CN114464510B - 光电阴极及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光电阴极，包括：第一金属筒；第一金属海绵体，置于第一金属筒内壁上；第二金属筒，置于第一金属海绵体内，第一金属海绵体与第一金属筒和第二金属筒焊接；锑金属源，放置在第二金属筒内；第三金属筒，设置在第一金属筒内，第三金属筒的开口与第二金属筒的开口彼此远离，第三金属筒的底部与第二金属筒的底部形成内部空间，且与第一金属筒在接触点处焊接；铯金属源，置于内部空间内；加热体，置于第三金属筒内；以及第二金属海绵体，作为光电阴极基体，置于锑金属源上；利用扩散到光电阴极基体表面的锑膜，与加热铯金属源形成的铯金属蒸气在光电阴极基体上反应，制成锑铯光电阴极。本发明还公开了一种上述的光电阴极的制备方法。
Description
技术领域
本发明的至少一种实施例涉及一种光电阴极，尤其涉及一种锑铯光电阴极及其制备方法。
背景技术
相关研究中已研发了银氧铯光电阴极，这种光电阴极比以前所用材料的量子效率要高出两个量级，而且对整个可见光谱，包括近红外波段都是灵敏的。随着银氧铯阴极的出现，光电阴极的研究重点放在探求量子效率更高及光谱响应特性不同的其它复杂材料上。
光电阴极的一个重要应用是从影片再现声音，接着是各种各样的光电变换装置，如光电倍增管、摄影管等。其后又发现了锑铯阴极及多碱光电阴极，使光电阴极更广泛地被应用在军事、摄影、辐射探测等高科技领域。例如微光夜视仪就是利用夜间的星光，月光等弱光使景物通过物镜进入像增强管，最后得到增强而呈现在荧光屏上。夜视仪可供各种步兵武器的夜间瞄准，也可供坦克、装甲车及其它车辆的夜间行驶以及航空夜间观测、导弹制导等。在高速摄影领域，传统光电阴极容易出现碱金属蒸发的问题，尤其是在强光作用下碱金属的蒸发速度更快，影响光电阴极的量子效率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种锑铯光电阴极，以缓解锑铯光电阴极在强光作用下铯金属蒸发的问题。
本发明提供一种光电阴极，包括：第一金属筒；第一金属海绵体，置于第一金属筒内壁上；第二金属筒，置于第一金属海绵体内，第一金属海绵体与第一金属筒和第二金属筒焊接；锑金属源，放置在第二金属筒内；第三金属筒，设置在第一金属筒内，第三金属筒的开口与第二金属筒的开口彼此远离，第三金属筒的底部与第二金属筒的底部形成内部空间，且与第一金属筒在接触点处焊接；铯金属源，置于上述的内部空间内；加热体，置于第三金属筒内；以及第二金属海绵体，作为光电阴极基体，置于锑金属源上；其中，利用加热扩散到光电阴极基体表面的锑膜，与加热铯金属源形成的铯金属蒸气在光电阴极基体上反应，制成锑铯光电阴极。
在一些实施例中，第一金属筒、第二金属筒和第三金属筒的材料包括镍、钼或其合金。
在一些实施例中，锑金属源包括锑粉；锑粉的纯度为99.99％。
在一些实施例中，第二金属海绵体置于锑金属源上，且利用电子束焊接或激光焊接将第二金属海绵体与第二金属筒焊接。
在一些实施例中，第一金属海绵体和第二金属海绵体的材料包括镍、钨、锇、钼中的一种金属或多种金属的合金。
在一些实施例中，铯金属源包括铯金属化合物和还原剂；铯金属化合物包括氯酸铯或高氯酸铯；还原剂包括锆铝粉。
在一些实施例中，利用钎焊将第一金属海绵体与第一金属筒和第二金属筒焊接。
在一些实施例中，利用电子束焊接或激光焊接将第三金属筒与第一金属筒在接触点处焊接。
在一些实施例中，加热体的材料包括钨、钼或钨铼。
本发明还提供一种上述的光电阴极的制备方法，包括：将第一金属筒、第一金属海绵体与第二金属筒依次焊接在一起；将锑金属源放置在第二金属筒内，在锑金属源上覆盖第二金属海绵体，并利用电子束焊接或激光焊接将第二金属海绵体与第二金属筒焊接；将铯金属源放置在第二金属筒与第三金属筒形成的内部空间内；利用加热体对铯金属源和锑金属源加热，使铯金属源产生的铯金属蒸气射向光电阴极基体；铯金属蒸气与加热扩散到光电阴极基体表面的锑膜反应，制成锑铯光电阴极。
根据本发明的上述实施例提供的光电阴极，利用加热体使生成的铯金属蒸气从第一金属海绵体扩散到光电阴极基体上，与加热扩散到光电阴极基体表面的锑膜反应，制成锑铯光电阴极，缓解锑碱金属化合物光电阴极在强光作用下碱金属蒸发问题。
