可以选择将所述光电阴极层140镀制在微通道板像增强器150上。
可以理解，如果光电阴极层140制备在光纤面板窗口130上，在光纤面板窗口130与微通道板像增强器150之间加100V～300V电压；如果光电阴极层140 制备在微通道板像增强器150上，则不需要在在光纤面板层140与微通道板像增强器150之间加电压。
具体地，所述光电阴极层140产生的光电子可经过微通道板像增强器倍增到103倍以上。
具体地，微通道板像增强器150可具体设计为由单片、两片或两片以上微通道板上下依次叠加构成。
具体地，感应编码阳极板160有高阻半导体感应层161、阳极基底(图未示)、编码图案层162组成。
进一步地，高阻半导体感应层161是在非金属平板上镀制半导体材料制备而成，半导体材料可以是锗或者硅等半导体材料，半导体材料的方块电阻为80M Ω/□～800MΩ/□。
进一步地，阳极基底为石英板、陶瓷板或玻璃板中的一种。
进一步地，编码图案层162由金属薄膜制成，编码图案为楔条形、Vernier 形或者其它形式。
具体地，感应编码阳极板160可以替代成普通编码阳极，不镀制高阻半导体感应层，使编码图案层朝向光入射方向。
所述电极引线170为导电性能良好的金属导线，其与感应编码阳极板160 上的阳极连接，可导出光电信号。
可以理解，在实际中可以将感应编码阳极板160可以作为真空壳体110的一部分，实现探测器高真空密封作用，而电极引线170与真空电极180均设置在真空壳体110的外部。
本发明提供的极紫外波段成像探测器，在光纤面板窗口上镀制极紫外荧光膜，将极紫外辐射转换成可见光辐射，再将可见光辐射做单光子计数成像，其中的光纤面板即起到波长转换与减少光辐射传递过程中传递函数下降作用，又起到对单光子计数成像探测器密封作用，解决了极紫外波段单光子计数成像探测器只能在高真空环境下工作和存储的技术难题，可以广泛应用于空间探测、科学研究、国防建设等在工程研制中具有广阔的应用。
当然本发明的极紫外波段成像探测器还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。
Claims (10)
1.一种极紫外波段成像探测器，其特征在于，包括：真空壳体、设置于所述真空壳体外的极紫外荧光膜、光纤面板窗口、光电阴极层、微通道板像增强器、感应编码阳极板、电极引线及真空电极，其中：
所述极紫外荧光膜将紫外光辐射转化为可见光，所述光纤面板窗口将所述可见光传递至所述光电阴极层上，所述光电阴极层将所述可见光转化为光电子，所述微通道板像增强器将所述光电子进行电子倍增，所述感应编码阳极板将倍增后出射的电子云形成脉冲信号，所述电极引线将所述脉冲信号传递至真空电极上，所述真空电极将所述脉冲信号从内部传递至外部。
2.如权利要求1所述的极紫外波段成像探测器，其特征在于，所述微通道板像增强器与光电阴极层之间的距离为0.01mm～1mm。
3.如权利要求1所述的极紫外波段成像探测器，其特征在于，所述极紫外荧光膜设置于所述光纤面板窗口上表面。
4.如权利要求1所述的极紫外波段成像探测器，其特征在于，所述光电阴极层设置在所述光纤面板窗口下表面，所述光纤面板窗口与所述微通道板像增强器之间加100V～300V电压。
5.如权利要求1所述的极紫外波段成像探测器，其特征在于，所述光电阴极层设置在所述微通道板像增强器上表面。
6.如权利要求1所述的极紫外波段成像探测器，其特征在于，所述光电阴极层产生的光电子可经过微通道板像增强器倍增到103倍以上。
7.如权利要求1所述的极紫外波段成像探测器，其特征在于，所述微通道板像增强器包括单片、两片或两片以上微通道板上下依次叠加构成。
8.如权利要求1所述的极紫外波段成像探测器，其特征在于，所述感应编码阳极板包括高阻半导体感应层、阳极基底、编码图案层，其中，所述高阻半导体感应层是在非金属平板上镀制半导体材料制备而成，所述阳极基底为石英板、陶瓷板或玻璃板中的一种；所述编码图案层由金属薄膜制成。
9.如权利要求8所述的极紫外波段成像探测器，其特征在于，所述半导体材料为锗或者硅。
10.如权利要求8所述的极紫外波段成像探测器，其特征在于，所述编码图案为楔条形或Vernier形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911336341.5A CN113091894A (zh) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 一种极紫外波段成像探测器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911336341.5A CN113091894A (zh) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 一种极紫外波段成像探测器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113091894A true CN113091894A (zh) | 2021-07-09 |
Family
ID=76662971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911336341.5A Pending CN113091894A (zh) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 一种极紫外波段成像探测器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113091894A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101304486A (zh) * | 2007-03-21 | 2008-11-12 | 肖特公司 | 包括会聚部分的成像导管的光纤面板及其平铺式成像阵列 |
| CN101393052A (zh) * | 2008-10-29 | 2009-03-25 | 西安理工大学 | 基于二代倒像式像增强器在常温下局部选通的微光探测器 |
| CN101858785A (zh) * | 2010-06-12 | 2010-10-13 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 用于提高微型光谱仪光谱质量的装置 |
| CN103198995A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-07-10 | 哈尔滨工业大学 | 采用LuAG-Ce荧光屏实现的毛细管放电极紫外光刻光源等离子体状态检测系统 |
| CN103424673A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-12-04 | 上海理工大学 | 电晕检测系统及其电晕检测方法 |
| CN104658840A (zh) * | 2013-11-21 | 2015-05-27 | 陕西子竹电子有限公司 | 一种影像增强器 |
