混合式光电探测器

混合式探测器(Hybrid Photodetector,HPD)作为一种新型的光电探测器件,是真空与半导体类结合型探测器件。HPD包括沉积在输入光窗表面的光电探测阴极、固态半导体阳极芯片和保持系统真空度的固态阳极。工作时,光信号通过沉积在输入光窗表面的光电阴极转化为光电子,经过高能电场加速后获得高能量轰击阳极半导体芯片表面,产生大量的电子空穴对,电子空穴对在半导体内部进行迁移,并通过自身的雪崩效应实现倍增,最终以电流信号输出。该探测器摒弃了传统的光电倍增管的微通道板(Micro Channel Plate,MCP)等倍增器件,克服了倍增单元信号易饱和的缺陷,增大了探测器的动态范围。HPD探测器综合了光电倍增管的高灵敏度和半导体芯片优异的空间和能量分辨率,具有探测面积大、探测灵敏度高、倍增效应强、动态范围宽等优点。在高能物理、医学成像和天体物理中有着重要的应用。此外,该探测器具有多种结构,分为近贴聚焦结构、交叉聚焦结构和漏斗聚焦结构,能够满足不同使用范围的探测需求;随着半导体阳极技术的发展,HPD阳极从单一芯片逐渐过渡到阵列式阳极结构,满足了大面积探测的需求。同时数字式读出和倍增信号技术的封装技术的发展,提高了HPD探测器的信号倍增和读出速度,改善了器件的集成化程度,有利于探测信号读出速率和信噪比的提升。近年来,其单光子计数和高动态响应等能力逐步被重视,将会在未来的光电探测领域发挥更为重要的作用。

日盲紫外真空探测器件和组件技术研究

日盲紫外探测技术具有增益高、信噪比高、虚警率低、功耗低和体积小等优点,是导弹预警、电晕检测等应用领域的关键核心技术。本文从日盲紫外探测器件的实际应用出发,简述了紫外像增强管、日盲滤光片和日盲紫外ICCD/CMOS组件的结构、技术特点和工艺技术研究进展情况,分析了相关技术的未来发展趋势。

条纹管超高速探测器件和组件研究

分别介绍了不同类型的条纹管超高速探测器件、组件的工作原理、结构组成和基本性能参数。详细论述了两种典型结构条纹管器件的结构特点,工作原理,空间分辨率和时间分辨率测试。此外,还介绍了两种条纹管组件的结构,工作原理和实际测试结果。条纹管器件和组件采用独特的结构设计、实现超高速时空转换,获得了皮秒级乃至飞秒级的时间分辨率,是目前时间分辨率最高的光电探测器件。基于高时间分辨率性能的拓展,条纹管器件和组件在惯性约束、激光雷达和科学研究等超高速探测领域具有广泛的应用前景。

匀胶法制备特种变像管荧光屏

报道了一种新型的荧光屏的制备方法,通过调节荧光粉胶体的粘度和含量得到了分辨率高且厚度可调,发光效率高,均匀性好的变像管荧光屏。实验表明该类荧光屏符合特种变像管中高性能荧光屏的参数要求,可以作为特种变像管荧光屏以获得高输出性能。

一种移像型可见光条纹管

研制了一种阴极有效直径为15mm、荧光屏输出面直径为40mm的可见光条纹管。利用光学纤维面板作为阴极输入光窗,实现了光学上零厚度的目标,提高了光能传输效率和图像传输质量。依据阴极和荧光屏显示面积设计了一种放大率适中的电子光学系统,实现了较大探测狭缝的目标。测试结果显示,条纹管的静态空间分辨率达到25lp/mm以上,时间分辨率优于20ps,满足高速信号探测中较大狭缝尺寸条纹管的应用需求。

EBCMOS混合型光电探测器研究

介绍了EBCMOS探测器的工作原理、器件结构与发展历史。详细阐述了EBS增益机理,实现了600倍的EBS增益,并将EBCMOS与几种常见探测器特性进行了深入的对比研究。EBCMOS探测器将真空器件与半导体器件有机结合,融合了真空光电探测器增益高、响应速度快、光谱灵活和半导体器件空间分辨率高、数字化输出、功耗低和成本低等优点。目前已在生物检测、微光夜视、激光雷达等诸多领域取得了广泛的应用。

一种皮秒级可见光条纹扫描管的研制

研制了一种全新结构的可见光条纹管。该条纹管采用全新的电子光学系统、高气密性金属陶瓷管壳结构、高传输带宽偏转系统,最终实现了5ps的时间分辨率、34lp/mm的静态空间分辨率等关键指标。该条纹管在超快探测领域具有广阔的应用前景,可用于实现超高时间分辨率、较高空间分辨率的探测。

小型化高分辨率激光雷达条纹管探测器的研制

基于条纹管激光雷达原理与组成,对条纹管探测器输入、输出光学系统进行了小型化和高传输效率设计;针对激光雷达特点,对条纹管峰值响应波长进行了优化,对电子光学系统、偏转系统进行了高分辨率设计,给出了整管的性能参数测试典型值;开发了包括门控电源、扫描电源、高精度同步控制电路在内的电子控制系统,给出了测试典型值。对研制的整个条纹管探测器尺寸、性能参数、接口等作了介绍,并对探测器进行了外场激光雷达试验,获得了清晰的灰度像和三维距离像,证明了条纹管激光雷达体制的可行性和广泛应用前景。

像增强管制作过程中的气密性研究

作为真空光电器件,像增强管的气密性封装直接决定了整管的性能和可靠性。一般而言,像增强管制作过程中涉及的封接工艺有热铟封、钎焊、低熔点玻璃粉熔封和金属熔融焊。本文从生产实际出发,探讨了低熔点玻璃粉熔封和金属熔融焊对像增强管气密性的影响,并提出了工艺改进措施,结果表明,像增强管的可靠性和成品率均有明显的提升。

条纹管偏转系统激光焊接工艺研究

采用激光焊接技术进行了条纹管偏转接头与不锈钢金属管壳的对焊拼接。研究了焊接能量、离焦量和保护气体等参数对焊接质量的影响。通过焊接气密性的检验和焊接面形貌的分析,优化了激光焊接工艺参数。结果表明,在最优参数下,条纹管偏转系统符合真空器件气密性的要求。此外,整管表现出较高的可靠性。