1 北方夜视科技（南京）研究院有限公司，江苏 南京 211106
2 北方夜视技术股份有限公司，云南 昆明 650217）
微通道板作为一种关键的电子倍增器件，广泛应用于诸多领域。分析了NiCr膜层作为微通道板的输入端电极时，对微通道板开口面积比的影响，建立了理论模型，计算了膜层厚度、镀膜深度等参数对开口面积比的影响。开展了2种减小开口面积比损失的镀膜研究：一是进行工艺调整，减弱合金蒸发的分馏效应，降低电极膜层的电阻率，开口面积比损失量降低约2%；二是改变镀膜方式，使用Ni、Cr金属单质镀制叠层薄膜，在镀膜过程中调控镍、铬的比例，将输入端电极中镍比例升高，同样可以降低电极膜层的电阻率，在满足面电阻要求的前提下，可减薄输入端膜层至86 nm，与300 nm厚度的常规镍铬合金膜层相比，MCP输入端的开口面积比损失量降低3%~4%，MCP增益提升6%。
微通道板 开口面积比 输入电极 叠层薄膜电极 micro-channel plate opening area ratio input electrode laminated film electrode
北方夜视科技（南京）研究院有限公司，江苏南京 211106
开口面积比是微通道板（ MCP）重要的性能指标，在 MCP输入面进行扩口，对于 MCP的探测效率、噪声因子等参数有显著的提升作用，在微光夜视仪、粒子探测器等军用、民用领域具有巨大的应用潜力。采用湿法腐蚀进行微通道板扩口，面临工艺一致性差、选择性腐蚀造成锥度尺寸难以达标等难题，实质性批量应用非常困难。针对扩口 MCP难以制作和应用的问题，提出一种采用干法刻蚀进行 MCP扩口的方法，阐述了干法刻蚀进行 MCP扩口原理及可行性。通过建立理论模型研究干法刻蚀工艺参数如刻蚀角度、刻蚀时间等对于 MCP开口面积比、通道内刻蚀深度、通道内壁刻蚀锥度等性能参数的影响，计算出合适的工艺参数范围，为开展实验研究奠定了基础。
扩口微通道板 干法刻蚀 开口面积比 理论模型 funnel MCP, dry etching, open area ratio, theoreti
北方夜视技术股份有限公司南京分公司，江苏南京 211106
制作微通道板的玻璃纤维需要经过拉丝炉拉制而成，拉丝炉的温度场分布直接影响丝径的均匀性，而目前缺乏制作微通道板的玻璃纤维拉丝炉的理论研究，依靠经验所设计的拉丝炉性能差异较大，为此本文根据拉丝炉的实际结构，构建对应的三维模型，利用热传递理论对模型进行分析，重点研究炉芯中心位置、加热温度均匀性和保温层均匀性对拉丝炉内部温度场的影响，根据理论分析结果对微通道板拉丝炉的改进给出了 3个方面的建议。
微通道板 拉丝炉 模型 温度场 micro channel plate, drawing furnace, model, tempe
1 北方夜视技术股份有限公司 南京分公司，江苏 南京 211100
2 江苏贵研电子有限公司，江苏 盐城 224000
为满足高增益、低噪声微通道板要求的大长径比皮料玻璃管，采用精密机械整形冷加工工艺提高皮料管的几何均匀性，实现微通道板的性能提升。通过改善机床加工误差、对刀误差以及设计合适的机动夹紧机构可有效控制皮料管内圆精磨加工精度。对磨头转速、背吃刀量、轴向进刀速度及金刚砂磨头粒度4个水平因子开展L16正交试验，得出背吃刀量是影响皮料管内圆精磨加工表面质量的主要因素。选择合适的抛光工艺及工装夹具，最终将皮料管的尺寸变化量控制在1%以内，表面粗糙度Ra值有效控制在0.02 μm。通过Φ25 /6型微通道板制板试验，结果表明：减小皮料管的几何尺寸偏差在一定程度上提高了微通道板阵列一致性、开口面积比一致性，以及增益均匀性，对制造高性能微通道板有较好的借鉴作用。
皮料玻璃管 冷加工 大长径比 微通道板 cladding-tube cold working large aspect ratio micro-channel plate
1 北方夜视技术股份有限公司，江苏南京 211106
2 微光夜视技术重点实验室，陕西西安 710065
3 中国科学院高能物理研究所，北京 100049
4 核探测与核电子学国家重点实验室，中国科学技术大学，安徽合肥 230026
通过基于电子学取数的测试系统，在地磁场环境对两种不同聚焦级结构的微通道板型光电倍增管(microchannel plate type photomultiplier tubes，MCP-PMT)进行了各项性能测试，例如单光电子谱、后脉冲、渡越时间涨落、信号上升下降时间、收集效率等。并通过改变光电倍增管与地磁场的相对位置，测得不同角度下 MCP-PMT的性能，并且经对比屏蔽磁场条件下与地磁场环境下 MCP-PMT的性能，定性分析了地磁场对 MCP-PMT的性能影响。
微通道板型光电倍增管 地磁场 聚焦级结构 MCP-PMT, geomagnetic field, focusing structure
1 北方夜视技术股份有限公司南京分公司，江苏南京 211106
2 微光夜视技术重点实验室，陕西西安 710065
