CN114927405A - 复合介质阳极以及复合介质阳极微通道板型光电倍增管 - Google Patents

复合介质阳极以及复合介质阳极微通道板型光电倍增管 Download PDF

Info

Publication number
CN114927405A
CN114927405A CN202210507672.6A CN202210507672A CN114927405A CN 114927405 A CN114927405 A CN 114927405A CN 202210507672 A CN202210507672 A CN 202210507672A CN 114927405 A CN114927405 A CN 114927405A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anode
composite
medium
dielectric
microchannel plate
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
Application number
CN202210507672.6A
Other languages
English (en)
Inventor
黄国瑞
王兴超
金真
任玲
司曙光
王志
顾莹
王宁
顾燕
张昊达
汤偲晨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North Night Vision Technology Nanjing Research Institute Co ltd
Original Assignee
North Night Vision Technology Nanjing Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North Night Vision Technology Nanjing Research Institute Co ltd filed Critical North Night Vision Technology Nanjing Research Institute Co ltd
Priority to CN202210507672.6A priority Critical patent/CN114927405A/zh
Publication of CN114927405A publication Critical patent/CN114927405A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/04—Electron multipliers
    • H01J43/06—Electrode arrangements
    • H01J43/12—Anode arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/04—Electron multipliers
    • H01J43/06—Electrode arrangements
    • H01J43/08—Cathode arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/04—Electron multipliers
    • H01J43/06—Electrode arrangements
    • H01J43/18—Electrode arrangements using essentially more than one dynode
    • H01J43/24—Dynodes having potential gradient along their surfaces
    • H01J43/246—Microchannel plates [MCP]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/04—Electron multipliers
    • H01J43/28—Vessels, e.g. wall of the tube; Windows; Screens; Suppressing undesired discharges or currents
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10—Nuclear fusion reactors

Landscapes

  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

本发明属于光电倍增管技术领域，提供一种复合介质阳极以及复合介质阳极微通道板型光电倍增管，包括光电阴极、管壳、微通道板和复合介质阳极。光电阴极与管壳前端密封连接，微通道板装配在管壳内部，复合介质阳极与管壳末端密封连接。光电阴极接收光子并将光子转换为光电子，光电子在聚焦电场作用下入射到微通道板里面，经过微通道板电子倍增后，输出电子云信号，电子云信号被复合介质阳极收集，并将电子云信号转化为电脉冲信号，输出到光电倍增管外面。复合介质阳极在阳极芯和阳极外壳之间设置两种或多种不同介电常数的介质，使阳极阻抗可调、与后端连接电子学阻抗匹配，获得超快脉冲信号的光电倍增管。