附图说明
图1为根据本发明实施例的光电阴极的示意图；以及
图2为根据本发明实施例的光电阴极的制备流程图。
【附图标记说明】
1-第一金属筒；
2-第一金属海绵体；
3-第二金属筒；
4-锑金属源；
5-第三金属筒；
6-接触点；
7-铯金属源；
71-铯金属蒸气；
8-加热体；
9-第二金属海绵体。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。但是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使发明彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同元件。
需要说明的是，锑铯光电阴极中的铯金属与锑金属的比例保持在预定值时，可以使锑铯光电阴极的量子效率保持在较高的水平。在实际使用过程中，锑铯光电阴极中的碱金属铯在强光下容易蒸发，也容易受到外界离子、氧化物的影响而被破坏，导致铯金属与锑金属比例失调，进而导致锑铯光电阴极的量子效率降低。因此，本发明提供一种锑铯光电阴极，以缓解锑铯光电阴极在强光作用下碱金属蒸发的问题。
根据本发明的一个示例性实施例，本发明提供一种光电阴极，参见图1所示，包括：第一金属筒1；第一金属海绵体2，置于第一金属筒1内壁上；第二金属筒3，置于第一金属海绵体2内，第一金属海绵体2与第一金属筒1和第二金属筒3焊接；锑金属源4，放置在第二金属筒3内；第三金属筒5，设置在第一金属筒1内，第三金属筒5的开口与第二金属筒3的开口彼此远离(即如图1所示，第三金属筒5的开口与第二金属筒3的开口分别朝下和朝上)，第三金属筒5的底部与第二金属筒3的底部形成内部空间，且与第一金属筒1在接触点6处焊接；铯金属源7，置于上述的内部空间内；加热体8，置于第三金属筒5内；第二金属海绵体9，作为光电阴极基体，置于锑金属源4上；其中，利用加热扩散到光电阴极基体表面的锑膜(图中未示出)，与加热铯金属源7形成的铯金属蒸气71在光电阴极基体表面上反应，制成锑铯光电阴极。
根据本发明的实施例，第一金属筒1、第二金属筒3和第三金属筒5的材料包括镍、钼或其合金。
根据本发明的实施例，锑金属源4包括锑粉；锑粉的纯度为99.99％。
根据本发明的实施例，铯金属源7包括铯金属化合物和还原剂；铯金属化合物包括氯酸铯或高氯酸铯；还原剂包括锆铝粉。
根据本发明的实施例，利用钎焊将第一金属海绵体2与第一金属筒1和第二金属筒3焊接。
根据本发明的实施例，利用电子束焊接或激光焊接将第三金属筒5与第一金属筒1在接触点6处焊接。
根据本发明的实施例，加热体8的材料包括钨、钼或钨铼。
根据本发明的实施例，第二金属海绵体9置于锑金属源4上，且利用电子束焊接或激光焊接将第二金属海绵体9与第二金属筒3焊接。
根据本发明的实施例，第一金属海绵体2和第二金属海绵体的材料包括镍、钨、锇、钼中的一种金属或多种金属的合金。第一金属海绵体2用于使铯金属源7产生的铯金属蒸气71扩散到光电阴极基体的表面。
根据本发明的实施例，利用加热体使生成的铯金属蒸气从第一金属海绵体扩散到光电阴极基体表面上，与扩散到光电阴极基体表面的锑膜反应，制成锑铯光电阴极，缓解锑碱金属化合物光电阴极在强光作用下碱金属蒸发问题。也就是说，当锑铯光电阴极被破坏时，只需利用加热体加热，就能够在光电阴极基体表面补充因强光蒸发或外界离子、化合物破坏的碱金属铯，形成新的锑铯光电阴极。
本发明还提供一种上述的光电阴极的制备方法，参考图2所示，包括：步骤S01～S05。
在步骤S01，将第一金属筒1、第一金属海绵体2与第二金属筒3依次焊接在一起。
在步骤S02，将锑金属源4放置在第二金属筒3内，在锑金属源4上覆盖第二金属海绵体9，并利用电子束焊接或激光焊接将第二金属海绵体9与第二金属筒3焊接。
在步骤S03，将铯金属源放置在第二金属筒3与第三金属筒5形成的内部空间内。
在步骤S04，利用加热体8对铯金属源7和锑金属源4加热，使铯金属源7产生的铯金属蒸气71射向光电阴极基体。
