技術摘記

1999-07-28 The Microchannel Image Intensifier

建立於 2010-12-13, 週一

 

二.工作原理

 

 

      MCP所應用工作原理為光電效應:此影像放大器是兩端為電極之真空管,此兩個電極與外加電源相連接(如圖二所示),影像將聚焦於光電極上,此光子可以激發電子,因此每單位面積所放出之電子數將由影像之強度決定。此兩個電極之間施以幾千伏特之偏壓,由光電極所激發出之電子受到此偏壓的影響而被加速,此加速電子最後到達陽極。由於此真空管之陽極由螢光材料組成,當電子撞擊陽極時,可以激發或是離化螢光材料上的原子,如此影像可以經由螢光板上顯現。

 

19990728_fig02

圖二 channel electron multiplier

 

      由於光電極與陽極間之距離極短,所以影像之空間解析度得已被保留。又因為此一外加電場加速電子,使得電子之動能增加,最後顯示之影像的總能量增加,因此最後顯現之訊號可以被放大好幾倍,而達到放大影像訊號的作用。

 

      MCP的效應並不是百分之百,大約每十個光子撞擊陰極,只能產生一個電子,所以光子激發成電子的有效度(efficiency)只有10﹪,在陰極大約只有30﹪的能量經由加速電子傳遞,由此視之,MCP的效度(efficiency)很低。雖然如此,但影像訊號仍然可以被放大,因為由陰極激發出的電子被加速,使能量得以增加,所以仍然有淨增益(net gain)。

 

      當增益增加,則在channel輸出端的高電荷密度區域製造正離子的機率也增加,這些離子是在壓力大於10-6torr時電子與氣體分子碰撞產生,這些離子可以再漂回channel的輸入端,在脈衝後又可以再製造離子,此為離子回饋(ion feedback)

 

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