一种高增益、高分辨力、大口径像增强管的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种高增益、高分辨力、大口径像增强管的制作方法，由阴极法兰盘、阳极法兰盘、装配环、接触环四种可伐合金金工零件与陶瓷筒通过钎焊形成管壳体，在管壳体上端，阴极法兰盘通过铟锡合金封接一块大直径阴极面板(有效直径≥φ40mm)，阴极面板的大台阶上镀制有与管壳体封接的金属层，构成阴极输入窗，在阴极面板的内部小台阶面上预先制作一层电导层基底，再制作一层对360nm～800nm光谱范围有响应光电子发射的光电阴极，在管壳体的下端焊接一片带荧光屏的大直径阳极面板输出窗(有效直径≥φ40mm)，在阴极输入窗和阳极面板输出窗之间安装1片加长通道的MCP；解决了像增强管高增益与高分辨力的矛盾，实现了不损失分辨力且大幅提高增益的效果。

A method of making high gain, high resolution and large caliber image intensifier tube

The invention discloses a method for making high gain, high resolution and large caliber image enhancement tube. The tube shell is formed by brazing the four kinds of metal parts of the cathode flange plate, the anode flange plate, the assembly ring and the contact ring through brazing, and the upper end of the tube shell is sealed through a large diameter of the indium tin alloy. The cathode panel (effective diameter or more than 40mm) is deposited on the large step of the cathode panel to be coated with a metal layer that is sealed with the tube shell, forming a cathode input window. A layer of conductance layer is prefabricated on the inner small step surface of the cathode panel, and a photocathode that responds to the photoelectron emission of the 360nm to 800nm spectrum range is made, and the tube is used in the tube. The lower end of the shell is welded with a large diameter anode panel output window with a fluorescent screen (the effective diameter is more than 40mm), and the MCP of 1 lengthened channels is installed between the cathode input window and the anode panel output window, and the contradiction between the high gain and the high resolution of the image enhancement tube is solved, and the effect of losing the discrimination force and increasing the gain is achieved.

【技术实现步骤摘要】
一种高增益、高分辨力、大口径像增强管的制作方法
本专利技术主要涉及一种高增益、高分辨力、大口径像增强管的制作方法。用于测量和研究高速微小粒子探测或物质高速、瞬态变化过程的时空分辨力、能谱发布、强度判断等特性。也可以用于其它大型弱光探测及成像系统及平台。
技术介绍