Description

复合介质阳极以及复合介质阳极微通道板型光电倍增管
技术领域
本发明涉及微通道板技术领域，具体而言涉及一种复合介质阳极以及复合介质阳极微通道板型光电倍增管。
背景技术
光电倍增管是一种将微弱的光信号转换为电信号的真空器件，广泛应用于分析仪器、医疗仪器、石油测井、太空探测、高能物理、激光应用等领域。涉及到国民经济多个行业，尤其应用在“紫外告警”、“神光III”、“紫外通信”、正负电子对撞机、中微子探测等重要高能物理探测和研究试验。
随着中微子探测实验、核爆模拟实验、紫外通讯等领域的不断发展，对光电倍增管需求越来越大，尤其对光电倍增管的超快时间响应性能提出较高的要求。例如，“神光III”利用高功率脉冲激光束(或粒子束)均匀辐照一个充满氢同位素氘和氚的微型靶丸，在极短的时间内使靶丸表面发生电离和消融，短暂时间内引发聚变核反应，并释放出大量的聚变能。为精准测量聚变过程中等离子体的强度空间分布、时间演化、能谱变化等，需要超快时间响应光电倍增管。欧洲核子研究中心大型强子对撞机，在成功运行了八年后正在进行重大升级，新建设的探测器将需要大量的超快时间响应光电倍增管，这些实验室对光电倍增管的时间响应性能提出高要求。
传统的光电倍增管可以分为打拿极型光电倍增管和微通道板型光电倍增管，打拿极型光电倍增管由于倍增极比较离散，脉冲信号一般只能达到纳秒量级，无法满足皮秒量级的需求；普通的微通道板型光电倍增管阳极均采用单一介质制备，由于光电倍增的型号确定后，光电倍增管的外径和阳极片直径就固定了，导致无法满足结构和阻抗上的需求，阳极阻抗很难实现与后端电子学匹配，阳极在传输信号过程中存在大量的反射信号，导致脉冲信号时间性能降低。
发明内容
本发明目的在于提供一种复合介质阳极微通道板型光电倍增管，解决当前光电倍增管阳极阻抗不匹配、脉冲信号存在大量反射信号、脉冲信号响应时间慢问题。
为实现上述目的，本发明的第一方面提出一种复合介质阳极微通道板型光电倍增管，包括光电阴极、管壳、微通道板和复合介质阳极，其中：
所述光电阴极被设置于管壳前端，并与管壳真空密封焊接在一起，光电阴极正对着微通道板输入面，用于接收光子信号，并将光子转化为光电子；
所述管壳用于安装固定微通道板，并与阳极和阴极真空密封焊接在一起，用于维持光电倍增管内电子运动的真空环境；
所述微通道板设置于管壳内部，用于快速倍增光电子；
所述复合介质阳极被设置于管壳末端，并与管壳真空密封焊接在一起，阳极正对着微通道板输出面，用于接收微通道板输出的电子云信号，并将电子云信号转化为电脉冲信号，输出到光电倍增管外面。
优选地，所述光电阴极包括光窗、封接膜层以及光电转化膜层，其中：
光窗作为封接膜层、光电转化膜层的镀膜基底，并传输光子到光电转化膜层；
封接膜层蒸镀在光窗外边沿，用于光电阴极与管壳铟封封接，同时用于给光电转化膜层导电；
光电转化膜层蒸镀在光窗中心位置，用于吸收光子，并将光子转化为光电子。
优选地，所述光窗材料采用硼硅玻璃、高硼硅玻璃、氟化镁晶体等高透光率的玻璃材料。
优选地，所述管壳包括铟封槽、输入陶瓷环、输入电极、定位陶瓷环、输出电极、输出陶瓷环、吸气剂电极、吸气剂陶瓷环和隔离圈，其中：
铟封槽用于化铟，并与光电阴极的封接膜层进行铟封，实现光电阴极和管壳真空密封封接；
输入陶瓷环设置在铟封槽下面，用于铟封槽和输入电极之间的绝缘；
输入电极设置在输入陶瓷环下面，用于为微通道板输入面加载高压；
定位陶瓷环设置在输入电极下面，用于输入电极和输出电极之间的绝缘，同时用于微通道板定位，使微通道板安装在管壳中心位置；
输出电极设置在定位陶瓷环下面，用于为微通道板输出面加载高压；
输出陶瓷环设置在输出电极下面，用于输出电极和吸气剂电极之间的绝缘；
吸气剂电极设置在输出陶瓷环下面，用于为吸气剂加载电流；
吸气剂陶瓷环设置在吸气剂电极下面，用于吸气剂电极和隔离圈之间的绝缘；
隔离圈设置在吸气剂陶瓷环下面，用于与复合介质阳极外壳密封焊接。
优选地，所述复合介质阳极包括阳极外壳、复合介质和阳极芯，其中：
阳极外壳与复合介质连接，并与阳极芯构成同轴结构，用作阳极信号地线，同时用于屏蔽外界电磁辐射干扰阳极信号；
