抑制微光像增强器雪花点噪声的微通道板及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种抑制微光像增强器雪花点噪声的微通道板及其制备方法，在微通道板制备过程中，使用耐高温的微通道阵列基片，置于高真空环境的原子层沉积设备；在原子层沉积设备中保持高真空环境，原位完成对微通道阵列基片的高温烘烤、制备金属绝缘体复合膜层与制备二次电子发射层的工艺过程，制备得到最终的微通道板。本发明专利技术在耐高温烘烤的微通道阵列基底上，原位完成高真空高温烘烤、金属绝缘体复合膜层与高二次电子发射层的制备，制备出含气量、放气量极低的微通道板，抑制其在应用到像增强器时的像增强器雪花点噪声。增强器时的像增强器雪花点噪声。增强器时的像增强器雪花点噪声。

【技术实现步骤摘要】
抑制微光像增强器雪花点噪声的微通道板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及微通道板
，尤其是应用微光像增强器的微通道板，具体而言涉及一种抑制微光像增强器雪花点噪声的微通道板及其制备方法。

技术介绍

[0002]微通道板(Microchannel Plate，MCP)是一种结构紧凑的二维阵列式电子倍增器件，具有数百万个微米级孔径的通道，可实现电子倍增，将探测信号倍增输出，可用来探测离子、电子等粒子，以及X射线、UV光等辐射型号，具有高位置分辨、高增益、低功耗、自饱和、高速探测和低噪声等优点，广泛应用在高能物理探测领域。
[0003]微通道板是微光像增强器的关键器件，进行微光环境下探测信号的倍增放大作用，在低照度下使用时，能够看到比较明显的雪花点噪声，分布在像增强器的荧光面视场中。像增强器视场雪花点噪声是一种微弱的、随机闪现的斑点，遍布像增强器的有效区域，影响成像质量，在低照度条件下影响更明显。雪花点噪声是微通道板像增强器的正常特性，通过抑制像增强器的雪花点噪声，以降低对于目视观察的影响。研究表明，低照度条件下像增强器的雪花点噪声会使视觉处理能力退化，减弱如对锐度、运动、质地以及深度等信息的感知，是导致事故率增加的原因之一，同时雪花点噪声也可能是引起佩戴者偏头痛的视觉触发因素。
[0004]通过研究和测试，像增强器雪花点噪声的成因主要是离子反馈噪声，与微通道板有非常强的关联性。在像增强器工作过程中，经微通道板放大的电子流，与像增强器中的残余气体进行碰撞，气体分析电离之后的形成的正离子在电场的作用下向阴极端迁移，撞击到阴极上，产生额外的电子信号，在荧光屏上显示出雪花点噪声。微通道板的放气，尤其是在工作过程中低能电子频繁撞击通道内壁而引起的低能电子诱导吸附气体脱附，对于像增强器产生离子反馈有非常重要的影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的旨在提出一种抑制微光像增强器雪花点噪声的微通道板及其制备方法，在耐高温烘烤的微通道阵列基底上，原位完成高真空高温烘烤、金属绝缘体复合膜层与高二次电子发射层的制备，制备出含气量、放气量极低的微通道板，抑制其在应用到像增强器时的像增强器雪花点噪声。
[0006]根据本专利技术目的的第一方面，提出一种抑制微光像增强器雪花点噪声的微通道板的制备方法，包括以下步骤：
[0007]使用耐高温的微通道阵列基片，置于高真空环境的原子层沉积设备；
[0008]在所述原子层沉积设备中保持高真空环境，原位完成对微通道阵列基片的高温烘烤、制备金属绝缘体复合膜层与制备二次电子发射层的工艺过程，制备得到最终的微通道板。
[0009]作为可选的实施方式，原位完成对微通道阵列基片的高温烘烤、制备金属绝缘体
复合膜层与制备高二次电子发射层的工艺过程，包括：
[0010]在原子层沉积设备中保持高真空环境，依次完成下述工艺：基底进行一次高温烘烤
→
降温至金属绝缘体复合膜层沉积温度
→
金属绝缘体复合膜层沉积
→
二次高温烘烤
→
降温至二次电子发射层沉积温度
→
沉积二次电子发射层
→
三次高温烘烤
