超二代及三代像增强器不同响应波段的参数测量及比较

对A光源分别进行550 nm、625 nm以及675 nm的短波截止,对比测量了超二代和三代像增强器的光谱响应、阴极灵敏度、增益、分辨力以及信噪比。在10^(-1)lx照度条件下,当对A光源进行675 nm的短波截止之后,三代像增强器的分辨力未出现下降,而超二代像增强器的分辨力却下降到初始值的94%;但在10^(-4)lx照度条件下,当对A光源进行675 nm的短波截止之后,三代像增强器的分辨力下降到初始值的90%,而超二代像增强器的分辨力下降到初始值的85%。但信噪比越高的像增强器,分辨力降低的比例越低。对于超二代和三代像增强器而言,如果在A光源条件下的性能参数相同,但在不同的短波截止条件下使用时,其性能并不相同,三代像增强器的性能更好。尽管超二代像增强器在不同短波截止波长条件下性能参数下降的比例较三代像增强器下降的比例高,但差距并不大,因此使用过程中的性能差距也不大。

光纤面板及光锥传像特性研究（英文）

测量了光纤面板、光锥、耦合光纤面板以及耦合光锥的光谱透过率和调制传递函数。光谱透过率测量结果表明,光纤面板的光谱透过率与光纤面板的厚度以及入射光的波长有关。光纤面板的厚度越厚,透过率越低。对相同厚度的光纤面板而言,漫射光的透过率低于准直光的透过率。原因是漫射光在光纤面板中的传输远距离大于准直光在光纤面板中的传输距离,因此吸收更多。光纤面板除玻璃产生吸收外,玻璃中的稀土元素也会产生杂质吸收。调制传递函数的测量结果表明,光纤面板的调制传递函数不仅与光纤的丝径有关,还与光纤面板的厚度有关,光纤面板的厚度越厚,调制传递函数越低。原因是少部分光线在光纤中传输时会发生串光。光锥与光纤面板相比,光谱透过率和调制传递函数均较低。当光锥与光纤面板耦合后,特别是在漫射光入射条件下,光谱透过率更低。对550 nm的波长而言,透过率仅为11.7%。光锥与光纤面板耦合后,不仅光谱透过率有损失,而且调制传递函数也降低,30l p/mm处的调制传递函数仅为47%。

高性能超二代像增强器及发展

本文介绍了高性能超二代像增强器的技术特征及性能,并与普通超二代像增强器进行了比较,提出了进一步改进高性能超二代像增强器性能的技术途径。超二代像增强器是在二代像增强器基础上,采用新技术、新工艺和新材料而发展起来的,性能较二代像增强器有大幅提升。近年来,超二代像增强器由于使用了光栅窗,性能又有了进一步的提升。光栅窗的使用,增加了Na2KSb光电阴极膜层的吸收系数,使阴极灵敏度达到1000μA×lm-1以上,10-4 lx照度条件下的分辨力达到17 lp×mm^(-1)以上。可以预计,通过进一步优化和改进Na2KSb光电阴极膜层的制作工艺,同时进一步优化光栅窗的结构,提高光栅窗的增强系数,那么Na2KSb光电阴极的灵敏度将会达到1350~1800μA×lm-1,信噪比达到35~40;通过4μm小丝径MCP以及3μm光纤面板的应用,分辨力将会达到81 lp×mm^(-1)以上。

Na_2KSb光电阴极与GaAs光电阴极比较研究

测量了三代像增强器和超二代像增强器的阴极光谱反射率,结果表明在500～800 nm波长范围内,GaAs阴极的平均光谱反射率仅为6.5%,而Na2KSb阴极的平均光谱反射率却高达22%。采用减反技术之后,Na2KSb阴极的平均光谱反射率降为10%,与GaAs阴极相比还有一定的差距,因此还有进一步改进和提高的空间。测量了三代像增强器和超二代像增强器光电阴极的荧光谱,结果表明在785 nm波长激光的激发条件下,GaAs阴极的荧光谱峰值波长与Na2KSb阴极的荧光谱峰值波长基本相同,但荧光谱半峰宽和峰值强度却区别很大。说明GaAs阴极和Na2KSb阴极在吸收785nm波长光子后,所激发的电子跃迁的能级基本相同,但跃迁电子的数量区别却很大。GaAs阴极荧光谱的半峰宽较窄,说明GaAs阴极的晶格较Na2KSb阴极的晶格更完整。当Na2KSb阴极的膜层厚度从180 nm变为195 nm之后,由于跃迁电子距真空界面的距离增大,因此导致短波的量子效率减小。尽管膜层厚度加厚,长波光子的吸收更充分,但因受到电子扩散长度的限制,长波量子效率仅仅略有增加。这说明Na2KSb阴极的电子扩散长度远远小于GaAs阴极的电子扩散长度。GaAs阴极表面吸附Cs-O层之后,表面电子亲和势会降低,而多碱阴极表面吸附Cs-Sb层之后,不仅表面电子亲和势会降低,而且跃迁电子的能级会提高,跃迁电子的数量也会增加,这说明多碱阴极在进行表面Cs激活之后,阴极膜层内部的能带结构发生了变化。所以要提高多碱阴极的灵敏度,除了要控制好表面的Cs激活工艺之外,还需要控制好Na2KSb基础层的结构。只有一个结构良好的Na2KSb基础层,在Cs激活之后,能带结构的变化才会有利于跃迁电子能级的提高。

碱金属锑化合物膜层荧光特性测试与分析

叙述了Na2KSb(Cs)多碱光电阴极及其光致荧光的特点,测量了Na3Sb、K3Sb、Na>2K<1Sb和Na2KSb四种碱锑化合物膜层在785 nm波长激光激发条件下所发射荧光的峰值波长及所对应的峰值强度。Na3Sb、K3Sb、Na>2K<1Sb和Na2KSb四种碱锑化合物膜层荧光的峰值波长分别为876,877,886及899 nm。相比较而言,Na3Sb的荧光最弱,K3Sb的荧光次之,Na>2K<1Sb的荧光居中,Na2KSb的荧光最强。在Na2KSb膜层的生长过程中,当Na、K、Sb三种元素的化学计量比达到2∶1∶1时,其荧光最强,且峰值波长达到Na2KSb膜层的峰值波长;当Na2KSb膜层Na、K、Sb三种元素的化学计量比偏离2∶1∶1时,荧光峰值波长向短波方向移动,同时荧光减弱;当Na2KSb膜层在Na或K极度过量的条件下,膜层荧光的峰值波长接近Na3Sb或K3Sb的荧光峰值波长。因此在Na2KSb膜层的制作过程中,可以根据荧光的测量结果判断Na2KSb膜层Na、K、Sb三种元素的化学计量比是否达到2∶1∶1,从而可以指导制作工艺的改进,进一步提高多碱阴极的灵敏度。