1 中国科学院高能物理研究所 核探测与核电子学国家重点实验室北京 100049
2 中国科学院大学 物理科学学院北京 100049
3 中国科学院大学 核科学与技术学院北京 100049
在现有的微通道板皮料玻璃配方的基础上，经过一系列的制作工艺设计和改进，最终制作出了具有合适性能的单螺旋通道的通道电子倍增器；之后搭建了以盘香型钽灯丝作为输入电流的通道电子倍增器（Channel Electron Multiplier，CEM）模拟模式测试装置和以紫外发光二极管结合金阴极作为输入信号的CEM脉冲计数模式测试装置，对该器件的综合性能参数进行全面的测试与评价；测试结果表明：本实验室自行研制的单螺旋通道的通道电子倍增器的模拟增益和脉冲增益分别为1×104~1×106和1×107~1×108，增益值随着工作电压的升高而增加，输出脉冲的上升时间为2~3 ns，性能接近国外同行的同类器件。
通道电子倍增器 增益 模拟模式 脉冲计数模式 Channel electron multiplier Gain Analog mode Pulse-counting mode
1 中国科学院高能物理研究所 核探测与核电子学国家重点实验室，北京 100049
2 中国科学院大学 物理科学学院，北京 100049
3 中国科学院大学 核科学与技术学院，北京 100049
电子倍增器（electron multiplier，EM）工作于脉冲状态下，其阳极上输出离散的信号，考虑到电子倍增过程具有一定的统计性规律，研究EM在脉冲状态下的性能参数，需要对阳极输出的脉冲信号进行大量测试和分析。以基于打拿极电子倍增器的光电倍增管（photomultiplier tubes，PMT）为例，通过改变入射光强度使其工作在脉冲状态，利用高带宽、高采样率示波器采集其阳极输出信号。基于Python开发了一种图形化数据分析软件，用来对示波器采集的大量脉冲信号数据进行离线分析，从中可以获得PMT的电荷积分谱、增益、分辨率、后脉冲率、前沿时间等性能参数，软件采用模块化结构，根据不同的测试需求各个模块可以单独工作。该软件可以快速实现EM在脉冲状态下的性能参数分析，为EM制作工艺的优化及其在微弱信号探测领域中的应用提供了一种便利的分析手段。
电子倍增器 Python 脉冲状态 分析软件 光电倍增管 后脉冲 electron multiplier Python pulse condition analysis software photomultiplier tube post pulse
1 中国科学院高能物理研究所核探测与核电子学国家重点实验室，北京 100049
2 中国科学院大学物理科学学院，北京 100049
3 南京大学物理学院，江苏南京 210093
4 广西大学物理科学与工程技术学院，广西南宁 530004
5 河南大学物理与电子学院，河南开封 475001
介绍了一种自主研制的新型电荷灵敏型三级放大器，其电路设计主要采用 ADA4817高速低噪声集成运算放大芯片，该三级放大器噪声低、稳定性好、电路结构简单、性价比高、检修更换方便，可以不失真地放大上升时间在 ns级的信号，放大器输出信号质量优异，可配合后续的多道分析器 MCA8000D读取微通道板（ microchannel plate，MCP）组件或单通道电子倍增器（ single-channel electron multiplier，CEM）的单光电子谱，测试结果表明：自主设计的 ADA4817型放大器在一定的方波标定脉冲信号下，其基线的宽度小于 2 mV，上升沿时间约为 800 ns，幅值约为 40 mV，性能接近或略优于 A250型放大器，可以更好地配合后续的多道分析器 MCA8000D进行输出波形的分析和处理，完全满足 MCP或 CEM探测器的脉冲性能测试需求。
电子倍增器 脉冲计数 单光电子谱 电荷灵敏放大器 electron multiplier, pulse count, single electron
1 河南大学物理与电子学院, 河南开封 475004
2 中国科学院高能物理研究所, 核探测与核电子学国家重点实验室, 北京 100049
3 中国科学院大学物核科学与技术学院, 北京 100049
4 南京大学物理学院, 江苏南京 210093
5 广西大学物理科学与工程技术学院, 广西南宁 530004
对国产低电阻微通道板( microchannel plate, MCP)在直流模式下的线性动态范围开展了详细研究。利用深紫外光源(低压汞灯)激发蒸镀有金阴极的 MCP, 获得较宽范围的输入电流, 进而测试了与低阻 MCP线性动态范围相关的各项参数, 包括电阻、增益、传导电流以及最大最小输入电流等。结果表明: 降低体电阻能够有效提高 MCP的线性动态范围, 其最大和最小输入电流之间跨越 6个数量级; 该低阻 MCP在 3种不同工作电压下, 最大输出电流为传导电流的 16%～19%, 与国际上高输出技术 MCP相比, 性能相当, 能够应用于相关领域。
微通道板 电阻 线性动态范围 增益 microchannel plate, resistance, linear dynamic ran
