[发明专利]抑制微通道板紫外光响应的方法及微通道板

说明书

本发明提供一种抑制微通道板紫外光响应的方法及微通道板，在MCP本底基础上，通过物理气相沉积或者蒸镀等方式在微通道板输入面以及通道内镀制具有禁带宽度大、紫外光透过率高且具有较高二次电子发射系数的功能膜层材料，如氧化镧、氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化镁、氟化镁等单一膜层材料或者其多种材料形成的复合膜层。通过制备此种功能膜层，可以显著抑制MCP对于紫外光信号的响应，将MCP对于紫外光的响应程度降低两个数量级以上。

技术领域

本发明涉及光电探测、粒子探测技术领域，具体而言涉及一种可应用于探测粒子与辐射的具有抑制紫外光信号响应的微通道板（Microchannel Plate，MCP）。

背景技术

微通道板（Micro-channel Plate, MCP）是由多达数百万个（例如200 万~600 万）相互平行的通道式电子倍增单元排列而成的二维电子倍增器阵列，可以探测带荷粒子、电子、X射线和UV光子等，具有增益高、体积小、时间特性好、空间分辨能力高、耐强磁场、低功耗、自饱和等优点。除用于微光像增强器之外，也作为核心放大器用于多种领域，如空间粒子探测、离子探测、中微子探测等科学与试验、工业检测领域。

常规的MCP对于多种种类信号均存在一定的响应，响应程度存在一定差异，即对于不同的信号类型，MCP的探测效率有一定的差异。例如对于电子探测，能量适当时，探测效率通常为70%左右，通过一些特殊处理探测效率可达到接近100%。对于离子探测，通常探测效在40~70%；对于X射线，探测效率比较低，通常在1~10%；对于紫外光，也具有一定的探测效率，一般不大于15%，且与波长有很大的关联。对于波长超过200nm的紫外光，探测效率会衰减至约0.01%。

使用MCP进行微弱信号探测时，理想情况下，仅有待检测目标信号一种信号，此时信号探测效果的主要影响因素是对此种信号的探测效率以及MCP的本底噪声。但是，在更多的时候，入射至MCP的信号中，除了目标信号种类之外，还会有其他种类信号，且MCP也能够响应，对于目标信号的探测而言，其他种类信号产生的响应也是一种噪声。因此，对于多种信号中的特征信号的探测，如果能够实现对于非目标信号的响应抑制，则能够显著提升信号探测的信噪比等性能，甚至能够决定进行探测的可行性。

待探测微弱信号广义上可分为两类：一种是实物粒子类，如电子、离子、中性粒子、缪子、中子等，其中又可分为带电粒子与不带电粒子；另一种是辐射类，如紫外光、X射线、伽马射线等。在多种信号混杂在一起时，目前已有的信号筛选手段有：电场、薄膜隔离、光学系统筛选、时间分辨筛选等，但是在不带电粒子与辐射信号混杂在一起时，且目标信号是中性粒子时，很难通过MCP的前端系统将辐射信号（如紫外光）筛选掉，需要通过核心探测器的响应范围改变，以实现信号的选择性探测。

发明内容

本发明目的在于提供一种抑制微通道板紫外光响应的方法及微通道板，通过在MCP表面以及通道内壁制备特殊的功能膜层，以抑制微通道板对于紫外光的响应，同时保证其具有较高的二次电子发射能力，不会影响微通道板发挥其本身信号探测与倍增的功能。

根据本发明的目的，提出一种抑制微通道板紫外光响应的方法，通过在由数百万个相互平行的通道式电子倍增单元排列而成的阵列式电子倍增器的输入面以及每个电子倍增单元的通道内壁制备用于抑制紫外光响应的复合膜层，上述复合膜层由至少两种紫外光透过率高且具有高二次电子发射系数的膜层叠加构成，使得复合膜层中的多层膜层之间形成由内而外的势垒高度逐渐增加的趋势或者势垒高度高低起伏的趋势，抑制紫外光激发出的光电子的逸出。

根据本发明的目的，还提出一种抑制紫外光响应的微通道板，在由数百万个相互平行的通道式电子倍增单元排列而成的阵列式电子倍增器的输入面以及每个电子倍增单元的通道内壁制备用于抑制紫外光响应的复合膜层，上述复合膜层由至少两种紫外光透过率高且具有高二次电子发射系数的膜层叠加构成，使得复合膜层中的多层膜层之间形成由内而外的势垒高度逐渐增加的趋势或者势垒高度高低起伏的趋势，抑制紫外光激发出的光电子的逸出。