在微通道板输出端镀制一层逸出功更高的金属膜以覆盖原有的镍铬电极，从而减小微通道板输出电子的动能以及在荧光屏上的弥散，提高微通道板的分辨力.实验结果表明，在微通道板的输出端镀制一层20 nm厚的银层（逸出功为4.3 eV）后，微光像增强器的分辨力从60 lp/mm提高到64 lp/mm，提高了6.6%；而镀制一层20 nm厚的铂层（逸出功为6.4 eV）后，超二代像增强器的分辨力从60 lp/mm提高到68 lp/mm，提高13%.在分辨力提高的同时，微通道板的增益会下降，镀银和镀铂后的微通道板，增益分别下降到原有值的74%和33%.金属膜的逸出功越高，分辨力提高的百分比越高，增益下降的百分比也越高.所以采用该方法来提高微通道板分辨力时，需要采用高增益的微通道板，从而使微通道板的增益下降以后仍能满足使用要求.

采用蒸镀法，分别通过单次蒸Na 和多次蒸Na 两种工艺制备了一系列未经激活的Na2KSb 基底层，并通过3 种不同的Cs-O 激活方式对其进行表面激活，然后分别与未激活、仅Cs 激活以及传统Cs-Sb 激活的样品进行对比。积分灵敏度和光谱响应曲线测试结果表明，与未激活的Na2KSb 光电阴极相比，所有经过Cs-O 激活的光电阴极的灵敏度和长波阈值都得到了一定程度的提高和拓展，而且采用单次蒸Na 工艺制作样品的积分灵敏度明显高于多次蒸Na 工艺。对于单次蒸Na 工艺制备的光电阴极，采用Cs-O＋Cs-Sb 激活能够获得较高的灵敏度和较宽的光谱响应范围。在该条件下，Cs-O 激活次数存在一个最佳值，当单次蒸O 量为50%时，Cs-O 激活最佳次数为2 次，此时样品的积分灵敏度与未激活的Na2KSb 光电阴极相比提高了45.9 倍，长波阈值向长波方向拓展了231 nm，逸出功降低了0.46 eV，而且工作寿命和EBI（Equivalent background illumination）测试结果表明该样品具有比传统Cs-Sb 更好的稳定性和更低的背景噪声。逸出功计算结果表明，表面激活以后样品长波阈值的拓展可以归因于阴极材料逸出功的降低。

测量了未经过 Cs激活、经过 Cs激活以及经过 Cs-Sb激活的三种多碱阴极的光谱响应及荧光谱。测量结果表明, Na2KSb阴极膜层经表面激活之后, 阴极灵敏度和长波截止波长均有所增加, 但荧光谱的峰值波长和峰值荧光强度基本保持不变。长波截止波长的增加说明逸出功降低, 因此多碱阴极 Na2KSb膜层经 Cs激活之后, 阴极灵敏度提高和长波截止波长增加的原因是逸出功的降低。 Na2KSb膜层同时经过 Cs-Sb激活之后, 阴极灵敏度和长波截止波长较仅仅经过 Cs激活的多碱阴极有进一步更大幅度的提高和增加, 但同时荧光谱的峰值波长向短波方向移动, 峰值荧光强度增加。荧光谱的峰值波长向短波方向移动, 说明跃迁电子的能级有所升高, 而荧光谱的峰值强度增加, 意味着跃迁电子的数量增加。多碱阴极 Na2KSb膜层经过 Cs-Sb激活之后, 跃迁电子的数量增加以及跃迁电子的能级升高, 对阴极灵敏度的提高而言, 所取得的作用相同。因此多碱阴极 Na2KSb膜层经过 Cs-Sb激活之后, 阴极灵敏度和长波截止波长提高的原因除了表面逸出功降低之外, 还有跃迁电子数量增加以及跃迁电子能级提高的原因。多碱阴极表面电子逸出机理至今仍未定论, 因此要进一步提高多碱阴极的灵敏度, 需要进一步研究多碱阴极表面激活过程中的客观规律, 为进一步改进多碱阴极的制作工艺, 提高多碱阴极的灵敏度提供理论指导。

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 785 nm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。

测量了超二代像增强器多碱阴极的光谱反射率和透射率, 计算了多碱阴极的光谱吸收率。从光谱吸收率看出, 当波长大于 850 nm以后, 多碱阴极的吸收率下降很快, 但当波长大于 915 nm之后, 吸收率的下降变慢, 同时吸收率低于 5%。这说明多碱阴极的 Na2KSb膜层存在一个 915 nm的长波吸收限, 入射光的波长如果大于该吸收限, 多碱阴极将不吸收。多碱阴极在吸收光子之后的电子跃迁过程中, 跃迁电子的能量增加小于所吸收的光子能量, 即存在 “能量损失”。光子的能量越高, 跃迁电子的能级越高, 能量损失越大。超二代像增强器 Na2KSb阴极膜层在 Cs激活之后, 荧光的峰值波长向短波方向移动, 发生 “蓝移”现象, 表明多碱阴极 Na2KSb膜层在进行表面 Cs激活之后, 跃迁电子的能级有所升高。多碱阴极无论是单独采用 Cs激活还是采用 Cs、Sb 同时激活, 光谱响应的长波阈值基本相同, 但光谱响应却不相同, 原因是采用 Cs、Sb同时激活时, Na2KSb阴极膜层存在 “体积”效应。由于 Na2KSb阴极存在长波吸收限, 对应的光子能量为 1.35 eV, 因此如果多碱阴极的逸出功进一步降低并且低于 1.35 eV时, 尽管多碱阴极的光谱响应会进一步提高, 但光谱响应的长波阈并不会向长波方向延伸, 此时多碱阴极光谱响应的长波阈值由其长波吸收限所决定。