像增强管属于电真空成像器件。理论和实践表明，基于光电发射原理的光阴极真空型像管具有光谱转换功能、亮度增强、高速成像等功能，除众所周知的军事用途外，在原子能工业、激光聚变、生物工程和弹道研究等快响应、超快响应领域里有着不可替代的重要作用。对于高速、微弱光电信号的探测而言，具有量子效率高、增益高、响应时间短的优势。由光学理论可知，光学成像面积的缩小，必然伴随着成像光能量和信息量的减少。这对微弱光信号成像的器件影响尤为突出，而高速、瞬态过程一般都具有低微照度环境、微弱光信号，纳秒或皮秒级的时间分辨力成像的特点，因此对于瞬态成像探测系统的核心器件像增强管来说，就需要同时具备更大的图像输入面、较高的增益、较高的空间分辨力等性能才可以满足瞬态变化过程研究、测试的需求。目前大口径、高增益、高分辨像增强管已经开始应用于高速瞬态过程的研究及测试领域。此类像管一般要求采用大口径图像输入窗口，能更有效的收集目标辐射能量，捕捉更多的目标信息；使用微通道板(微通道板简称为MCP)作为电子倍增器，实现亮度增强的功能。但像管性能因采用的MCP型电子倍增技术不同而有所差异，特别体现在增益和分辨力性能上。1)单MCP电子倍增技术：参照图1，采用1片常规MCP，MCP在正常电压(800V)下，增益只能达到102～103左右，分辨力一般可达到38lp/mm至40lp/mm左右，如进一步提高MCP电压来提高增益，会造成像管暗背景增大，分辨力下降等不利影响，达不到技术要求；2)双MCP电子倍增技术：参照图2，采用与国内外高增益器件相似的双MCP电子倍增系统结构，在光电阴极和荧光屏之间安装2片MCP，虽然可使增益提高两个数量级以上达到104～105左右，但不可避免地带来分辨力大幅降低50％的问题，同时可靠性低于单片MCP的像管，也达不到技术要求。
技术实现思路
本专利技术的主要任务和目的是，根据高增益和高分辨力在像增强管上难以同时实现的技术缺陷，专门设计一种高增益、高分辨力、大口径像增强管，可在几乎不损失分辨力的情况下，达到大幅提高产品增益的目的，解决了高增益与高分辨力的矛盾，有效提高像增强管在高速微小粒子探测、瞬态研究领域的成像质量，满足使用要求。为达到以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高增益、高分辨力、大口径像增强管的制作方法，由阴极法兰盘、阳极法兰盘、装配环、接触环四种可伐合金金工零件与陶瓷筒通过钎焊形成管壳体，在管壳体上端，阴极法兰盘通过铟锡合金封接一块大直径阴极面板(有效直径≥φ40mm)，阴极面板的大台阶上镀制有与管壳体封接的金属层，构成阴极输入窗，在阴极面板的内部小台阶面上预先制作一层电导层基底，再制作一层对360nm～800nm光谱范围有响应光电子发射的光电阴极，在管壳体的下端焊接一片带荧光屏的大直径阳极面板输出窗(有效直径≥φ40mm)，在阴极输入窗和阳极面板输出窗之间安装1片加长通道的MCP。进一步地，所述加长通道的MCP是由多根玻璃纤维单丝材料排列制成的多孔型板状电子倍增元件。进一步地，所述加长通道的MCP直径为φ50mm，通道长度0.5mm左右，通道长度与通道孔径比达到60∶1以上，900V板电压下电流增益不小于5000。进一步地，所述陶瓷筒的材料为A-95氧化铝陶瓷。进一步地，所述阴极法兰盘、阳极法兰盘、装配环、接触环四种可伐合金金工零件与陶瓷筒通过焊片钎焊形成管壳体。进一步地，所述焊片为银铜钯合金垫圈，厚度为0.04mm～0.10mm。进一步地，所述阴极面板、阳极面板输出窗是由光学纤维窗口材料制成。进一步地，所述电导层面电阻为900～1300Ω/□。进一步地，所述光电阴极的材料为CsNa2KSb。进一步地，所述阴极输入窗和阳极面板输出窗之间用开口压圈安装1片加长通道的MCP。本专利技术通过实际应用证明：完全达到研制的目的；经测试像增强管的主要性能：阴极有效直径不小于40mm、增益不小于105、等效背景照度不大于2.5×10-7lx、中心空间分辨不小于45lp/mm，达到国际同类产品的先进水平。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：解决了高增益与高分辨力的矛盾，实现了在几乎不损失分辨力的情况下达到大幅提高产品增益的技术效果，有效提高像增强管在高速微小粒子探测、瞬态研究领域的成像质量。附图说明下面结合附图，对本专利技术的实施作进一步详细地描述。图1是已有单MCP像增强管基本结构示意图。图2是已有双MCP像增强管基本结构示意图。图3是本专利技术加长通道MCP像增强管具体结构示意图。图4是本专利技术实施方式的工艺流程图。图5是本专利技术管壳封接示意图。图6是本专利技术阴极面板镀制金属层示意图。图7是本专利技术阴极面板镀电导层工艺流程图。图8是本专利技术阴极法兰盘填充、溶化铟锡合金示意图。图9是本专利技术阳极面板焊装及加长通道MCP装配示意图。