为了探索高性能 K2SbCs光电阴极的特征结构, 对光电阴极量子效率公式进行了推导, 并利用推导出的公式对 K2SbCs光电阴极量子效率(≈30%)曲线进行拟合, 得到拟合相对误差较小结构参数。另外, 根据拟合结果分析了对光谱响应造成影响的因素, 包括阴极厚度、光电逸出深度、阴极结构参量、光谱响应截止波长等。探索了该光电阴极结构参数范围, 据此分析并设计高性能透射式 K2CsSb光电阴极。

采用分子束外延技术制备了具有相同的均匀掺杂或指数掺杂的反射式(r-mode)和透射式(t-mode)GaAs光电阴极样品。利用在线光谱响应测试系统测试了它们的光谱响应，并对实验曲线进行拟合，得到了电子扩散长度和积分灵敏度。结果表明，经工艺处理后的t-mode样品，在均匀掺杂情况下其电子扩散长度的减小量是指数掺杂情况的两倍，积分灵敏度的降低量后者比前者少3%，因此指数掺杂方式有利于降低组件制备工艺对阴极材料发射层的影响。

利用计算光学性能、 量子效率和积分灵敏度的理论模型, 分别研究比较了我国和ITT典型透射式蓝延伸GaAs光阴极的光电发射特性, 包括阴极的光学性质和性能参数。 结果表明我国的透射式蓝延伸光阴极积分灵敏度已经达到2 100 μA·lm-1, 但与ITT的2 750 μA·lm-1相比还存在一定的差距。 分析的主要原因是一方面是GaAlAs窗口层的厚度和Al组分大小对于短波响应, 特别是对蓝延伸起着决定的作用； 另一方面阴极性能参数电子扩散长度和后界面复合速率的大小对长波响应和短波响应也有着重要的影响, 这些因素都受制于基础工业制造水平的落后。

光阴极灵敏度(量子效率)是微光像增强器最重要和最基本的性能参数之一，它决定着微光成像系统在低照度下的视距和图像清晰度。根据半导体光电发射物理模型及普朗克黑体辐射理论，简介了光电发射5个环节(光子不完全吸收、GaAlAs／GaAs后界面、GaAs光阴极激活层体特性缺陷、GaAs光阴极表面位垒和GaAs光阴极－MCP之间近贴电场电子隧道效应)对光阴极量子效率的影响，给出了相关数学表达式。在假定5个环节子量子效率均为100%的前提下，估算出蓝延伸GaAs光阴极在(0．41～0．93)μm波段内的极限积分灵敏度，其值为6569μA／lm。文末，对此结果的意义给予评价。

获得高量子效率且稳定性良好的阴极一直是近年来发展GaAs光电阴极的重要方向。对晶面为(100),掺杂Be,厚度为1 μm分子束外延生长的反射式GaAs发射层,设计了一种从体内到表面掺杂浓度由高到低分布的新型梯度掺杂结构。掺杂浓度的范围从1×1019 cm-3到1×1018 cm-3,并利用(Cs,O)激活技术制备了GaAs光电阴极。光谱响应测试曲线显示,与传统均匀掺杂的GaAs光电阴极相比,梯度掺杂的GaAs光电阴极的量子效率在整个波段都有提高,积分灵敏度可达1580 μA/lm,且具有更好的稳定性。讨论了这种新型GaAs光电阴极获得更高量子效率的内在机理。该设计结构是现实可行的,且具有很大发展潜力,它为国内发展高性能GaAs光电阴极提供了一条重要途径。

提出了对NEA光电阴极的Cs-O层厚度进行在线测试方法,介绍了NEA光电阴极评估系统的结构,随后介绍了在NEA光电阴极制备过程中的光谱响应的变化,得到了响应曲线.通过对响应曲线的在线测试,以获得NEA光电阴极Cs-O层的最佳厚度,根据实验结果提出了结论.

简单叙述光电阴极积分灵敏度的测试原理.介绍光电阴极灵敏度测试仪的构成,并描述积分灵敏度的测试方法及过程.给出灵敏度放大电路及设计方法.通过计算证明:该测试仪能够满足科研和生产的要求.