第四講微光夜視技術(shù)應(yīng)用和薄膜技術(shù)應(yīng)用

1、第四講微光夜視技術(shù)應(yīng)用和薄膜技術(shù)應(yīng)用1 微光夜視技術(shù)和像增強器的發(fā)展微光夜視技術(shù)和像增強器的發(fā)展2 多堿陰極和多堿陰極和GaAs光電陰極的制備光電陰極的制備3 微通道板與離子阻擋膜微通道板與離子阻擋膜4 熒光屏熒光屏5 像增強器的性能參數(shù)及測試原理像增強器的性能參數(shù)及測試原理6 目前研究的內(nèi)容目前研究的內(nèi)容 1 微光夜視技術(shù)和像增強器的發(fā)展微光夜視技術(shù)和像增強器的發(fā)展 夜視技術(shù)是研究在夜間低照度條件下，用開拓觀察者視力的方法以實現(xiàn)夜間隱蔽觀察的一種技術(shù)。它采用光電子成像的方法來緩和或克服人眼在低照度下以及有限光譜響應(yīng)下的限制，以開拓人眼的視覺。 夜視技術(shù)始于二十世紀三十年代。1934年第一個紅

2、外變像管在德國問世，開創(chuàng)了夜視技術(shù)的新紀元 。微光像增強器是一種光電器件，是微光夜視技術(shù)的核心器件，它是微光夜視器材的性能和價格的決定性因素。微弱的光學圖像自然景物微弱的電子圖像增強的電子圖像增強的光學圖像物鏡光陰極微通道板熒光屏目鏡像增強器 像增強器和夜視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理 2 微光夜視技術(shù)和像增強器的發(fā)展微光夜視技術(shù)和像增強器的發(fā)展 微光夜視的發(fā)展始于1936年，它是研究微弱圖像信號的增強、轉(zhuǎn)換、傳輸、存儲、處理的一項專門技術(shù)。它分為直視系統(tǒng)和間視系統(tǒng)兩種，直視系統(tǒng)稱為微光夜視儀，它是利用目標反射的星光、月光和大氣輝光通過像增強器增強達到人眼能進行觀察的一種夜視儀器。a 第一代微光夜視

3、1962年美國制成第一代微光夜視儀，以纖維光學面板作為輸入、輸出窗三級級聯(lián)耦合的像增強器為核心器件。l一代像增強器 結(jié)構(gòu)示意圖b. 第二代微光夜視 1970年研制成第二代微光夜視儀，以利用微通道板的像增強器為核心器件l二代、超二代和三代像增強器 結(jié)構(gòu)示意圖光陰極光陰極 光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換微道板微道板 電子倍增電子倍增熒光屏熒光屏 電光轉(zhuǎn)換電光轉(zhuǎn)換微光夜視技術(shù)特點和作用微光夜視技術(shù)特點和作用 - - 微光核心器件工作原理微光核心器件工作原理（m)n 倍增次數(shù)倍增次數(shù)二次電子二次電子倍增系數(shù)倍增系數(shù)微光夜視技術(shù)特點和作用微光夜視技術(shù)特點和作用 微光核心器件工作原理微光核心器件工作原理l工作時加三個電

4、壓，光電陰極通道板輸入端l通道板兩端，通道板輸出端熒光屏c. 第三代微光夜視 1979年美國ITT公司研制出第三代微光夜視儀，是在二代薄片管的基礎(chǔ)上，將多堿光電陰極置換為GaAs負電子親和勢光電陰極。 微光像增強器系列微光像增強器系列d. 超二代微光夜視 1989年，Jacques Dupuy等人研制成了超二代像增強器。超二代管是在二代管的基礎(chǔ)上，通過提高光陰極的靈敏度（靈敏度由300-400A/lm提高到600A/lm以上），減小微通道板噪聲因數(shù)，提高輸出信噪比（改進微通道板的性能）和改善整管的MTF，使鑒別率和輸出信噪比提高到接近三代管的水平。 微光像增強器系列微光像增強器系列E 第四代微