复合介质填充于阳极外壳和阳极芯之间，用作阳极芯与阳极外壳之间传输信号的介质；
阳极芯与复合介质连接，与阳极外壳构成同轴结构，用于接收微通道板输出的电子云信号，并将电子云信号转化为快速脉冲信号，并将脉冲信号输出到光电倍增管外部。
优选地，所述阳极外壳的内侧呈喇叭口形状，其输出端口与SMA标准接口尺寸并且螺纹一致，用以与SMA标准接口匹配连接。
优选地，所述复合介质包括两种以上不同介电常数的传输介质。
优选地，所述复合介质所采用的两种以上不同介电常数的传输介质，通过调节两种以上不同传输介质的介质厚度之间的比例，实现复合介质的介电常数连续可调。
优选地，所述复合介质所采用的两种以上不同介电常数的传输介质达到的阻抗值，与光电倍增管后端连接的电子学系统的阻抗值相同。
优选地，所述复合介质包括陶瓷材料介质和真空介质两种传输介质。
优选地，通过设置陶瓷材料的厚度和真空介质的厚度比例，实现复合介质的介电常数连续可调。
优选地，所述复合介质包括两种或多种不同介电常数的传输介质中，选择的陶瓷材料介质介电常数在9～10，真空介电常数为1。优选地，选择的陶瓷材料介质介电常数为9.4。
优选地，所述阳极芯设置成锥形，其输出端为针状，与SMA标准接口的插针尺寸一致，以与SMA标准接口匹配连接。
根据本发明的第二方面还提出一种用于微通道板型光电倍增管的复合介质阳极，其包括两种以上的不同介电常数的传输介质，通过两种不同节点上述的传输介质的厚度的调节，实现复合介质阳极的阻抗连续可调，以实现与后端的电子学系统的阻抗匹配。
与现有技术相比，本发明提出的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其显著的有益效果在于：
1、本发明采用复合介质阳极，实现阳极阻抗为50欧姆或与后端电子学阻抗一致，降低光电倍增管脉冲信号反射信号成分，提高脉冲信号响应时间性能；
2、本发明采用复合介质，实现介质的介电常数可调，结合阳极外壳和阳极芯实际结构，可以调节复合介质阳极阻抗值，实现复合阳极阻抗连续、与后端连接电子学阻抗匹配，实现阳极阻抗为50欧姆或与后端电子学阻抗一致；
3、本发明采用的复合介质阳极输出端口设置为SMA接口结构，实现与后端电子学仪器便捷、阻抗匹配连接，减小光电倍增管与后端电子学信号传输过程中的反射、衰减；
4、本发明采用微通道板作为电子倍增器，实现电子倍增后的电子云信号具有超快的时间响应性能。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1是本发明实施例的复合介质阳极微通道板型光电倍增管的结构示意图。
图2是本发明实施例的光电阴极的结构示意图。
图3是本发明实施例的管壳的结构示意图。
图4是本发明实施例的复合介质阳极的结构示意图。
图5是本发明实施例的复合介质阳极阻抗曲线图。
图6是本发明实施例的复合介质阳极阻抗随真空介质厚度变化的曲线图。
图7是现有技术中采用普通单阳极的微通道板型光电倍增管的脉冲信号测试图。
图8是本发明实施例的复合介质阳极微通道板型光电倍增管的脉冲信号测试图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
结合图1-图4所示实施例的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，包括光电阴极100、管壳200、微通道板300和复合介质阳极400。
光电阴极100被设置于管壳200前端，并与管壳200的铟封槽201通过热铟封技术真空密封焊接在一起。
光电阴极100的光电转化膜层103正对着微通道板输入面，用于接收光子信号，并将光子转化为光电子。
管壳200用于安装固定微通道板300，并与阳极400和光电阴极100真空密封焊接在一起，用于维持光电倍增管电子运动的真空环境。
微通道板300设置于管壳200内部，用于快速倍增光电子。
复合介质阳极400被设置于管壳200末端，复合介质阳极400的阳极外壳404与管壳200的隔离圈209采用激光焊接技术真空密封焊接在一起，阳极芯401正对着微通道板300输出面，用于接收微通道板300输出的电子云信号，并将电子云信号转化为电脉冲信号，输出到光电倍增管外面。