“日盲”紫外光电倍增管是紫外光通信和核辐射探测的关键器件，具有高辐射灵敏度、高增益、高分辨率、低噪声等特点。因此，紫外光电倍增管一直是国内外真空器件的重要研究领域。本文从结构设计、阴极制备、微通道板和整管封接 4方面介绍了北方夜视研制的“日盲”紫外光电倍增管。采用的是 MgF2光窗上蒸镀有效面积为.18 mm的 Cs2Te光电阴极，通过增透技术使得 250 nm处的辐射灵敏度从 22 mA/W提高到 26.5 mA/W；利用电子光学仿真得到信号上升时间小于 500 ps，TTS优于0.1ns的结构；采用结构优化和原子沉积技术使得微通道板增益达到 5×106；采用玻璃 /Cr/Cu/Ag多层金属薄膜热铟封接技术，可将整管铟封合格率提升至 97%。
紫外 光电倍增管 光电阴极 微通道板 铟封 ultraviolet, photomultiplier, photocathode, microc
1 北方夜视技术股份有限公司，江苏南京 211106
2 微光夜视技术重点实验室，陕西西安 710065
紫外光电倍增管是紫外告警系统和紫外光通信的关键探测器件，紫外微通道板型光电倍增管具有高灵敏度、高增益、高分辨率、低噪声等特点，且体积小、耐冲击与振动，但国内紫外光电倍增管起步较晚，产品技术性能薄弱，故紫外微通道板型光电倍增管的研制及性能研究迫在眉睫。本文中的紫外微通道板型光电倍增管采用端窗式结构、MgF2 材料作为光窗、Cs2Te 阴极作为光电转换阴极，可实现200 nm～300 nm“日盲”紫外波段的探测，倍增极使用高增益双通道板叠加结构，在电压较低的情况下可以实现约5×106 倍增能力，从而提高了紫外光电倍增管的单光子探测能力。文中简要介绍了紫外光电倍增管的应用以及同种管型国内外的发展现状，研究紫外光电倍增管的测试方法，对自主研发的光电倍增管进行了性能评估和数据分析。结果表明，紫外微通道板型光电倍增管阴极辐射灵敏度较高，同时对单光子具有较好的响应，相对国外同类型的产品，具有高增益、高峰谷比、高分辨率等优点。
紫外 光电倍增管 微通道板 增益 单光子 UV, photomultiplier, microchannel plate, gain, sin
1 北方夜视技术股份有限公司, 江苏南京 211106
2 微光夜视技术重点实验室, 陕西西安 710065
3 北方夜视技术股份有限公司, 云南昆明 650223
紫外可见光图像叠加精确度是评价紫外成像仪定位可见光背景下的紫外信号的关键指标, 体现了紫外成像仪的紫外光图像与可见光图像融合的精确程度。为评估紫外可见光图像叠加精确度这一关键指标, 本文设计并实现了紫外成像仪的紫外可见光图像叠加精确度测试系统。系统选择高均匀性、高亮度、宽辐照度范围的紫外积分球光源照射十字靶标, 在紫外平行光管的作用下, 使紫外成像仪能够观测到一个无穷远的像, 通过测量紫外光图像与可见光图像的十字像中心点坐标的偏移量, 实现了对紫外成像仪的紫外可见光图像叠加精确度的测试。实验结果表明, 该测试系统可为紫外成像仪提供可靠的检测依据, 满足紫外成像仪筛选的应用需求。
紫外成像仪 叠加精确度 测试系统 UV imager, superposition accuracy, test system
1 北方夜视技术股份有限公司, 江苏 南京 211106
2 微光夜视技术重点实验室, 陕西 西安 710065
3 中国科学院国家天文台, 中国科学院空间天文与技术重点实验室, 北京 100012
4 中国科学院大学天文与空间科学学院, 北京 100049
5 大连鉴影光学科技有限公司, 辽宁 大连 116023
研制了一套结构简单、易于操作的条纹反射测量系统,用以测试Angel型龙虾眼X射线镜片的面型。通过电荷耦合器件(CCD)相机拍摄40 mm×40 mm口径的龙虾眼镜片的条纹反射图像,计算得到了龙虾眼镜片面型的斜率误差分布,并通过积分得到了龙虾眼镜片的面型误差均方根及峰谷值,分别为0.81 μm和6.34 μm。该结果与Zygo干涉仪得到的面型分布规律大体一致。基于条纹反射方法重复测量面型得到的均方根和峰谷值的标准差分别为0.017 μm和0.11 μm,验证了条纹反射方法测量龙虾眼镜片面型的可行性。利用蒙特卡罗方法对待测龙虾眼镜片的面型误差进行X射线聚焦成像模拟,得到面型误差引起的弥散十字焦斑的半峰全宽为0.23 mm,对应的角分辨率为2.11'。该光学测量系统的建立为龙虾眼镜片的球面热成形提供了参考依据。
X射线光学 Angel型龙虾眼 条纹反射 面型误差 聚焦成像
1 北方夜视技术股份有限公司，江苏南京 211106
2 微光夜视技术重点实验室，陕西西安 710065
3 中国科学院高能物理研究所，北京 100049
为了提升微通道板型光电倍增管（ MCP-PMT）能量分辨率，研究不同分压比对能量分辨率的影响，通过分析光电子从入射到倍增的过程，研究影响 MCP-PMT能量分辨率的因素。通过调节光电倍增管（ PMT）聚焦极电压、两片通道板分压以及通道板间隙电压解决了增益动态范围小、能量分辨率差的问题。实验结果表明，减小聚焦极电压可提高分辨率但收集效率会降低，提高 MCP2电压后分辨率略有降低同时动态范围大幅提高，通道板间加反向电压可显著提升能量分辨率。根据实验结果，设计了一种 MCP1与 MCP2分压比 1:1.6、通道板间隙加－35 V反向电压的分压器，将其应用于 50只样管，并对样管进行测试，其平均能量分辨率从 44减小到 33，有效地改善了微通道板型光电倍增管的能量分辨率。
光电倍增管 能量分辨率 分压器 间隙电压 反向电压 photomultiplier tubes MCP MCP energy resolution voltage divider gap voltage reverse voltage