5、光夜視 1998年美國Litton公司和ITT公司研制出無離子阻擋膜或薄離子阻擋膜微通道板，具有自動門控電源的新一代像增強器，以它為核心部件的夜間觀瞄器材稱為第四代微光夜視儀。微光夜視技術(shù)特點及作用微光夜視技術(shù)特點及作用 微光夜視技術(shù)核心器件微光夜視技術(shù)核心器件1 Thin ion-barrier film/高性能，薄的離子阻擋膜2 Low noise figure MCP/低噪聲因子微通道板3 Gated power supply /門控電源典型應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)世界各國的發(fā)展概況需求牽引，微光夜視發(fā)展規(guī)劃、計劃需求牽引，微光夜視發(fā)展規(guī)劃、計劃（例（例Omnibus三代微光計劃）三代微光計劃）美國

6、國防部美國國防部美陸軍實驗室美陸軍實驗室斯坦福、亞里桑拉、佛吉尼亞等大學斯坦福、亞里桑拉、佛吉尼亞等大學ITT公司公司/EOIntervac 公司公司Litton 公司公司EO國家級實驗室：微光新原理、新技術(shù)前瞻性、基礎(chǔ)性和演示驗證國家級實驗室：微光新原理、新技術(shù)前瞻性、基礎(chǔ)性和演示驗證微光器件和整機承包商，通過投標競標承攬合同，提供裝備微光器件和整機承包商，通過投標競標承攬合同，提供裝備俄羅斯歐洲 法國：PHOTONICS(超二代） 荷蘭：DELFT 以色列中國 2 多堿陰極和多堿陰極和GaAs光電陰極的制備光電陰極的制備 多堿陰極的制備多堿陰極的制備 1955年，Sommer首先發(fā)表了關(guān)于

7、多堿陰極的報道，這種陰極是由Na2KSb構(gòu)成基底層，然后對它進行表面處理，在其表面覆蓋銫以降低其表面勢壘。多堿陰極具有很高的靈敏度，剛問世初期就達到180A/lm以上，多堿陰極的光譜響應(yīng)也很寬，它的長波閾值可延伸至900nm以外，它的熱發(fā)射電流卻很小，約1016A/cm2，所以在微光夜視、光輻射探測、高速攝影等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，它最重要的應(yīng)用是在微光夜視方面。 多堿陰極光電陰極薄膜多堿陰極光電陰極薄膜 采用真空蒸鍍法采用真空蒸鍍法Na，K，Sb，Cs堿 源真空系統(tǒng)、烘烤系統(tǒng)陰極組件 目前國外超二代像增強器中的陰極靈敏度已超過800A/lm； 一代、二代及超二代像增強器被廣泛應(yīng)用在武器瞄準鏡、坦

8、克上的微光觀察儀、夜視眼鏡等微光系統(tǒng)中。 多堿光電陰極由Na2KSb構(gòu)成基底層，然后對它進行表面處理，在其表面覆蓋銫以降低其表面勢壘，制備時通過Sb 、K、 Na和Cs源的蒸發(fā)在基片上形成光電發(fā)射層。 GaAs光電陰極光電陰極 根據(jù)Spicer光電發(fā)射的三階段模型，50年代末光電陰極理論已建立在半導體概念的基礎(chǔ)之上。60年代中期，這一逐步成熟的領(lǐng)域又取得了突破性進展，對半導體光電發(fā)射的進一步研究導致了負電子親和勢（NEA）光電陰極的誕生。制備NEA光電陰極是用銫（Cs）、氧（O）對P型-族單晶化合物進行表面激活，使表面具有負的電子親和勢。 GaAs光電陰極光電陰極 1965年Scheer和Va

