[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

说明书

本发明属于光电倍增管技术领域，尤其涉及光电阴极，公开一种高灵敏度K‑Na‑Cs‑Sb反射式多碱光电阴极及其制备方法、系统，碱源组件包含三根碱源，分别为K源、Na源以及Cs源；碱源组件通过尾管与排气台相连获超高真空度；侧窗型光电倍增管包含玻璃外壳、阴极以及多个倍增极，阴极和多个倍增极构造为具有一定弧度的金属片，其内表面镀有金属锑层；侧窗型光电倍增管通过排气尾管连接到碱源组件上；对应碱源施加电流使其自热，释放碱金属蒸气与锑层反应形成多碱阴极结构。其中通过监控漏电流和光电流的变化，监控K、Na、Cs的引入过程，实现精确控制K、Na、Cs的引入量，避免因K、Na、Cs引入过多或过少导致的阴极灵敏度偏低的问题。

技术领域

本发明属于光电阴极技术领域，具体涉及一种用于侧窗型光电倍增管的高灵敏度K-Na-Cs-Sb反射式多碱光电阴极及其制备方法。

背景技术

光电阴极，尤其是用在真空光电子器件例如光电倍增管中使用的光电阴极，是一种用于捕获从外部射入的光子，并基于外光电效应激发出光电子的器件。在光电倍增管等真空光电器件中，使不同波长的辐射信号转化为电信号，均依靠光电阴极实现。常用的光电阴极主要包括双碱阴极、多碱阴极，应用在补同类型的整管中。

反射式多碱光电阴极是一种常应用于侧窗型光电倍增管光电发射材料，它能将光子转换成为光电子，并最终以电信号或图像形式进行输出。侧窗型光电倍增管是广泛应用于生物医疗、光谱分析、环境监测等领域的一种光电探测器件，阴极灵敏度是其关键指标。通常多碱光电阴极采用K-Na-Cs-Sb多碱阴极结构，其中的Na与K越接近2:1，阴极结构越优秀，灵敏度越高，对应光电流会越大。

目前，现有技术中一般通过对制备过程的控制来提高反射式多碱阴极的灵敏度，例如通过监控阴极制作过程的光电流，引K、Na、Cs的三个阶段，分别使其光电流达到最大即可，从而使阴极Na:K更接近2:1，以获得最佳的阴极结构和最大的灵敏度。

但在实际的阴极制作过程中，引K过程的光电流通常较小，难以实现对光电流的监控。而且在引Na过程中，由于Na与K₃Sb反应比较慢，所以我们看到在引Na过程中光电流几乎没有变化或者变化比较不明显。引Cs过程，同样地，光电流极小。因此我们在试验阶段通过光电流和反射率的监控来实现对引K、Na、Cs的三个阶段的控制以控制膜层的蒸镀，但在量产过程中，我们发现由于上述光电流的极小以及变化的不明显，尤其是引Cs、K的过程中，光电流极小，引Na的过程由于反应慢的原因，导致难以在批量生产过程中通过光电流对反射式多碱阴极K、Na、Cs的激活过程精确监控，甚至在激活的部分阶段，光电流监控会完全失效，起不到监控作用。这就导致使用光电监控制作的阴极，灵敏度较低，甚至无灵敏度。

发明内容

本发明的第一方面的目的在于提出一种高灵敏度K-Na-Cs-Sb反射式多碱光电阴极及其制备方法、系统，基于漏电流监控进行反射式多碱阴极K、Na、Cs激活，同时辅以光电流监控，实现精确控制K、Na、Cs的引入量，避免因K、Na、Cs引入过多或过少导致的阴极灵敏度偏低的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种高灵敏度K-Na-Cs-Sb反射式多碱光电阴极的制备系统，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玻璃管套，圆柱形玻璃玻璃管套内设置三根碱源，分别为K源、Na源以及Cs源，三根碱各自通过镍丝与碱源的管脚电极相连，构成电路回路，通过管脚电极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；

碱源组件通过尾管与排气台相连，以获超高真空度；