→
降温取出；
[0011]其中，各操作工艺流程之间原位进行，并且在整个工艺过程中不破真空，抑制制备的微通道板内部残留反应物或反应气体的吸附。
[0012]作为可选的实施方式，所述一次高温烘烤、二次高温烘烤、三次高温烘烤的烘烤温度在600
‑
800℃，并且烘烤保温时间为3
‑
24h。
[0013]作为可选的实施方式，所述一次高温烘烤、二次高温烘烤、三次高温烘烤过程中，控制真空度优于1
×
10
‑5Pa，尤其是进一步控制真空度优于1
×
10
‑6Pa。
[0014]作为可选的实施方式，在金属绝缘体复合膜层沉积工艺中，控制真空度优于5
×
10
‑4Pa。
[0015]作为可选的实施方式，所述金属绝缘体复合膜层沉积，在一次高温烘烤后的基底上进行，膜层厚度范围为10nm
‑
200nm。
[0016]作为可选的实施方式，所述金属绝缘体复合膜层通过交替制作金属材料与绝缘体材料并以叠层生长的方式制备，其中的金属材料以颗粒的形式均匀混合在绝缘体构成的基体中；
[0017]所述金属绝缘体复合膜层使用的金属材料为Ti、Ru、Pd、Ag、Ta、Ir中的一种或几种；
[0018]所述绝缘体的材料为Al2O3、SiO2、MgO中的一种或几种。
[0019]作为可选的实施方式，通过交替制作金属材料与绝缘体材料并以叠层生长的方式制备金属绝缘体复合膜层的工艺包括：
[0020]将金属材料以M来表示，绝缘体材料以I来表示；
[0021]金属绝缘体复合膜层被设置成以(aM+bI)*c为基础单元，其中a与b形成一种核心组合，每种基础单元的电阻率相差数倍至一个数量级，覆盖范围为106‑
109Ω
·
cm；
[0022]在制备过程中，所制备的膜层复合方式为：(a1M+b1I)*c1+(a2M+b2I)*c2+(a3M+b3I)*c3+
…
+(a
n
M+b
n
I)*c
n
，实现微通道板的体电阻连续精准的可调、可控，其中a
n
与b
n
分别表示该核心组合的厚度系数，c
n
表示该种核心组合的重叠系数。
[0023]作为可选的实施方式，所述二次电子发射层的厚度范围3nm
‑
15nm，选择Al2O3、SiO2、MgO中至少一种制备二次电子发射层膜层；在制备过程中每个循环的排气时均抽至高真空，真空度优于5
×
10
‑4Pa。
[0024]作为可选的实施方式，所述微通道阵列基片为耐600℃以上高温烘烤的基片，材质包括高硼硅玻璃、石英玻璃、蓝宝石、氮化硅或者金刚石耐高温材质，耐受600℃以上的烘烤温度不变形。
[0025]根据本专利技术目的的第二方面，还提出一种根据前述方法制备的用于微光像增强器的含气量、放气量极低的微通道板，减少和消除微通道板内部残留反应物或反应产物等各种吸附气体，抑制在像增强器中使用其产生离子反馈噪声从而引起的像增强器雪花点噪声。
[0026]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这
样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。
[0027]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
+
…
+(a
n
M+b
n
I)*c
n
，实现微通道板的体电阻连续精准的可调、可控，其中a
n
与b
n
分别表示该核心组合的厚度系数，c
n
表示该种核心组合的重叠系数。10.根据权利要求2所述的抑制微光像增强器雪花点噪声的微通道板的制备方法，其特征在于，所述二次电子发射层的厚度范围3nm
‑
15nm，选择Al2O3、SiO2、MgO中至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱祥彪，丛晓庆，徐昭，孙建宁，杨晓明，张振，金戈，王鹏飞，吴超，
申请(专利权)人：北方夜视科技南京研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：