9、nLaar首次報道了CaAs:Cs零電子親和勢光電陰極69，其反射式積分靈敏度達550A/lm。三年后和用Cs、O交替覆蓋CaAs表面獲得了NEA光電陰極。此后，NEA光電陰極的理論研究及制備技術(shù)迅速發(fā)展。 GaAs光電陰極光電陰極 在微光夜視領(lǐng)域，應(yīng)用NEA光電陰極的第三代像增強器大大擴展了夜視儀器的視距，改善了觀察效果，開拓了微光夜視儀在夜視眼鏡、遠距離偵察、夜航和衛(wèi)星定位等方面的應(yīng)用。現(xiàn)在，使用NEA光電陰極的三代微光器件已經(jīng)廣泛用于頭盔駕駛儀，車載、機載及單兵偵察的微光夜視眼鏡中，它們在現(xiàn)代戰(zhàn)爭，特別是夜戰(zhàn)中，發(fā)揮了重要的作用。 2 GaAs光電陰極光電陰極 目前，國外生產(chǎn)的反射式NE

10、A光電陰極的靈敏度已達到2400A/lm，最高可達到3200A/lm，透射式陰極的靈敏度也可以超過2000A/lm以上，應(yīng)用NEA光電陰極的光電管、光電倍增管和三代像增強器等器件也已商品化。 國內(nèi)的三代器件正在處于實用化。 GaAs光電陰極的結(jié)構(gòu)GaAs單晶+銫氧激活 GaAs光電陰極的制備光電陰極的制備 對NEA光電陰極要求陰極材料晶體的位錯密度要小，摻雜要適度，電子擴散長度要長，表面要均勻且厚度可控制。用外延法生長晶體可滿足這些要求。 早期生長NEA光電陰極的外延層，多采用汽相外延（VPE）和液相外延（LPE），或汽相和液相的混合外延法（hybrid），也有用分子束外延（MBE）。 GaA

11、s光電陰極的制備光電陰極的制備 當前研制和生產(chǎn)NEA光電陰極最成功的是用金屬有機化合物汽相淀積法（MOCVD或MOVPE），因為它可以用來進行大面積、均勻、超薄、多層的半導體生長，它開辟了NEA陰極的工業(yè)化生產(chǎn)途徑。 MOCVD技術(shù)是1968年由等人提出，MOCVD法最早用于NEA光電陰極外延層的生長是在1976年，目前，MOCVD法已成為制備NEA光電陰極最常用的方法。 GaAs光電陰極的制備光電陰極的制備 激活過程實際就是將NEA光電陰極表面的電子親和勢降到負電子親和勢狀態(tài)的過程。 通常將外延生長的單晶片進行腐蝕，露出光電發(fā)射層，經(jīng)化學清洗后送進超高真空室進行激活。 激活過程一般包括超高真

12、空的獲得，表面清洗與分析，最后用銫氧處理。 GaAs光電陰極的制備光電陰極的制備 NEA光電陰極的激活是將原子清潔的GaAs表面與Cs、O作用形成很低的表面逸出功。非常少量的其它物質(zhì)污染都會妨礙NEA的建立，因此10-8Pa以上的超高真空度就成了NEA光電陰極激活的首要條件。 腐蝕過的GaAs單晶片首先進行化學清洗，然后通過陰極傳遞裝置將基片送入真空系統(tǒng)進行高溫熱清洗，熱清洗的溫度一般在500650，熱清洗的作用是將表面的自然氧化物、殘余氣體、有機物及來自真空系統(tǒng)各構(gòu)件表面的氣體分子等污染去除。 GaAs光電陰極的制備光電陰極的制備 晶片經(jīng)熱清洗后，便可進行銫氧處理。 最初人們采用和在1968

13、年提出的標準激活法，又稱“yo-yo”法。 與證明，在標準的加熱清潔、“yo-yo”激活之后，再來一次溫度較低的加熱和“yo-yo”激活，可將陰極的光電發(fā)射提高30左右，這種激活方法通常稱為“高低溫兩步激活”法。 光電陰極的評價光電陰極的評價積分靈敏度 積分靈敏度是指像增強器中的光電陰極在輻射源的連續(xù)輻射的作用下，單位光通量所產(chǎn)生的飽和光電流。單位為A/lm，流明（lm）這個單位是基于人眼視見函數(shù)的。測試積分靈敏度時，常采用國際上公認的色溫為2856K的鎢絲白熾燈作為標準光源。 積分靈敏度是像增強器的一個非常重要的指標，它簡潔、直觀地反映了像增強器中光電陰極的總的光電發(fā)射能力。 光電陰極的評價

