[发明专利]一种宽光谱响应的透射式多碱光电阴极及其制作方法有效

专利信息
申请号: 201910146146.X 申请日: 2019-02-27
公开(公告)号: CN109841466B 公开(公告)日: 2021-02-09
发明(设计)人: 李晓峰;黄丽书;汤文梅;李永春;潘治云 申请(专利权)人: 北方夜视技术股份有限公司
主分类号: H01J9/12 分类号: H01J9/12;H01J1/34
代理公司: 昆明今威专利商标代理有限公司 53115 代理人: 赛晓刚
地址: 650217*** 国省代码: 云南;53
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摘要:
搜索关键词: 一种 光谱 响应 透射 式多碱 光电 阴极 及其 制作方法
【说明书】:

发明属于光电阴极领域,涉及一种宽光谱响应的透射式多碱光电阴极及其制作方法,该透射式多碱光电阴极的制作采用传统的多碱光电阴极制作方法,在Na2KSb基底层的制作过程中,当其厚度达到S20‑B多碱光电阴极中Na2KSb基底层的所需厚度时,在多碱光电阴极的前端放置一个栅网,然后继续进行Na2KSb基底层的制作,使其厚度达到S25‑R多碱光电阴极中Na2KSb基底层的厚度;之后,移除该栅网,继续进行Cs3Sb表面层的制作。本发明方法克服现有技术存在的不足,解决现有的多碱光电阴极不同时具备短波紫外、可见光及长波近红外光谱响应的问题。

技术领域

本发明属于光电阴极领域,涉及一种宽光谱响应的透射式多碱光电阴极及其制作方法。

背景技术

在像增强器、光电倍增管等真空光电器件中,广泛使用多碱光电阴极。多碱光电阴极的化学成分为Na、K、Cs和Sb,结构上由阴极玻璃窗1,Na2KSb基底层2和Cs3Sb表面层3所组成,见图1。阴极玻璃窗1的作用是支撑Na2KSb基底层2,Na2KSb基底层2的作用是吸收光子并产生光电子;而Cs3Sb表面层3的作用是降低Na2KSb基底层2的表面逸出功。根据光电发射的三过程理论,光电发射的第一过程是入射光4穿过阴极玻璃窗1照射Na2KSb基底层2,Na2KSb基底层2吸收光子并产生光电子5;第二过程是光电子5从Na2KSb基底层2的内部向真空界面扩散;第三过程是光电子5克服逸出功而逸出到真空形成光电流,见图2。在光电发射的第二过程中,即光电子5从Na2KSb基底层2向真空界面的扩散过程中,一部分光电子不可避免的会与晶格发生碰撞而损失能量,当其扩散到真空界面上时,如果没有足够的能量克服逸出功而逸出到真空,就不会产生光电发射。因此对于透射式光电阴极而言,其膜层的厚度不能太厚,否则会导致阴极的光谱响应很低。但光电阴极膜层的厚度也不能太薄,太薄的光电阴极膜层对入射光,特别是对长波入射光不能充分吸收,所产生的光电子较少,阴极的光谱响应也很低。

多碱光电阴极除要求其阴极光谱响应尽量高之外,还要求其光谱响应范围尽量宽。多碱光电阴极的长波截止波长可由式(1)计算。

式中Eg为Na2KSb材料的能带宽度,EA为电子亲和势。多碱光电阴极的能带宽度为1eV,电子亲和势约为0.3eV,代入上式,可以计算出多碱光电阴极的长波截止波长为950nm。多碱光电阴极的短波响应截止波长主要由输入窗的短波透过截止波长所决定。对于石英玻璃窗,短波的光谱响应截止波长在200nm以下。由此可知多碱光电阴极的光谱响应范围可以从短波紫外200nm一直延伸到长波近红外950nm。

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