优选地，结合图2，光电阴极100包括光窗101、封接膜层102、光电转化膜层103。
光窗101用作封接膜层102、光电转化膜层103的镀膜基底，并传输光子到光电转化膜层。光窗材料优先硼硅玻璃、高硼硅玻璃、氟化镁晶体等透光率高的玻璃材料；
封接膜层102蒸镀在光窗101外边沿，用于光电阴极100与管壳200铟封封接，同时用于给光电转化膜层103导电。
光电转化膜层103蒸镀在光窗101中心位置，用于吸收光子，并将光子转化为光电子。
优选地，结合图3，管壳200包括铟封槽201、输入陶瓷环202、输入电极203、定位陶瓷环204、输出电极205、输出陶瓷环206、吸气剂电极207、吸气剂陶瓷环208和隔离圈209。
铟封槽201用于化铟，并与光电阴极100的封接膜层102进行铟封，实现光电阴极100和管壳200真空密封封接。
输入陶瓷环202设置在铟封槽201下面，并通过陶瓷金属化技术密封焊接在一起，用于铟封槽201和输入电极203之间的绝缘。
输入电极203设置在输入陶瓷环202下面，并通过陶瓷金属化技术密封焊接在一起，用于为微通道板300输入面加载高压。
定位陶瓷环204设置在输入电极203下面，并通过陶瓷金属化技术密封焊接在一起，用于输入电极203和输出电极205之间的绝缘，同时用于微通道板300的定位，使微通道板300安装在管壳中心位置。
输出电极205设置在定位陶瓷环204下面，并通过陶瓷金属化技术密封焊接在一起，用于为微通道板300输出面加载高压。
输出陶瓷环206设置在输出电极205下面，并通过陶瓷金属化技术密封焊接在一起，用于输出电极205和吸气剂电极207之间的绝缘。
吸气剂电极207设置在输出陶瓷环206下面，并通过陶瓷金属化技术密封焊接在一起，用于为吸气剂加载电流。
吸气剂陶瓷环208设置在吸气剂电极207下面，并通过陶瓷金属化技术密封焊接在一起，用于吸气剂电极207和隔离圈209之间的绝缘。
隔离圈209设置在吸气剂陶瓷环208下面，并通过陶瓷金属化技术密封焊接在一起，用于与复合介质阳极400的阳极外壳404激光密封焊接。
优选地，结合图4，复合介质阳极400包括阳极外壳404、复合介质和阳极芯401。
复合介质阳极400的输出端口设置成SMA接口结构，可与标准SMA接口匹配连接。
阳极外壳404与复合介质连接，并与阳极芯401构成同轴结构，用作阳极信号地线，同时用于屏蔽外界电磁辐射干扰阳极信号。
复合介质填充于阳极外壳404和阳极芯401之间，用作阳极芯与阳极外壳之间传输信号的介质。
阳极芯401与复合介质连接，与阳极外壳404构成同轴结构，用于接收微通道板输出的电子云信号，并将电子云信号转化为快速脉冲信号，并将脉冲信号输出到光电倍增管外部。
在本发明的实施例中，复合介质包括两种以上不同介电常数的传输介质，形成复合介质。通过调节两种以上不同传输介质的介质厚度之间的比例，实现复合介质的介电常数连续可调。
并且，复合介质所采用的两种以上不同介电常数的传输介质达到的阻抗值，可以设置和调节成与光电倍增管后端连接的电子学系统的阻抗值相同。
在本发明的实施例中，复合介质以陶瓷材料和真空两种进行说明。
在该实施例中，复合介质包括陶瓷材料介质和真空介质两种传输介质。其中，选择的陶瓷材料介质介电常数在9～10，真空介电常数为1。优选地，选择的陶瓷材料介质介电常数为9.4。
如此，阳极外壳404锥形部位与复合介质的陶瓷介质402通过陶瓷金属化技术密封焊接连接，阳极外壳404圆柱状部位与复合介质的真空介质403连接。
阳极外壳404与阳极芯401构成同轴结构，用作阳极信号地线，同时用于屏蔽外界电磁辐射干扰阳极信号。
复合介质填充于阳极外壳404和阳极芯401之间，用作阳极芯和阳极外壳传输信号的介质。
阳极芯401锥形部位与复合介质的真空介质403连接，阳极芯401针状部位与复合介质的陶瓷介质402通过陶瓷金属化技术密封焊接连接。