14、光電陰極的評價 在入射光的某一波長，輻射功率為1W的單色光照射下，光電陰極所產(chǎn)生的光電流稱為光電陰極在該波長下的光電靈敏度 。 式中I為光電流，單位為安培（A）或毫安（mA），W為入射輻射功率，單位為瓦（W），因此S（）的單位為安培/瓦（A/W）或毫安/瓦（mA/W），通常采用后者。 3 微通道板與離子阻擋膜通道式連續(xù)打拿極電子倍增器的概念最早出現(xiàn)于1930年，到60年代，隨著人們對鉛玻璃燒氫工藝及二次電子發(fā)射能力的探知和掌握，以及發(fā)現(xiàn)連續(xù)打拿極的增益決定于通道長徑比而非通道的絕對長度或直徑，前蘇聯(lián)的科研機構(gòu)、美國的Bendix實驗室和英國的Mullard實驗室，對微通道板的實驗研究工作取得實

15、質(zhì)性的進展。 真正的突破是在借助熔合纖維光學加工方法的基礎(chǔ)上，得以實現(xiàn)較小通道孔徑的微通道板（早期的微通道板通道孔徑約為25m -12m），并轉(zhuǎn)化成為一種可以工業(yè)實用的微通道板制造技術(shù)，成功的應(yīng)用于微光像增強器。 微通道板像增強器技術(shù)的出現(xiàn)，標志著微光像增強技術(shù)從第一代發(fā)展到第二代；而負電子親和式的砷化鎵光陰極像增強器技術(shù)的出現(xiàn)，又使微光像增強技術(shù)又從第二代發(fā)展到第三代。微通道板是由可多達數(shù)百萬個規(guī)則緊密排列的細微玻璃通道組成的通道式電子倍增器，每個通道即構(gòu)成了一個單獨的連續(xù)打拿極倍增單元，兩個端面鍍有鎳鉻金屬膜層，其外環(huán)是同樣鍍有鎳鉻金屬膜層的由實體玻璃構(gòu)成的實體邊，平整的實體邊可以提供很好

16、的端面接觸以便施加電壓。 微通道板必須工作于真空環(huán)境中，微通道板的工作機理，就是利用通道內(nèi)表層在一定能量的電子碰撞下可產(chǎn)生二次電子的特性，二次電子在電場的作用下沿通道加速前進，經(jīng)過重復多次的碰撞和電子倍增過程，最后在高電勢輸出端面有大量的電子輸出產(chǎn)生，這個過程被形象的比喻為“電子雪崩”。 入射電子接觸電極單通道二次電子輸出電子（m)n 倍增次數(shù)倍增次數(shù)二次電子二次電子倍增系數(shù)倍增系數(shù) 微通道板通道內(nèi)壁結(jié)構(gòu)呈非均勻的分層結(jié)構(gòu)，各成份濃度分布不同。表層是厚度約10-20nm的富SiO2層，之下是約為厚度的還原層，而最外表面則是厚度僅的表面偏析的堿金屬離子單分子層。在距表層200nm左右范圍內(nèi)吸附有

17、氣體，主要是H2，H2O、N2，碳氧化物。這些氣體一部份源于玻璃基體本身的制造過程，另一部份源于氫還原過程，如H2、H2O和N2。二次電子的逸出深度通常為左右，因此二次電子發(fā)射產(chǎn)生于富硅層。增益是微通道板的重要特性，微通道板的增益決定于外加電壓、長徑比、首次撞擊的二次電子產(chǎn)額和通道內(nèi)壁二次電子發(fā)射特性。但微通道板增益特性的評價標準與其應(yīng)用的工作條件和工作狀態(tài)密切相關(guān)。必須滿足其工作電壓與通道長徑比的最佳比值22左右。因此對于不同工作電壓要求下的微通道板，其長徑比有所不同，如某些微通道板探測器，工作電壓為1200V，其長徑比設(shè)計在60 1；而在像增強器中，微通道板的工作電壓一般不超過1000V，

