楔条形位敏阳极属于电荷分割型阳极，其在光子计数成像探测器中的作用是对光子事件进行位置解码，阳极性能参数对探测器的成像性能有重要影响。对楔条形位敏阳极的极间电容进行研究，通过理论模型得到了阳极极间电容的计算表达式；设计并制作了不同参数的阳极面板，测试分析了阳极周期长度、绝缘沟道宽度、阳极收集面积和衬底材料等因素与阳极极间电容间的关系。阳极极间电容测试结果与理论计算值相符，极间电容计算值与测试值之间的偏差在10%以内。

基于CE-3极紫外(EUV)相机最高工作温度为70 ℃的要求，对EUV相机的微通道板(MCP)位置灵敏阳极光子计数成像探测器实验件在70 ℃时的性能进行了研究，该探测器主要由工作在脉冲计数模式下的MCP堆、楔条形感应电荷阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。为了获得稳定的MCP堆电子增益及较小的暗计数率，对MCP堆进行了预处理，包括380 ℃条件下真空高温烘烤18 h，以及电子清刷100 μA·h，并测量了预处理前后暗计数率；测量了探测器工作在室温和70 ℃时的暗计数率、空间分辨率、增益，测量结果表明探测器的空间分辨率为5.66 lp/mm，与室温下空间分辨率相同，暗计数率虽然小于1 counts/(s·cm2)，但70 ℃暗计数率是室温的2~5倍；对探测器的使用寿命进行了初步分析。实验结果和分析表明探测器在空间分辨率、暗计数率、使用寿命等方面均满足EUV相机的要求。

基于楔条形位置灵敏阳极的光子计数成像探测器能够记录入射的单光子或带电粒子位置信息，因而能够在极低的照明条件下实现目标的二维成像。本文研制了一套WSA光子计数成像探测器样机，介绍了它的设计结构及工作原理；分析了这类探测器的图像畸变产生的原因，提出了校正图像畸变的方法，并得到了无畸变的图像。以美国空军标准分辨率检测板(USAF1951)为目标进行了分辨率检测，采集的检测图像显示人的裸眼能分辨出检测板的第2组第6单元条纹。最后，为了消除人眼观测的主观性，通过计算探测器对该单元条纹的成像调制度来确保检测结果的准确性。计算结果显示探测器对该单元条纹的水平、垂直方向成像调制度分别为57%和37%。这一结果表明研制的探测器完全能够分辨该单元条纹,对应的分辨率为7.13 lp/mm，即探测器空间分辨率达到了0.14 mm。

对研制出的楔条形阳极探测器进行了性能分析与实验测试，分析了引起成像畸变的三个重要因素：到达阳极的电子云半径大小、阳极的电容耦合效应和电子读出电路的性能.电子云半径的过大或过小会相应引起成像的 “S”畸变或调制畸变，电容耦合效应和电路噪音也均会引起成像的畸变.此外，测试了探测器的暗计数率、线性度以及空间分辨率等性能，同时分析了微通道板在光照情况下的增益特性和暗计数的一般特性及其产生原因.测试结果表明探测器的成像畸变很小、线性关系较好，空间分辨率优于150 μm，微通道板的暗计数率低于0.4 count/s*cm2.

报导了最新研制的30.4 nm极紫外成像探测器的实验研究结果。该探测器采用了楔条形阳极(WSA)、高增益V型级联微通道板组件、低噪声电子读出系统等先进技术,利用单光子计数成像技术在实验室成功获得了模拟图像。搭建了相应的实验系统,对探测器成像的线性度、空间分辨率、暗计数等性能进行了实验研究。结果表明,该探测器具有45 nm的有效面积,空间分辨率优于100 μm, 暗计数率低[0.4 count/(cm2·s)]、成像线性度好、结构简单等优点。

分析了楔条形阳极收集器各参量对探测器主要性能的影响,研究了圆形收集器的设计方法,制定并优化了相应的制作工艺.以此为基础,设计和制作了两块有效探测面积Φ 48 mm、周期1.2 mm、绝缘沟道宽度30 μm、电极厚度分别为1 μm和2 μm的圆形收集器.通过对比和分析这两块收集器的电阻和电极电容值以及相应的成像实验,验证了上述研究方法的正确性和"先光刻腐蚀后电镀增厚"工艺方案的可行性.

通过对楔条形阳极探测器位置灵敏坐标计算公式的推导,证明了楔形和条纹分布面积所对应的级数是等差级数.分析了楔形底宽和条纹宽度等差系数这两个设计参量对探测灵敏度的影响.研究了电极电容的电容性耦合效应对位置灵敏的影响,通过对楔条形阳极探测器坐标计算公式的修正,可在不影响分辨率的前提下有效地消除电容性耦合效应所产生的扭曲变形.