阳极芯401与阳极外壳404构成同轴结构，用于接收微通道板输出的电子云信号，与此同时将电子云信号转化为快速脉冲信号，并将脉冲信号输出到光电倍增管外面。
优选地，阳极外壳404的内侧呈喇叭口形状，其输出端口与SMA标准接口尺寸并且螺纹一致，用以与SMA标准接口匹配连接。
如前述的，通过设置陶瓷材料厚度和真空厚度比例，实现复合介质的介电常数连续可调。例如，结合阳极外壳404和阳极芯401实际结构，可以调节复合介质阳极400阻抗值，实现复合阳极阻抗连续、与后端连接电子学阻抗匹配。
复合介质阳极阻抗值优先选择为50欧姆，也可以调节成与后端连接电子学相同的阻抗值。
优选地，阳极芯401设置成锥形，输出端设置为针状，与SMA接口插针尺寸一致，可与SMA接口孔匹配连接。
结合本发明的复合介质阳极400的结构设计，复合介质阳极的阳极外壳404、陶瓷介质、真空介质、阳极芯401构成同轴结构，同轴结构的阻抗值按下述公式(1)计算：
Figure BDA0003636671370000071
其中：εr为同轴结构之间的介电常数，即同轴结构复合介质的等价介电常数，D为同轴结构的外径，即阳极外壳的内径，d为同轴结构的内径，即阳极芯的外径；
同轴结构复合介质的等价介电常数，被设置成按下述公式(2)计算：
Figure BDA0003636671370000072
其中：εr为同轴结构复合介质的等价介电常数，ε1为介质1的介电常数值，d1为介质1厚度，ε2为介质2的介电常数值，d2为介质2厚度。
在本发明的可选的实施例中，如前述的介质1选择为陶瓷材料，介质2选择为真空介质。
由公式(2)得到，通过设置陶瓷材料的厚度和真空介质的厚度，实现复合介质的介电常数在ε1和ε2之间连续可调。
由公式(1)得到，当阳极外壳和阳极芯结构固定后，可以通过调节介电常数值以调节复合介质阳极的阻抗值，实现复合阳极阻抗在一定范围内连续可调，以与后端连接电子学阻抗匹配。
在本发明的实施例中，复合介质阳极阻抗值优先选择为50欧姆，也可以调节成与后端连接电子学相同的阻抗值。
结合图5所示的本发明的复合介质阳极的模拟仿真阻抗曲线，根据模拟结果显示，阳极从端面到输出面基本在50Ω左右，实现与后端50欧姆电子学匹配连接。
复合介质阳极400的阳极外壳404、陶瓷介质402、真空介质403、阳极芯401构成同轴结构，同轴结构的阻抗可以按公式(1)计算：
在光电倍增型号确定后，阳极的外径和阳极片直径固定，由公式(2)得到，通过调节陶瓷介质402厚度和真空介质403厚度，可以改变介质的等价介电常数，从而可以调节阳极阻抗值，实现阻抗与后端电子学匹配。
结合图6所示的复合介质阳极阻抗随真空介质厚度变化曲线图，在阳极外壳404和阳极芯401结构固定条件下，通过调节陶瓷介质402厚度和真空介质403厚度，实现阳极阻抗从34Ω到88Ω之间连续可调。在本发明的实施例中，光电倍增管后端连接的电子学系统阻抗一般为50Ω或75Ω，因此，可以通过调节陶瓷介质402厚度和真空介质403厚度，实现阳极与后端电子学阻抗匹配。
结合图7所示的现有技术中单阳极微通道板型光电倍增管脉冲信号曲线，由于普通阳极阻抗与后端电子学阻抗不匹配，导致从阳极输出的信号与电子学连接过程中出现反射信号，降低上升时间性能。从图7中可以看到，脉冲信号上升时间约1ns，同时脉冲后沿存在显著的反射信号。
结合图8所示的本发明的复合介质阳极微通道板型光电倍增管脉冲信号曲线，通过调节陶瓷介质402厚度和真空介质403厚度，可以改变介质的等价介电常数，从而可以调节阳极阻抗值，实现阻抗与后端电子学匹配，减少反射信号，提高上升时间性能。从图8中可以看到，脉冲信号上升时间约0.3ns，同时脉冲后沿光滑，无明显反射信号，与图7的普通阳极微通道板型光电倍增管脉冲信号相比，本发明提出的复合介质阳极微通道板型光电倍增管的脉冲信号质量得到显著提升。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
附图1-8中，各个附图标记的含义如下：
Figure BDA0003636671370000081
Figure BDA0003636671370000091

