 微通道板 百科大全
微通道板
microchannel plate
20世纪70年代在单通道电子倍增器基础上发展起来一种多通道电子倍增器。微通道板具有结构简单、增益高、时间响应快和空间成像等特点，因而得到广泛的应用。它主要应用于各种类型的像增强器、夜视仪、量子位置探测器、Χ射线放大器、场离子显微镜、超快速宽频带示波器、光电倍增器等。
微通道板是由许许多多的特殊空心玻璃纤维压制成的一块很薄的板（图1微通道板工作原理示意图）,空心纤维的内径为20～40□m，板的厚度大约2mm,板的外径目前可做到5～6cm左右。每根空心纤维(即每个微通道)的内表面层是次级电子发射系数较大的材料（通常发射系数可达3～4），在真空的条件下，微通道的两端面用真空溅射的办法镀一层导电物质作为电极。
当微通道板两端加上1kV左右的直流电压,在每个微通道内部都形成与通道中心轴平行的电场,图2微通道内电子倍增原理示意图表示这样一个微通道内的电场和电子倍增原理。具有初速度的电子从通道一端射入，这些电子在电场和垂直电场方向的速度分量的作用下，以抛物线轨道飞行并得到加速，而后碰在通道的壁上打出几个次级电子。这些次级电子在电场作用下又得到加速，再次撞击内壁打出次级电子。如此重复多次，便实现了电子的倍增。板上所有微通道的电子倍增的总和就构成了整个微通道板的电子增益。可见，微通道板必须工作在高真空的条件下。而且，电子在倍增过程中走的路程很短，仅几毫米,飞行时间只有1纳秒（10□秒）左右,飞行时间涨落则更小，从而有可能成为皮秒（10□秒）级的光电转换，电子倍增器件中的重要组成部分。
电子倍增系数的大小和微通道板的厚度（即微通道的长度），微通道内径，二次级电子发射系数以及所用的电压有关，一般可达10□～10□，如果采用较高的电压，把两块板串联起来,电子倍增系数达到10□也是不困难的。
微通道板的电流和电荷饱和特性是指在一定电压下可输出的最大电流或电荷,图3微通道板电流特性曲线绘出了一个典型的电流特性曲线，图中曲线Ⅰ是直流工作条件下的饱和特性，输出电流明显地偏离线性；曲线Ⅱ是脉冲工作条件下的饱和特性，较窄的电流脉冲输入时，如0.2□s宽的脉冲，输出电流密度可达10mA/cm□。
微通道板的主要噪声来源是：场致反射、直流反馈噪声、交流闪烁本底噪声等。另外，由于板中各个微通道的增益不同还带来了空间图像噪声。
（李金）
|