根据本发明的实施例，利用加热体8加热后，锑粉通过扩散作用扩散到光电阴极基体的表面，并形成锑膜。
在步骤S05，铯金属蒸气71与扩散到光电阴极基体表面的锑膜(图中未示出)反应，制成锑铯光电阴极。
需要说明的是，本发明的实施例中的铯金属源可以替换为其它碱金属源，利用本发明的实施例提供的光电阴极制备方法得到的其它碱金属光电阴极，可以同样实现缓解碱金属蒸发的问题。
根据本发明的上述实施例提供的光电阴极，利用加热体使生成的铯金属蒸气从第一金属海绵体扩散到光电阴极基体上，与扩散到光电阴极基体表面的锑膜反应，制成锑铯光电阴极，缓解锑碱金属化合物光电阴极在强光作用下碱金属蒸发问题。
根据本发明的上述实施例提供的光电阴极，通过将光电阴极基体、铯金属源、锑金属源集成到一个结构上，使光电阴极的制备工艺更加简单。
需要说明的是，说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光电阴极，其特征在于，包括：
第一金属筒；
第一金属海绵体，置于所述第一金属筒内壁上；
第二金属筒，置于所述第一金属海绵体内，所述第一金属海绵体与所述第一金属筒和所述第二金属筒焊接；
锑金属源，包括锑粉，所述锑金属源放置在所述第二金属筒内；
第三金属筒，设置在所述第一金属筒内，所述第三金属筒的开口与所述第二金属筒的开口彼此远离，所述第三金属筒的底部与所述第二金属筒的底部形成内部空间，且与所述第一金属筒在接触点处焊接；
铯金属源，置于所述内部空间内；
加热体，置于所述第三金属筒内；
第二金属海绵体，作为光电阴极基体，置于所述锑金属源上；
其中，利用加热扩散到所述光电阴极基体表面的锑膜，与加热所述铯金属源形成的从所述第一金属海绵体扩散的铯金属蒸气在所述光电阴极基体上反应，制成锑铯光电阴极。
2.根据权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，所述第一金属筒、所述第二金属筒和所述第三金属筒的材料包括镍、钼或其合金。
3.根据权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，
所述锑粉的纯度为99.99％。
4.根据权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，所述第二金属海绵体置于所述锑金属源上，且所述第二金属海绵体与所述第二金属筒焊接。
5.根据权利要求4所述的光电阴极，其特征在于，所述第一金属海绵体和所述第二金属海绵体的材料包括镍、钨、锇、钼中的一种金属或多种金属的合金。
6.根据权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，所述铯金属源包括铯金属化合物和还原剂；
所述铯金属化合物包括氯酸铯或高氯酸铯；
所述还原剂包括锆铝粉。
7.根据权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，利用钎焊将所述第一金属海绵体与所述第一金属筒和所述第二金属筒焊接。
8.根据权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，利用电子束焊接或激光焊接将所述第三金属筒与所述第一金属筒在所述接触点处焊接。
9.根据权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，所述加热体的材料包括钨、钼或钨铼。
10.如权利要求1～9中任一项所述的光电阴极的制备方法，其特征在于，包括：
将第一金属筒、第一金属海绵体与第二金属筒依次焊接在一起；
将锑金属源放置在所述第二金属筒内，在所述锑金属源上覆盖第二金属海绵体，并利用电子束焊接或激光焊接将所述第二金属海绵体与所述第二金属筒焊接；
将铯金属源放置在所述第二金属筒与所述第三金属筒形成的内部空间内；
利用加热体对所述铯金属源及锑金属源加热，使所述铯金属源产生的铯金属蒸气射向光电阴极基体表面；
所述铯金属蒸气与锑金属源加热扩散到所述光电阴极基体表面的锑膜反应，制成锑铯光电阴极。
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