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微通道板MCP的结构和原理
发布时间:2017-12-12   点击次数:3307次

MCP(Micro Channel Plate,微通道板)是二维的真空电子放大器件。广义而言,MCP属于比较传统的真空电子产品,但其独特的高增益、快响应、低噪声特性,使得在微弱光、射线/粒子探测领域仍旧是不可替代的重要器件。

基于MCP的探测器大致上分为两类,一类是具备光电阴的像增强器或快速光电倍增管,一类是无光电阴、MCP直接响应入射粒子的真空探测器。本文主要介绍真空MCP探测器,这一类探测器广泛用于紫外 - 软X射线波段的光子和带电粒子的流强、成像以及计数探测。

 

微通道板(MCP)简介

 

图1 微通道板(MCP)结构示意图

 

 MCP的结构和原理

如图1所示,MCP由很多个排列在一起的微通道(通常是玻璃)构成。微通道内壁涂有二次电子发射材料。MCP两端加以直流高压,在通道内形成静电场;低电位一端(输入端)入射的带电粒子或光子能够在管壁上激发多个二次电子;这些二次电子在静电场作用下加速,轰击管壁后产生更多的电子。如此往复,形成电子的雪崩效应,输入的信号得以放大,在微通道的输出端形成大量电子出射。

从原理上看,MCP的每个通道相当于连续分布倍增级的电子倍增器。由于其独特的结构,MCP有一些独特的特性。

 

图2 MCP的外观

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