Claims (16)

1.一种复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其特征在于，包括光电阴极、管壳、微通道板和复合介质阳极，其中：
所述光电阴极被设置于管壳前端，并与管壳真空密封焊接在一起，光电阴极正对着微通道板输入面，用于接收光子信号，并将光子转化为光电子；
所述管壳用于安装固定微通道板，并与阳极和阴极真空密封焊接在一起，用于维持光电倍增管内电子运动的真空环境；
所述微通道板设置于管壳内部，用于快速倍增光电子；
所述复合介质阳极被设置于管壳末端，并与管壳真空密封焊接在一起，阳极正对着微通道板输出面，用于接收微通道板输出的电子云信号，并将电子云信号转化为电脉冲信号，输出到光电倍增管外面。
2.根据权利要求1所述的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其特征在于，所述光电阴极包括光窗、封接膜层以及光电转化膜层，其中：
光窗作为封接膜层、光电转化膜层的镀膜基底，并传输光子到光电转化膜层；
封接膜层蒸镀在光窗外边沿，用于光电阴极与管壳铟封封接，同时用于给光电转化膜层导电；
光电转化膜层蒸镀在光窗中心位置，用于吸收光子，并将光子转化为光电子。
3.根据权利要求2所述的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其特征在于，所述光窗材料采用硼硅玻璃、高硼硅玻璃、氟化镁晶体玻璃材料。
4.根据权利要求1所述的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其特征在于，所述管壳包括铟封槽、输入陶瓷环、输入电极、定位陶瓷环、输出电极、输出陶瓷环、吸气剂电极、吸气剂陶瓷环和隔离圈，其中：
铟封槽用于化铟，并与光电阴极的封接膜层进行铟封，实现光电阴极和管壳真空密封封接；
输入陶瓷环设置在铟封槽下面，用于铟封槽和输入电极之间的绝缘；
输入电极设置在输入陶瓷环下面，用于为微通道板输入面加载高压；
定位陶瓷环设置在输入电极下面，用于输入电极和输出电极之间的绝缘，同时用于微通道板定位，使微通道板安装在管壳中心位置；
输出电极设置在定位陶瓷环下面，用于为微通道板输出面加载高压；
输出陶瓷环设置在输出电极下面，用于输出电极和吸气剂电极之间的绝缘；
吸气剂电极设置在输出陶瓷环下面，用于为吸气剂加载电流；
吸气剂陶瓷环设置在吸气剂电极下面，用于吸气剂电极和隔离圈之间的绝缘；
隔离圈设置在吸气剂陶瓷环下面，用于与复合介质阳极外壳密封焊接。
5.根据权利要求1所述的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其特征在于，所述复合介质阳极包括阳极外壳、复合介质和阳极芯，其中：
阳极外壳与复合介质连接，并与阳极芯构成同轴结构，用作阳极信号地线，同时用于屏蔽外界电磁辐射干扰阳极信号；
复合介质填充于阳极外壳和阳极芯之间，用作阳极芯与阳极外壳之间传输信号的介质；
阳极芯与复合介质连接，与阳极外壳构成同轴结构，用于接收微通道板输出的电子云信号，并将电子云信号转化为快速脉冲信号，并将脉冲信号输出到光电倍增管外部。
6.根据权利要求5所述的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其特征在于，所述阳极外壳的内侧呈喇叭口形状，其输出端口与SMA标准接口尺寸并且螺纹一致，用以与SMA标准接口匹配连接。
7.根据权利要求5所述的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其特征在于，所述复合介质包括两种以上不同介电常数的传输介质。
8.根据权利要求7所述的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其特征在于，所述复合介质所采用的两种以上不同介电常数的传输介质，通过调节两种以上不同传输介质的介质厚度之间的比例，实现复合介质的介电常数连续可调。