18、因此微通道板的長徑比通常設(shè)計在(40 1)(55 1)范圍內(nèi)。 微通道板通道內(nèi)壁都不同程度的吸附著一定的氣體，在工作狀態(tài)下，通道內(nèi)接近輸出面端口處吸附的殘余氣體分子，在受到大電流密度的電子流撞擊時，電離成正離子，并受到電場的吸引而向輸入面方向漂移和加速，形成離子反饋，其中某些獲得足夠能量的正離子，在撞擊通道內(nèi)壁時還會產(chǎn)生二次電子。離子反饋到光陰極，也將在光陰極上產(chǎn)生額外的二次電子。微通道板工作狀態(tài)下產(chǎn)生的正離子反饋，在三代像增強器中造成的嚴重后果，就是造成砷化鎵光陰極靈敏度迅速衰減。這是由于砷化鎵光陰極，是通過在表面沉積銫氧層敏化激活而獲得的負電子親合勢，而銫氧層的化學完整性決定砷化鎵光陰極的

19、工作壽命，但微通道板工作狀態(tài)下產(chǎn)生的離子反饋，將嚴重損害敏化層的化學完整性。 對于微通道板離子反饋的評價標準是反饋離子電荷總量與輸出電子電荷總量之比（Ni/Ne，），正常工作狀態(tài)下的超二代像增強器，其后組件（包括微通道板和熒光屏）的Ni/Ne約為210-4離子/電子，這種程度的離子反饋，對于砷化鎵光陰極，在無離子阻擋膜的情況下，工作壽命僅能維持不足100小時。三代像增強器為此在微通道板的輸入面上增加一層一定厚度的多孔狀氧化鋁或氧化硅的離子阻擋膜以徹底阻絕電離氣體分子的離子反饋，來保證砷化鎵光陰極足夠的工作壽命并使成像質(zhì)量得到改善。離子反饋膜終究也是一種形式的屏障，對來自光陰極的電子起到散射和阻

20、擋的作用，特別是使得撞擊在通道間壁上的反彈電子，在離子阻擋膜上產(chǎn)生散射形成多次反彈，并使得部份電子最終其能量不足以無法穿越離子阻擋膜，因而不僅大大降低了微通道板的探測效率，增加了微通道板和三代像增強器的噪聲因子，還增加了暈輪。 離子阻擋膜的質(zhì)量和厚度是影響三代像增強器的信噪比和調(diào)調(diào)制傳遞函數(shù)及工作壽命的關(guān)鍵因素。當離子阻擋膜厚度為80時，減少了約2/3的來自于光陰極的電子通過，即對于1800A/lm的光陰極，那么其光陰極靈敏度實際有效利用率為1/3，因此信噪比相當于光陰極靈敏度只有600A/lm的超二代像增強器。離子阻擋膜厚度通常一般在25到100，可以在降低微通道板離子反饋的基礎(chǔ)上，減薄離子

21、阻擋膜的厚度，使來自光陰極的電子在離子阻擋膜上發(fā)生的反彈式散射更多的轉(zhuǎn)化為穿透式散射以提高穿透率，改善三代像增強器的信噪比和對比度傳遞特性。由于MCP 材料特性的限制， 部件處理溫度不得大于450 ，故在MCP 上制備的A l2O 3 膜是非晶態(tài)膜。考慮到MCP 性能和以后器件的批量生產(chǎn)，選用直流濺射設(shè)備制備A l2O 3 膜。通過大量試驗摸索，制備A l2O 3 膜的最佳工藝條件是：直流電壓900 V，電流55 A ，靶材選用5 個9 高純鋁，連續(xù)濺射20 min，可得到 40) nm 膜厚的A l2O 3。實驗證明， 這種方法制備的A l2O 3 膜，針孔小，致密度好，20電子顯微鏡下檢測

