[发明专利]一种高增益、高分辨力、大口径像增强管的制作方法

说明书

本发明公开了一种高增益、高分辨力、大口径像增强管的制作方法，由阴极法兰盘、阳极法兰盘、装配环、接触环四种可伐合金金工零件与陶瓷筒通过钎焊形成管壳体，在管壳体上端，阴极法兰盘通过铟锡合金封接一块大直径阴极面板(有效直径≥φ40mm)，阴极面板的大台阶上镀制有与管壳体封接的金属层，构成阴极输入窗，在阴极面板的内部小台阶面上预先制作一层电导层基底，再制作一层对360nm～800nm光谱范围有响应光电子发射的光电阴极，在管壳体的下端焊接一片带荧光屏的大直径阳极面板输出窗(有效直径≥φ40mm)，在阴极输入窗和阳极面板输出窗之间安装1片加长通道的MCP；解决了像增强管高增益与高分辨力的矛盾，实现了不损失分辨力且大幅提高增益的效果。

技术领域

本发明主要涉及一种高增益、高分辨力、大口径像增强管的制作方法。用于测量和研究高速微小粒子探测或物质高速、瞬态变化过程的时空分辨力、能谱发布、强度判断等特性。也可以用于其它大型弱光探测及成像系统及平台。

背景技术

像增强管属于电真空成像器件。理论和实践表明，基于光电发射原理的光阴极真空型像管具有光谱转换功能、亮度增强、高速成像等功能，除众所周知的军事用途外，在原子能工业、激光聚变、生物工程和弹道研究等快响应、超快响应领域里有着不可替代的重要作用。对于高速、微弱光电信号的探测而言，具有量子效率高、增益高、响应时间短的优势。

由光学理论可知，光学成像面积的缩小，必然伴随着成像光能量和信息量的减少。这对微弱光信号成像的器件影响尤为突出，而高速、瞬态过程一般都具有低微照度环境、微弱光信号，纳秒或皮秒级的时间分辨力成像的特点，因此对于瞬态成像探测系统的核心器件像增强管来说，就需要同时具备更大的图像输入面、较高的增益、较高的空间分辨力等性能才可以满足瞬态变化过程研究、测试的需求。

目前大口径、高增益、高分辨像增强管已经开始应用于高速瞬态过程的研究及测试领域。此类像管一般要求采用大口径图像输入窗口，能更有效的收集目标辐射能量，捕捉更多的目标信息；使用微通道板(微通道板简称为MCP)作为电子倍增器，实现亮度增强的功能。但像管性能因采用的MCP型电子倍增技术不同而有所差异，特别体现在增益和分辨力性能上。

1)单MCP电子倍增技术：参照图1，采用1片常规MCP，MCP在正常电压(800V)下，增益只能达到102～103左右，分辨力一般可达到38lp/mm至40lp/mm左右，如进一步提高MCP电压来提高增益，会造成像管暗背景增大，分辨力下降等不利影响，达不到技术要求；

2)双MCP电子倍增技术：参照图2，采用与国内外高增益器件相似的双MCP电子倍增系统结构，在光电阴极和荧光屏之间安装2片MCP，虽然可使增益提高两个数量级以上达到104～105左右，但不可避免地带来分辨力大幅降低50％的问题，同时可靠性低于单片MCP的像管，也达不到技术要求。

发明内容

本发明的主要任务和目的是，根据高增益和高分辨力在像增强管上难以同时实现的技术缺陷，专门设计一种高增益、高分辨力、大口径像增强管，可在几乎不损失分辨力的情况下，达到大幅提高产品增益的目的，解决了高增益与高分辨力的矛盾，有效提高像增强管在高速微小粒子探测、瞬态研究领域的成像质量，满足使用要求。

为达到以上目的，本发明采用以下技术方案：