MCP(Micro Channel Plate,微通道板)是二維的真空電子放大器件。廣義而言,MCP屬于比較傳統(tǒng)的真空電子產(chǎn)品,但其*的高增益、快響應(yīng)、低噪聲特性,使得在微弱光、射線/粒子探測領(lǐng)域仍舊是不可替代的重要器件。
基于MCP的探測器大致上分為兩類,一類是具備光電陰的像增強(qiáng)器或快速光電倍增管,一類是無光電陰、MCP直接響應(yīng)入射粒子的真空探測器。本文主要介紹真空MCP探測器,這一類探測器廣泛用于紫外 - 軟X射線波段的光子和帶電粒子的流強(qiáng)、成像以及計(jì)數(shù)探測。
微通道板(MCP)簡介
圖1 微通道板(MCP)結(jié)構(gòu)示意圖
MCP的結(jié)構(gòu)和原理
如圖1所示,MCP由很多個(gè)排列在一起的微通道(通常是玻璃)構(gòu)成。微通道內(nèi)壁涂有二次電子發(fā)射材料。MCP兩端加以直流高壓,在通道內(nèi)形成靜電場;低電位一端(輸入端)入射的帶電粒子或光子能夠在管壁上激發(fā)多個(gè)二次電子;這些二次電子在靜電場作用下加速,轟擊管壁后產(chǎn)生更多的電子。如此往復(fù),形成電子的雪崩效應(yīng),輸入的信號得以放大,在微通道的輸出端形成大量電子出射。
從原理上看,MCP的每個(gè)通道相當(dāng)于連續(xù)分布倍增級的電子倍增器。由于其*的結(jié)構(gòu),MCP有一些*的特性。
圖2 MCP的外觀
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