22、膜層無亮點。離子阻擋膜的成膜技術(shù)M25/6-1微通道板的主要性能指標及參數(shù)板直徑(Plate Diameter)：）mm有效直徑(Active Diameter)： 通道直徑(Channel Diameter)： 6m厚度(Plate Thickness)： 開口面積比(Open Area Ratio)： 60%斜切角(Bias Angle)： 61 電阻(Resistance)： (80300)M 增益(Gain)(20Ah電子沖刷,20Ah scrub)： 500 增益均勻性(Gain Uniform)： 4級以內(nèi) 芯皮玻璃組合拉單絲單絲六角緊密排列捆扎成棒拉復絲將復絲按有效區(qū)尺寸的要求排

23、列在熱壓模具中實體邊玻璃拉單絲單絲六角緊密排列捆扎成棒拉復絲真空機械熱熔壓斜切成片滾圓倒角研磨拋光酸蝕除芯氫還原蒸鍍電極檢 驗包 裝包 裝微通道板的皮玻璃是構(gòu)成并決定微通道板性能的功能玻璃，因此被稱為微通道板玻璃。微通道板玻璃為鉛硅酸鹽玻璃，其成份通常由堿金屬氧化物，堿土金屬氧化物和可還原金屬氧化物如PbO和（或）Bi2O3、和SiO2和少量的Al2O3所組成。SiO2是玻璃形成體，而堿金屬氧化物堿土金屬氧化物和可還原金屬氧化物是網(wǎng)絡(luò)外體。81613502C87-2MCP10NV30PSiO26773636662B2O34Na2O0.2511K2O6.47Rb2O1.220.2Cs2O0.21

24、1.8CaO3MgO3BaO114312PbO241117.82812Bi2O31.80.20.2Al2O313Sb2O30.10.1As2O30.10.10.10.10.1由于最后的通道是通過酸溶除芯而形成的，因此要求芯玻璃盡可能的容易被酸溶蝕，同時皮玻璃盡可能的能夠耐受酸的侵蝕。通常以二者在相同條件下的酸溶速率差作為衡量標準，基本要求是芯皮玻璃的酸溶速率相差應(yīng)達到2103倍，最低也不得低于1103倍。微通道板的芯玻璃多采用以硼酸鹽玻璃系統(tǒng)，B2O3的三面體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要比SiO2形成的四面體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強度小得多，硼氧網(wǎng)絡(luò)易于被酸溶蝕。 OxideX-5X-7B2O32424SiO23142BaO

25、 +SrO+ CaO3228La2O3+Y2O3137 對實體邊玻璃的要求是應(yīng)與微通道板玻璃具有相適應(yīng)的熱匹配性、熱工作溫度和耐酸性。實體邊玻璃可以以皮玻璃或其它相似玻璃作為替代來構(gòu)筑。要求其與微通道板玻璃良好的熱物理匹配，良好的機械性能和化學性能。 拉絲、排屏工藝 從拉單絲開始，首先將符合公差范圍管棒組合清潔烘干，在專用拉絲機上拉單絲。將準備好的管棒組合體固定在拉絲機送料支架上，送入加熱爐，然后升溫，當溫度達到拉絲溫度時（800850，因玻璃不同有所不同），進行拉絲。 扎復絲棒：將拉制好的單絲按尺寸范圍分成幾組，清洗之后，挑選在尺寸范圍內(nèi)的絲分別排列在六角形模具中，捆扎成六方形復絲棒。 拉復