9.根据权利要求7所述的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其特征在于，所述复合介质所采用的两种以上不同介电常数的传输介质达到的阻抗值，与光电倍增管后端连接的电子学系统的阻抗值相同。
10.根据权利要求7～9中任意一项所述的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其特征在于，所述复合介质包括陶瓷材料介质和真空介质两种传输介质。
11.根据权利要求10所述的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其特征在于，通过设置陶瓷材料的厚度和真空介质的厚度比例，实现复合介质的介电常数连续可调。
12.根据权利要求7所述的复合介质阳极微通道板型光电倍增管，其特征在于，所述阳极芯设置成锥形，其输出端为针状，与SMA标准接口的插针尺寸一致，以与SMA标准接口匹配连接。
13.一种用于微通道板型光电倍增管的复合介质阳极，其特征在于，所述复合介质阳极包括阳极外壳、复合介质和阳极芯；
所述阳极外壳与复合介质连接，并与阳极芯构成同轴结构，用作阳极信号地线，同时用于屏蔽外界电磁辐射干扰阳极信号；
所述复合介质填充于阳极外壳和阳极芯之间，用作阳极芯与阳极外壳之间传输信号的介质；
所述阳极芯与复合介质连接，与阳极外壳构成同轴结构，用于接收微通道板输出的电子云信号，并将电子云信号转化为快速脉冲信号，并将脉冲信号输出到光电倍增管外部；
其中，所述复合介质包括两种以上不同介电常数的传输介质，形成复合介质；通过调节两种以上不同传输介质的介质厚度之间的比例，实现复合介质的介电常数连续可调。
14.根据权利要求13所述的用于微通道板型光电倍增管的复合介质阳极，其特征在于，所述复合介质所采用的两种以上不同介电常数的传输介质达到的阻抗值，可以设置和调节成与光电倍增管后端连接的电子学系统的阻抗值相同。
15.根据权利要求13所述的用于微通道板型光电倍增管的复合介质阳极，其特征在于，所述复合介质包括陶瓷材料介质和真空介质两种传输介质，其中，选择的陶瓷材料介质的介电常数在9～10之间，真空介电常数为1。
16.根据权利要求15所述的用于微通道板型光电倍增管的复合介质阳极，其特征在于，所述阳极外壳锥形部位与复合介质的陶瓷介质通过陶瓷金属化技术密封焊接连接，阳极外壳圆柱状部位与复合介质的真空介质连接；
阳极芯锥形部位与复合介质的真空介质连接，阳极芯的针状部位与复合介质的陶瓷介质通过陶瓷金属化技术密封焊接连接；
所述阳极外壳、陶瓷介质、真空介质、阳极芯构成同轴结构。
结合本发明的复合介质阳极的结构设计，复合介质阳极的阳极外壳、陶瓷介质、真空介质、阳极芯构成同轴结构，同轴结构的阻抗值按下述公式(1)计算：
Figure FDA0003636671360000031
其中：εr为同轴结构之间的介电常数，即同轴结构复合介质的等价介电常数，D为同轴结构的外径，即阳极外壳的内径，d为同轴结构的内径，即阳极芯的外径；
同轴结构复合介质的等价介电常数，被设置成按下述公式(2)计算：
Figure FDA0003636671360000032
其中：εr为同轴结构复合介质的等价介电常数，ε1为介质1的介电常数值，d1为介质1厚度，ε2为介质2的介电常数值，d2为介质2厚度；
其中，介质1选择为陶瓷材料介质，介质2选择为真空介质。
CN202210507672.6A 2022-05-10 2022-05-10 复合介质阳极以及复合介质阳极微通道板型光电倍增管 Pending CN114927405A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210507672.6A CN114927405A (zh) 2022-05-10 2022-05-10 复合介质阳极以及复合介质阳极微通道板型光电倍增管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210507672.6A CN114927405A (zh) 2022-05-10 2022-05-10 复合介质阳极以及复合介质阳极微通道板型光电倍增管