为了探索阴极的氧化程度对环形He-Ne激光器引燃特性的影响，利用光电减速场法研究阴极材料的逸出功随阴极氧化的变化情况.在高真空条件下，用自制的卢基尔斯基球形光电测试平台和平行电极光电-放电器件，通过实验测出了铝作为放电器件的冷阴极在氧化工艺处理前后的逸出功及逸出功的值随氧化程度的变化情况.实验测得铝阴极在自然氧化后的逸出功为2.60±0.2 eV，此时被测铝阴极表面氧的质量百分比为3.2%.经不同时间氧化工艺处理的铝阴极，其逸出功随氧化时间的增长而降低.解释了铝阴极逸出功测量值可能处于2.5～4.3 eV之间的原因.由实验结果得到在一定范围内，氧化时间越长，材料的逸出功越小，越有利于环形He-Ne激光器的点燃.但阴极氧化也会影响气体放电过程的着火点压和阴极位降，因此对最佳氧化时间的选择要综合考虑这两方面的因素.

利用785 nm波长激光作为激发源，测量了超二代微光像增强器Na2KSb(Cs)多碱光电阴极的荧光谱.试验中发现该荧光谱不是一条光滑的高斯型曲线，而是一条在高斯型荧光谱上叠加了一定频率间隔小锯齿峰的曲线.经实验验证和理论分析证明该荧光谱上的小锯齿峰是一种干涉条纹，与超二代微光像增强器的结构有关.干涉条纹之间的间距与相邻两干涉峰波长的乘积成正比，与超二代微光像增强器的近贴聚焦距离成反比.干涉条纹调制度大小与Na2KSb(Cs)多碱光电阴极的厚度成反比.通过测量超二代微光像增强器Na2KSb(Cs)多碱光电阴极荧光谱上两相邻干涉条纹的间距和调制度，就可以测量或比较出不同超二代微光像增强器Na2KSb(Cs)多碱光电阴极的膜厚、近贴聚焦距离.研究结果对提高超二代微光像增强器阴极灵敏度和分辨力提供了一个有效的分析手段.

通过比较有Cs-Sb表面层多碱阴极和未有Cs-Sb表面层多碱阴极的荧光谱，发现有Cs-Sb表面层多碱阴极的荧光谱峰值波长向短波方向“蓝移”以及荧光峰增强的现象.这一现象表明在多碱阴极Na2KSb基层上制作Cs-Sb表面层之后，不仅多碱阴极的逸出功降低，而且 Na2KSb基层的结构也发生了变化.这意味着在相同功率和相同频率入射光照射下，经过表面Cs-Sb处理的Na2KSb基层能够产生更多的跃迁电子并且跃迁能级更高，逸出表面的机率更大，获得的阴极灵敏度更高.这表明Cs-Sb表面层既具有表面效应，又具有体效应.要进一步提高多碱阴极的灵敏度，除进一步降低多碱阴极的逸出功外，还需进一步提高Na2KSb基层的性能，使相同功率和频率的入射光能产生更多的跃迁电子，并且跃迁的能级更高，这就需要进一步改进工艺，提高Na2KSb材料的性能.

采用电子束蒸发方法在大面积玻璃基底和钽基底上沉积六硼化镧薄膜阴极。分别对玻璃基底上沉积的六硼化镧薄膜的生长取向、附着力与不同蒸发角度(0°, 30°,45°和60°)的关系进行了研究；对钽基底上沉积的六硼化镧薄膜阴极的逸出功进行了研究。结果表明:在基底温度为250 ℃时, 制备的六硼化镧薄膜具有(100)晶面择优生长的特点；蒸发角度为45°时, 六硼化镧薄膜(100)晶面的晶格常数与靶材相差最小, 晶粒较小；根据优化的工艺制备的六硼化镧薄膜阴极的逸出功为2.56 eV。

六硼化镧(LaB₆)具有电子逸出功低、高熔点和高化学稳定性等优点,是制作热阴极和场发射阴极的理想发射体材料。而且在常规场发射尖锥表面涂敷一层LaB₆薄膜能够大幅度提高场发射尖锥的发射能力。为了测量LaB₆ 薄膜的逸出功,采用电子束蒸发技术沉积LaB₆薄膜,并对薄膜进行了X射线衍射分析和X射线光电谱分析。通过测量薄膜的热电子发射特性和敷LaB₆薄膜的硅尖锥阵列的场致电子发射特性确定了LaB₆薄膜的逸出功,与块状LaB₆多晶材料的逸出功大体相同,说明电子束蒸发沉积技术适合于制备高纯度、低逸出功的LaB₆薄膜。