26、絲：將捆扎好的復絲棒在拉絲機上拉制六角形復絲，復絲拉制溫度為805左右，并自動切割成壓板所需要的長度，收集在復絲收集器中。拉制復絲，決定通道的最后尺寸，板結(jié)構(gòu)質(zhì)量的好壞，基本上取決于復絲的質(zhì)量。 拉制的復絲徑測量、復絲挑選熱切。將挑選好的60mm 長的復絲，包括排列在有效區(qū)以外的實體邊玻璃復絲，按有效區(qū)的尺寸要求，排列在模具中。 壓屏工藝 壓屏工藝采用的是機械真空熔壓法。壓屏的工藝過程就是將排在模具中的每根復絲，在一定的溫度和壓力下熔合成復絲陣列的過程。排屏過程中六角形復絲整齊排列于由六個滑塊組成的六楞形熔壓模具中，送入熔壓爐。熔壓時的溫度在640左右（在芯玻璃的轉(zhuǎn)變溫度和軟化溫度之間，略高于

27、皮料的軟化溫度），并抽到真空達10-8托10-10托，保持一段時間，使整個板溫度均勻。然后加壓，使六個滑塊以同樣的壓力同時向中心擠壓，依靠皮玻璃的軟化，使復絲緊密地粘合成一個整體，即形成微通道板毛坯屏段。 冷加工工藝把熔壓好的微通道板毛坯屏段，用502膠固定在多線切割機支架上，按一定的長徑比，留有余量，切割成具有一定傾角的薄片。長徑比一般為4060之間，傾角615。多線切割機的切割機理完全不同于內(nèi)圓切片機，首先它是用的金屬線為切割材料，將金屬線纏繞在導線輪上，驅(qū)動導線輪和MCP屏段作相對運動，砂漿磨削、冷卻達到磨切晶片的目的。 采用多線切割可以提高微通道板的表面質(zhì)量，提高厚度平行差的一致性，為

28、雙面精磨、拋光做好準備。 切片后是膠條，隨后在滾圓機上滾成一圓柱體。拆條清洗后得到微通道板毛坯板子，最后將毛坯板子進行倒角、清洗、送檢。 將倒角后的微通道板毛坯板子上雙面精磨機，用W10的金剛砂研磨，然后留一定的尺寸上雙面拋光機。用氧化鈰拋光成設(shè)計要求的尺寸、面形和光潔度。拋光之后，用若干種化學清洗劑清洗和超聲清洗，保存在氮氣柜中或干燥器中，這種板坯的加工，與光學鏡片的加工工藝相同。但因為微通道板是兩種玻璃的復合材料，而芯料又易腐蝕，所以它比加工一般的光學玻璃鏡片更為困難。 腐蝕工藝 首先將微通道板拋光片超聲清洗干凈，用多槽清洗機進行自動清洗。先用酒精（或酒精和乙醚的混合液）擦洗之后，再依次置

29、入雙氧水溶液、去離子水、蒸餾酒精等。清洗之后，置入動態(tài)稀酸溶液中，同時伴以超聲振動或磁力攪拌，進行腐蝕。待所有通道中的可溶玻璃芯溶解干凈并全通之后，再腐蝕一段時間，以便在通道的內(nèi)表面形成一層富SiO2層。之后，再進行上述清洗，最后真空烘干 氫還原工藝 為使通道壁上形成具有合適面電阻率的二次電子發(fā)射表面，須將腐蝕掉芯的MCP裝在能使氣流強迫通過MCP通道的氫還原爐的板架上。先在氮氣中加熱到還原溫度，然后再通入氫氣進行還原。氫氣應(yīng)先經(jīng)凈化器以及其他氫純化措施，使之氫的純度優(yōu)于ppm。將含有Pb、Bi等重離子的微通道板放在氫氣中還原處理，在高溫下氫氣從微通道板表面擴散進入玻璃內(nèi)部，將內(nèi)部中的Pb、B

