碲化铯阴极紫外光子成像探测器的研究

	碲化铯阴极紫外光子成像探测器的研究
	向秋东
	2016-10-01
发表期刊	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
期号	6
摘要	宇宙中的许多天体会发出微弱的紫外辐射,一些天体在其演化的某些阶段也会发射紫外辐射,进行紫外波段的探测是探索宇宙的一种重要的方式。随着紫外探测技术的发展,紫外探测器已经广泛应用于空间探测、军事预警、紫外通信、刑侦和电晕检测等领域。本文所研究的紫外光子计数探测器是为实现紫外探测而设计的一种二维成像探测器,它主要由光电阴极、微通道板堆、楔条形位置灵敏阳极及相应的位置读出电路组成。其中光电阴极将紫外光子转换成为光电子,位置读出电路对来自位置灵敏阳极的微弱脉冲信号进行实时数据采集、传输及处理,并将获得的图像显示在计算机屏幕。为实现日盲区的紫外探测,我们研制了工作波段在200nm~350nm的碲化铯光阴极紫外成像探测器。首先,本文介绍了基于碲化铯光阴极紫外光子探测器的一般结构和工作原理,并对其组成的各部分结构和功能进行了详细的描述。其中入射窗口、微通道板和输出窗口组成一个密封管体。密封管根据阳极产生电荷方式的不同有两种结构,我们分析了两种结构的优缺点,最后采用了感应式电荷读出的方法。随后对几种不同的阴极材料各项性能参数进行了介绍,并最终采用Te处理工艺研制了性能良好的Cs_2Te光电阴极。为了减小过量的Cs和Cs化合物对阈波长的影响,在改进Cs激活工艺的同时,补偿适量的Te原子,使Te原子与富余的Cs原子反应生成Cs_2Te,以达到减小对可见光响应的目的。然后对影响Cs_2Te光电阴极性能的主要因素进行了分析,并对其进行了量子效率和光谱响应度的测试。最后根据探测器输出信号的特点,设计了一个基于高速模数转换(A/D)芯片和FPGA的位置读出电路,该方法用高速A/D芯片(65MHz采样率)对整型放大器输出的高斯型脉冲信号逐点采样后获取其峰值的方法来代替原有的前端模拟电路中昂贵的峰值保持模块,因此能对信号进行连续实时地采集和处理,提高了成像探测器的光子计数率。其次,对电路各部分的组成和工作原理进行了详细的介绍。最后,对探测器进行了成像性能的测试,通过采集的数据和成像的结果进行分析,对探测器系统各部分的参数进行优化。
关键词	紫外光子计数成像探测器碲化铯光电阴极楔条形阳极位置读出电路
语种	中文
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/58024
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	向秋东. 碲化铯阴极紫外光子成像探测器的研究[J]. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,2016(6).
APA	向秋东.(2016).碲化铯阴极紫外光子成像探测器的研究.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(6).
MLA	向秋东."碲化铯阴极紫外光子成像探测器的研究".中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 .6(2016).