图10是本专利技术加长通道MCP镀介质膜工艺流程图。图11是本专利技术加长通道MCP镀介质膜示意图。图12是本专利技术像管阴极制作示意图。图中标示：1-阴极面板，2-铟锡合金，3-阴极法兰盘，4-陶瓷筒，5-接触环，6-开口压圈，7-装配环，8-MCP，8a-单MCP，8b-双MCP，9-陶瓷筒，10-焊片，11-阳极法兰盘，12-焊料，13-阳极面板输出窗，14-金属层，15-阴极制作腔体，16-机械传递装置，17-排气通道，18-碱金属蒸发器，19-制管装置，20-密封法兰。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细说明，但本专利技术并不局限于以下实施例的技术方案。实施例如图1、图2所示分别为单MCP像增强管、双MCP像增强管，都为现有技术。参照图3、图4对本专利技术的技术方案进行说明：由阴极法兰盘3、接触环5、装配环7和阳极法兰盘11四种可伐合金金工零件与陶瓷筒4、9通过焊片10钎焊形成管壳体，在管壳体上端，阴极法兰盘3通过铟锡合金2封接一块大直径阴极面板1，阴极面板1的大台阶上镀制有与管壳体封接的金属层14，构成阴极输入窗，在阴极面板1的内部小台阶面上预先制作一层电导层基底，电导层面电阻为900～1300Ω/□，再制作一层对360nm～800nm光谱范围有响应光电子发射的光电阴极(CsNa2KSb)，在管壳体的下端焊接一片带荧光屏的大直径阳极面板输出窗13，在输入窗和输出窗之间用开口压圈6安装1片直径为φ50mm，加长通道长度的专用MCP8。所述的阴极法兰盘3、接触环5、装配环7和阳极法兰盘11四种可伐合金金工零件材料均为可伐合金，材料牌号4J34；陶瓷筒4、9的材料为A-95氧化铝陶瓷；阴极面板1、阳极面板13是像增强器和电真空行业中通用的光学纤维窗口材料；焊片10为银铜钯合金垫圈厚度为0.04mm～0.10mm；MCP8是由多根玻璃纤维单丝材料排列制成的多孔型板状电子倍增元件，由专业生产厂家按国家标准生产，直径为φ50mm，通道长度0.5mm左右，通道长度与通道孔径比(L/dc)达到60∶1以上，900V板电压下电流增益不小于5000。而常规的M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高增益、高分辨力、大口径像增强管的制作方法，其特征在于，由阴极法兰盘(3)、阳极法兰盘(11)、装配环(7)、接触环(5)四种可伐合金金工零件与陶瓷筒(4)通过钎焊形成管壳体，在管壳体上端，阴极法兰盘(3)通过铟锡合金(2)封接一块大直径阴极面板(1)(有效直径≥φ40mm)，阴极面板(1)的大台阶上镀制有与管壳体封接的金属层(14)，构成阴极输入窗，在阴极面板(1)的内部小台阶面上预先制作一层电导层基底，再制作一层对360nm～800nm光谱范围有响应光电子发射的光电阴极，在管壳体的下端焊接一片带荧光屏的大直径阳极面板输出窗(13)(有效直径≥φ40mm)，在阴极输入窗和阳极面板输出窗(13)之间安装1片加长通道的MCP(8)。

【技术特征摘要】
1.一种高增益、高分辨力、大口径像增强管的制作方法，其特征在于，由阴极法兰盘(3)、阳极法兰盘(11)、装配环(7)、接触环(5)四种可伐合金金工零件与陶瓷筒(4)通过钎焊形成管壳体，在管壳体上端，阴极法兰盘(3)通过铟锡合金(2)封接一块大直径阴极面板(1)(有效直径≥φ40mm)，阴极面板(1)的大台阶上镀制有与管壳体封接的金属层(14)，构成阴极输入窗，在阴极面板(1)的内部小台阶面上预先制作一层电导层基底，再制作一层对360nm～800nm光谱范围有响应光电子发射的光电阴极，在管壳体的下端焊接一片带荧光屏的大直径阳极面板输出窗(13)(有效直径≥φ40mm)，在阴极输入窗和阳极面板输出窗(13)之间安装1片加长通道的MCP(8)。2.根据权利要求1所述的一种高增益、高分辨力、大口径像增强管的制作方法，其特征在于，所述加长通道的MCP(8)是由多根玻璃纤维单丝材料排列制成的多孔型板状电子倍增元件。3.根据权利要求1所述的一种高增益、高分辨力、大口径像增强管的制作方法，其特征在于，所述加长通道的MCP(8)直径为φ50mm，通道长度0.5mm，通道长度与通道孔径比达到60∶1以上。4.根据权利要求1所述的一种高增益、高分辨力、大口径...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文波，邓华兵，刀丽纯，冯云祥，张昆林，周盛涛，靳英坤，
申请(专利权)人：北方夜视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53