[发明专利]高灵敏度K-Na-Cs-Sb反射式多碱光电阴极及其制备方法、系统

权利要求书

1.一种高灵敏度K-Na-Cs-Sb反射式多碱光电阴极的制备系统，其特征在于，包括侧窗型光电倍增管和碱源组件，其中：

碱源组件包含一圆柱形玻璃管套（24），圆柱形玻璃管套（24）内设置三根碱源，分别为K源（231）、Na源（233）以及Cs源（232），三根碱各自通过镍丝与碱源的管脚电极（22）相连，构成电路回路，通过管脚电极（22）给对应碱源施加一定的电流以使碱源自身发热，通过释放的碱金属蒸气形成多碱阴极结构；

碱源组件通过尾管（21）与排气台相连，以获超高真空度；

侧窗型光电倍增管包含玻璃外壳（12）、芯柱（11），芯柱包含排气尾管（111）和可阀电极丝（112），侧窗型光电倍增管的内部设置有一网电极（14）、一阴极(16)以及多个倍增极（151~159）、一阳极（18）以及挡片（17），其中阴极（16）和多个倍增极（151~159）构造为具有一定弧度的金属片，其内表面镀有金属锑层；上述网电极（14）、阴极(16) 、多个倍增极（151~159）、阳极（18）以及挡片（17）通过第一陶瓷片（131）和第二陶瓷片（132）固定并支撑在玻璃外壳（12）的圆柱形腔体中；

侧窗型光电倍增管通过排气尾管（111）连接到碱源组件上；

其中，在制备高灵敏度K-Na-Cs-Sb反射式多碱光电阴极过程中，向K源（231）、Na源（233）以及Cs源（232）分别通以一定电流，引发K源（231）、Na源（233）以及Cs源（232）释放出对应碱金属蒸气，碱金属蒸气通过排气尾管进入到侧窗型光电倍增管的玻璃外壳内部，与阴极（16）和倍增极（151~159）上的金属锑层发生反应形成锑碱光电阴极，从而实现对光电倍增管整管的激活；

其中，在碱金属蒸气反应过程中，以侧窗型光电倍增管的阴极（16）作为阴极，以多个倍增极（151~159）中的第一倍增极（151）作为阳极，施加100V正电压；通过微电流计采集漏电流和光电流，其中关灯时，微电流计显示值为漏电流，开灯时微电流计显示为漏电流和光电流值，通过开关灯前后微电流计显示的差值作为监测的光电流值；

通过监控漏电流和光电流的变化，监控前述过程中的K、Na、Cs的引入过程，控制K、Na、Cs的引入量，具体实现过程包括：

1）漏电流监控K激活阶段，包括：

向K源通4.8-7A的电流，使K源自身发热发生反应释放出K蒸气，K蒸气从碱源组件进入侧窗型光电倍增管内，与阴极和多个倍增极上的锑发生反应，形成锑钾化合物；其中当监控漏电流出现涨幅拐点时，切断K源电流，停止引入K，Sb与K反应完全，形成K₃Sb结构；

2）漏电流监控Na激活阶段，包括：

待K激活阶段完成后，升温至220℃以上，其中待漏电流稳定在30-40nA，再给Na源通4.8-6.5A的电流；其中，在进行Na激活的过程中，采用少量多次与逐步减少的引Na方式，即每次少量引Na，待反应Na与K₃Sb反应消耗完后，再进行下一次引Na操作，其具体操作包括：

给Na源通4.8~6.5A电流，释放Na蒸气与K₃Sb反应，此时漏电快速上涨至60~150nA，持续引Na 5~7min后，关闭Na碱源的电源，停止引Na；

保持220℃以上的高温持续烘烤，待漏电流在一拐点下降的降幅大于15nA/min时，降低到电流到初始的30-40nA；

重复上述过程持续进行多次引Na激活，并使用漏电流判断Na的消耗量；当阴极颜色由绿色变为蓝色时，并且监控此时光电流达到这一阶段最大峰值时，停止引Na；

3）漏电流监控Cs激活阶段，包括：

待Na激活阶段完成后，降温值220℃以下，给Cs源通4.8~6.5A电流，漏电流快速上涨8-30μA，光电流几乎为0，持续引Cs 15~20min，然后关闭Cs电源；漏电流开始下降，光电流上涨，当漏电流降低50-60nA时，光电回涨到最大值；

重读2-3次上述操作，使得光电流达到这一阶段最大峰值，完成Cs激活。

2.根据权利要求1所述的高灵敏度K-Na-Cs-Sb反射式多碱光电阴极的制备系统，其特征在于，所述阴极（16）和多个倍增极（151~159）均为具有一定弧度的金属镍片。