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114927405A true CN114927405A (zh) 2022-08-19

Family

ID=82808846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210507672.6A Pending CN114927405A (zh) 2022-05-10 2022-05-10 复合介质阳极以及复合介质阳极微通道板型光电倍增管

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114927405A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116985395A (zh) * 2023-09-26 2023-11-03 四川辰宇微视科技有限公司 一种用于微通道板封装的高精密高效覆膜装置及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116985395A (zh) * 2023-09-26 2023-11-03 四川辰宇微视科技有限公司 一种用于微通道板封装的高精密高效覆膜装置及方法
CN116985395B (zh) * 2023-09-26 2023-11-28 四川辰宇微视科技有限公司 一种用于微通道板封装的高精密高效覆膜装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wiza Microchannel plate detectors
US4810882A (en) Mass spectrometer for positive and negative ions
CN107402401B (zh) 一种带有时间门控的多通道硬x射线成像探测器
CN103077874A (zh) 栅控x射线源、空间x射线通信系统及方法
CN110828276B (zh) 一种拥有混合电子倍增系统的大面积光电倍增管
CN114927405A (zh) 复合介质阳极以及复合介质阳极微通道板型光电倍增管
US5150067A (en) Electromagnetic pulse generator using an electron beam produced with an electron multiplier
CN107765506B (zh) 一种硬x射线分幅相机及其探测硬x射线方法
CN202330728U (zh) 一种x射线探测器
US3114044A (en) Electron multiplier isolating electrode structure
JPS62219441A (ja) 光変換層に放射を行なう方法および多段式放射線映像増倍管
CN111883413B (zh) 近贴型大开口面积比微通道板型光电倍增管
US3513345A (en) High speed electron multiplier
CN209312708U (zh) 一种x射线分幅相机分幅变像管
CN207440514U (zh) 一种硬x射线分幅相机
Wurz et al. Impedance‐matching anode for fast timing signals
Huang et al. Measurement of energy distribution of output electrons from a microchannel plate based on vacuum photodiode
Summers et al. A neutral-particle analyser for plasma diagnostics
CN108054075B (zh) 一种分幅变像管及分幅相机
US9105459B1 (en) Microchannel plate assembly
WO2024012290A1 (zh) 一种x光二极管探测系统
US3992621A (en) Fast triplanar detector with coaxial connector output
US4069418A (en) Detachable high-speed optoelectronic sampling head
CN115602521A (zh) 结构紧凑、高时间分辨微通道板组件及其制备方法
Price et al. Ultrafast gated intensifier design for laser fusion X-ray framing applications

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