30、i離子還原出來。鍍電極膜工藝 用沉積鎳鉻合金法，在微通道板的兩個端面蒸鍍上NiCr合金（其他合金或金屬），作為接觸電極。 目前沉積鎳鉻合金的主要方法是電子束蒸發(fā)鎳鉻合金，這主要是由于電子束蒸發(fā)操作簡單，沉積速率快，膜的純度高，可同時蒸鍍多塊基片。但是電子束沉積速率過快，粒子直徑較大，制備出的薄膜結(jié)構(gòu)疏松，膜層附著力差，影響薄膜的質(zhì)量。 離子束輔助沉積(Ion beam assisted thin film deposition，簡稱IBAD)是在氣相沉積鍍膜的同時，利用荷能離子轟擊薄膜沉積表面，對薄膜表面環(huán)境產(chǎn)生影響，從而改變沉積薄膜成分、結(jié)構(gòu)的過程。由于荷能離子與沉積原子的級聯(lián)碰撞效應(yīng)，增加

31、了沉積原子的遷移能力，減輕或消除成膜過程中的陰影效應(yīng)。荷能離子的轟擊還會使沉積原子與基體原子間相互擴散，提高膜層與基片的附著力，從而可沉積出均勻性強、聚集密度高、膜基結(jié)合好的高質(zhì)量膜層。測試、包裝工藝 在工藝的各階段已嚴格檢驗過，最后檢測，只檢測MCP的電學特性，如電阻（導電性）、電子增益、噪聲、電子增益均勻性、暗斑、亮點及閃爍等。 4 熒光屏在玻璃屏幕的內(nèi)側(cè)涂敷了薄薄的一層稱為熒光粉的發(fā)光物質(zhì)，這樣的屏幕就叫做熒光屏，其作用就是將電子的轟擊變成光信號輸出。在這一過程中，將電子的動能轉(zhuǎn)化為光能，這也是熒光屏的最基本功能。 熒光屏的構(gòu)成玻璃屏面，熒光粉和鋁膜玻璃 或光纖面板熒光粉鋁膜電子發(fā)光 熒

32、光粉由熒光質(zhì)、溶劑和激活劑組成。在電子轟擊下具有足夠發(fā)光能力的化合物稱為陰極熒光質(zhì)，簡稱熒光質(zhì)。熒光質(zhì)的基本材料是無色透明的物質(zhì)，例如鋅、鉻、鎂和硅的氧化物與硫化物ZnO, ZnS, CdS, MgO, CdO,等。 溶劑是氯化鈉（NaCl）一類物質(zhì)，它用來加速結(jié)晶過程，結(jié)晶后溶劑就被排除出去。激活劑使被激發(fā)的電子容易轉(zhuǎn)移，造成電子飛出的條件。銀、銅、錳等是良好的激活劑 。 根據(jù)發(fā)光時間的長短可把熒光粉所發(fā)的光分為熒光（短時間的發(fā)光）和磷光（長時間的發(fā)光）。在電子束激發(fā)瞬間的發(fā)光就是熒光；激發(fā)停止后的發(fā)光即為磷光。磷光也稱為余輝。按余輝時間長短又把余輝分為長余輝（余輝時間在數(shù)百毫秒量級）熒光粉

33、、短余輝（余輝時間數(shù)微秒量級）熒光粉等。圖像、文字顯示常用中長余輝熒光粉（余輝時間為幾百微秒到幾十毫秒）。 鋁膜是采用真空鍍膜技術(shù)敷在熒光質(zhì)上的一層極薄（厚度在微米級）的蒸鋁層。電子束轟擊熒光質(zhì)所發(fā)出的光只有一部分穿過屏玻璃為人眼所接收，大部分光朝后射向電子槍，這些光都損失掉了；而向后投射的光在玻璃殼錐體上再次向前反射，引起顯示圖像對比度下降。因此在熒光質(zhì)的后面敷上一層鋁膜，起到反光鏡的作用，將本來要損失的光想搶反射從而增加了亮度； 像增強器熒光屏重鋁膜的作用： 1 作為電極保證熒光屏處于一個均勻的電極 2 阻止從熒光屏到光陰極的光反饋 3 起到反光鏡的作用，將本來要損失的光反射從而增加發(fā)光效率。熒光屏的評價參數(shù) 1.發(fā)光效率： 2.