1 北方夜视技术股份有限公司，江苏南京 211106
2 微光夜视技术重点实验室，陕西西安 710065
3 中国科学院高能物理研究所，北京 100049
为了提升微通道板型光电倍增管（ MCP-PMT）能量分辨率，研究不同分压比对能量分辨率的影响，通过分析光电子从入射到倍增的过程，研究影响 MCP-PMT能量分辨率的因素。通过调节光电倍增管（ PMT）聚焦极电压、两片通道板分压以及通道板间隙电压解决了增益动态范围小、能量分辨率差的问题。实验结果表明，减小聚焦极电压可提高分辨率但收集效率会降低，提高 MCP2电压后分辨率略有降低同时动态范围大幅提高，通道板间加反向电压可显著提升能量分辨率。根据实验结果，设计了一种 MCP1与 MCP2分压比 1:1.6、通道板间隙加－35 V反向电压的分压器，将其应用于 50只样管，并对样管进行测试，其平均能量分辨率从 44减小到 33，有效地改善了微通道板型光电倍增管的能量分辨率。
光电倍增管 能量分辨率 分压器 间隙电压 反向电压 photomultiplier tubes MCP MCP energy resolution voltage divider gap voltage reverse voltage
1 中国科学院高能物理研究所，北京 100049
2 核探测与核电子学国家重点实验室，北京 100049
3 河南大学 物理与电子学院，河南 开封 475004
4 北方夜视技术股份有限公司，云南 昆明 650217
5 南京大学 物理学院，江苏 南京 210023
6 西安理工大学 理学院应用物理系，陕西 西安 710048
为了实现在较低剂量下获得较高的分辨率，研制了一款价格低廉的X射线CCD相机。该相机使用硫氧化钆作为转换屏、经一代像增强器增强后的图像通过光锥耦合到CCD相机上；为了提高系统的光传输效率，提出了将像增强器输出直面板或倒像器直接更换成光锥，其小端直接同CCD相机耦合的方案；通过灰度分析计算对比度曲线，拟合得出系统的本征空间分辨率为13 Lp/mm；通过拍摄实际景物，可以清晰地看到其内部的细节，显示出比较好的图像质量。
微光像增强器 X射线相机 灰度分析 分辨率 耦合 CCD相机 image intensifier X-ray camera gray analysis resolution coupling CCD camera
1 西安理工大学 理学院, 西安 710048
2 北方夜视科技集团微光器件中心西安分部, 西安 710065
为了实现景物在强光照射下能够分辨图像的细节, 在液晶的光强局部选通成像器中, 使用光锥将TFT-LCD液晶耦合到CCD相机上以实现图像的实时传递。通过理论分析和计算, 采用光锥耦合获得的耦合效率为14.24%, 而透镜耦合则只有1.83%, 由前者耦合后构成的局部选通系统, 其调制传递函数曲线中奈奎斯特频率为0.518, 极限分辨率为34 lp/mm, 由此制作的器件, 在对高照度下图像的细节分辨, 明显高于透镜耦合的器件。分析了造成该系统MTF下降的因素, 并提出了进一步改善MTF的技术措施。
成像光学 光强局部选通成像 光锥耦合 耦合效率 调制传递函数 imaging optics partial gating light intensity optic taper coupling coupling efficiency modulation transfer function
北方夜视科技集团有限公司微光器件中心 微光夜视技术重点实验室，陕西 西安710065
针对微光像增强器在高照度下出现的输出图像饱和现象，提出了混合式自动亮度控制方法，论述了微光像增强器自动门控技术、光电子快门控制原理，以及大动态范围自动亮度控制方法，给出了自动门控电源设计框图和混合式自动亮度控制工作时序以及实验结果，分析讨论了设计中的4个关键问题。
微光管 自动门控技术 电源 脉冲 自动亮度控制 image intensifier tube auto-gating control technology power source pulse automatic brightness control (ABC)
1 北方夜视科技集团有限公司微光器件中心西安分部，陕西 西安710065
2 微光夜视技术国防科技重点实验室，陕西 西安710065
3 北方夜视科技集团有限公司微光器件中心南京分部，江苏 南京210110
4 北方夜视科技集团有限公司微光器件中心昆明分部，云南 昆明650114
首次碰撞时电子的能量对微通道板的增益产生影响。为了揭示它们之间的变化关系，分别测试了标准型和高性能 6μm 孔径的微通道板的电流增益和电子增益随首次碰撞时电子能量的变化关系曲线，讨论了两者在微光像增强器中的相对优势，预示高性能MCP使用于微光像增强器中的技术潜力。
微通道板 电流增益 电子增益 微光像增强器 microchannel plate current gain electron gain image intensifier
