[发明专利]一种位敏阳极探测器及其制作方法

说明书

本发明提供了一种位敏阳极探测器及其制作方法，解决现有位敏阳极探测器容易漏气导致器件无法使用，增加后续电子学处理难度的问题。该探测器包括管壳壳体、微通道板组件、位敏阳极组件、带有光阴极的输入窗，位敏阳极组件包括上层阳极接收面板、下层阳极接收面板及引线电极；上层阳极接收面板和下层阳极接收面板平行间隔设置；上层阳极接收面板包括上层绝缘基底和上层金属电极，与上层金属电极收集区域内微带线间部分对应的上层绝缘基底区域为镂空；下层阳极接收面板包括下层绝缘基底和下层金属电极，下层金属电极的微带线结构与上层金属电极的微带线结构在异层平面上呈垂直交叉，引线电极包括2个上引线电极、2个下引线电极。

技术领域

本发明属于微弱、极微弱光探测技术，具体涉及一种可位敏阳极探测器及其制作方法，在生物荧光、空间天文、激光雷达等应用上具有重要应用价值。

背景技术

基于微通道板和位敏阳极读出的光子计数成像探测器，具有信噪比高、抗漂移性好、时间稳定性好等优点，同时具有很好的时间、空间分辨能力以及很高的探测灵敏度。光子计数成像探测器主要是采用脉冲甄别技术和数字计数技术把极其弱的信号识别并提取出来，在天文学、高能物理、生物医学等领域得到了广泛的应用。

位敏阳极探测器采用位敏阳极来收集微通道板输出的电子云，根据阳极不同电极收集到的电子信号来解码出入射事件的位置。用于收集微通道板输出电子的位敏阳极主要有电阻阳极(Resistive Anode)、多阳极微通道阵列(MAMA/Multi-Anode MicrochannelArray)、楔条形阳极(WSA/Wedge and strip anode)、游标阳极(Vernier)、交叉条纹(Cross-Strip)等。其中，WSA位敏阳极制作工艺较简单，空间分辨率较高，其应用最为广泛。

WSA位敏阳极探测器虽具有制作简单、成像性能好等诸多优点，但WSA阳极属于电荷分割型阳极，电极间交叉耦合系数较大(电极间电容达到几十甚至几百皮法)，导致该类型探测器在大尺寸时性能严重下降；同时，又不具有高计数率性能，最大计数率只能达到10⁵左右。因此，在大尺寸或光子流量较大、对空间分辨率和时间分辨率要求较高时，WSA电荷分割型阳极探测器不能满足要求。

申请号为CN201710438625.X的中国专利中，介绍了一种位敏阳极探测器及制作方法，接收阳极由n×n个独立阳极收集，且每一个分立电极块的信号均需通过一个引线穿过绝缘衬底引出。随着探测面积的增大，分割阳极和引线数量会变得巨大，高密度的位敏阳极和引线在高温烘烤时容易漏气导致器件无法使用，导致制作难度增加和成品率下降。同时，由于分割阳极间电荷共享严重，空间分辨率受限。另外，申请号为201910266130.2的专利，采用电阻薄膜来收集MCP输出的电子云，金属阳极位于电阻薄膜衬底另一侧来感应读出。由于感应读出会损失一部分信号，同时每一个分立电极金属单元面积较小，将导致输出信号过小，从而增加后续电子学处理难度。

发明内容

为了解决现有位敏阳极探测器存在分割阳极和引线数量巨大，容易漏气导致器件无法使用；另外，采用电阻薄膜感应读出存在损失部分信号、输出信号过小增加后续电子学处理难度的技术问题，本发明提供了一种位敏阳极探测器及其制作方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种位敏阳极探测器，包括管壳壳体、微通道板组件、位敏阳极组件、带有光阴极的输入窗；所述输入窗和位敏阳极组件分别设置在管壳壳体两侧开口处，形成真空密封腔；所述光阴极、微通道板组件位于真空密封腔内；其特殊之处在于：所述位敏阳极组件包括上层阳极接收面板、下层阳极接收面板及引线电极；所述上层阳极接收面板和下层阳极接收面板平行间隔设置，所述间隔小于等于0.5mm；所述上层阳极接收面板包括上层绝缘基底、设置在上层绝缘基底上表面的上层金属电极、设置在上层绝缘基底下表面的上层地极；所述上层金属电极为微带线结构的电极，微带线呈蛇形排布；所述上层绝缘基底上设有2个供引线电极穿过的上引线电极孔，与上层金属电极收集区域内微带线间部分对应的上层绝缘基底区域为镂空；