| CN104792411A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 紫外激光能量的测量方法 |
| CN105424176A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-03-23 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 微光成像探测器 |
| CN110411348A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-05 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种激光光斑焦点的自动化检测与定位装置及方法 |
-
2019
- 2019-12-23 CN CN201911336341.5A patent/CN113091894A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101304486A (zh) * | 2007-03-21 | 2008-11-12 | 肖特公司 | 包括会聚部分的成像导管的光纤面板及其平铺式成像阵列 |
| CN101393052A (zh) * | 2008-10-29 | 2009-03-25 | 西安理工大学 | 基于二代倒像式像增强器在常温下局部选通的微光探测器 |
| CN101858785A (zh) * | 2010-06-12 | 2010-10-13 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 用于提高微型光谱仪光谱质量的装置 |
| CN103198995A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-07-10 | 哈尔滨工业大学 | 采用LuAG-Ce荧光屏实现的毛细管放电极紫外光刻光源等离子体状态检测系统 |
| CN103424673A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-12-04 | 上海理工大学 | 电晕检测系统及其电晕检测方法 |
| CN104658840A (zh) * | 2013-11-21 | 2015-05-27 | 陕西子竹电子有限公司 | 一种影像增强器 |
| CN104792411A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 紫外激光能量的测量方法 |
| CN105424176A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-03-23 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 微光成像探测器 |
| CN110411348A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-05 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种激光光斑焦点的自动化检测与定位装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10580630B2 (en) | Photomultiplier tube and method of making it | |
| RU2503082C2 (ru) | Фотоумножительная трубка | |
| CN105424176A (zh) | 微光成像探测器 | |
| US2898499A (en) | Transmission secondary emission dynode structure | |
| JPS61224234A (ja) | 光電子増倍管のダイノ−ドの被膜材料及び被膜形成方法 | |
| WO2021029614A1 (ko) | 광 센서 | |
| EP0242024A2 (en) | Radiation image intensifier tubes | |
| US5349194A (en) | Microgap ultra-violet detector | |
| US4293790A (en) | Image converter having cylindrical housing and photocathode separated by spacing element from luminescent screen on frustrum | |
| CN113091894A (zh) | 一种极紫外波段成像探测器 | |
| Timothy | Multianode microchannel array detector systems: performance characteristics | |
| CN203850242U (zh) | 一种x射线图像增强器 | |
| US2938141A (en) | Photothermionic image converter with retarding fields | |
| CN113990733B (zh) | 大面积红外单光子探测器 | |
| RU141786U1 (ru) | Фотоэлектронный прибор типа проксимити с фотокатодом на основе гетероструктуры а3в5 | |
| US11201041B2 (en) | Gas electron multiplier board photomultiplier | |
| CN109801821B (zh) | 一种基于无机钙钛矿的分幅相机光阴极及其制备方法 | |
| CN110571114B (zh) | 一种气体x射线像增强器 | |
| CN215865490U (zh) | 一种超快高分辨并行读出单光子探测器 | |
| US2953703A (en) | Photomultiplier design having high response to x-rays | |
| CN101478645B (zh) | 一种基于半导体层的电荷感应成像方法 | |
| US20190006159A1 (en) | A Photomultiplier and Methods of Making It | |
| US20220223364A1 (en) | Photocathode with improved quantum yield | |
| RU185547U1 (ru) | Фотокатод для импульсных фотоэлектронных приборов | |
| RU2351035C2 (ru) | Фотокатод |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |