技術摘記

1999-07-28 The Microchannel Image Intensifier

建立於 2010-12-13, 週一

 

四.製作方法

 

 

      目前有幾種不同方法製作MCP ,製作MCP時,我們希望單位面積的真空管密度越高越好,如此影像的解析度較好,目前的技術已經可以達到在離中心點約15mm的六角形面積內可以堆疊出約5000條真空管2。影響影像訊號的品質之因素,除了真空管的解析度之外,真空管之排列堆疊是否緊密及均勻也是重要因素之一。

 

      目前有不同方法製作MCP,其中一種方法為metal-core process2(示於圖三),先將一條電線鍍上一層channel-multiplier glass,然後將這些線盡量緊密而均勻地捆成一捲,然後將此捲筒切下一段,再漿此段之緊密堆疊之光纖切成薄片。

 

      但是此種方法有某些缺點,其中之一即是在捆玻璃光纖時,雖然已盡量的堆疊均勻,但仍免不了還是會造成空間的不均勻性,沒辦法將這些光纖完全均勻的堆疊一起。

 

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圖三 Metal-core process 製作MCP

 

      為了彌補上述之缺點,因此又有另一種MCP製作方法2,此方法(示於圖四)即是將一片玻璃平板利用蝕刻刻成許多平行的凹槽,再漿這些刻成凹槽(研究顯示欲達到較好之效果凹槽形狀最好為鋸尺狀3)的玻璃板堆此一疊成一塊塊,最後再切成薄片,就形成了MCP。此一方法除了可以解決空間上的均勻性之外,利用蝕刻之方法也比堆疊法簡單方便。

 

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圖四 蝕刻法製作MCP

 

      此外有研究群研究出另一種製作MCP的方法,其過程如圖五所示,先在可以溶解於化學蝕刻液體的核心玻璃外面包一層不會溶解於此液體的玻璃,形成一條光纖,再將這些光纖堆疊成六角形,再予玻璃熔合成boule,最後再將此boule切成薄片,通常是與channel axis成8°-15°切成薄片,形成了一個六角形的multiplier,最後再以蝕刻液體將中心玻璃容於蝕刻化學液體中,圖六為製作完成之MCP的SEM圖形。

 

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圖五 Etchable core MCP manufacturing process

 

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圖六 製作完成之MCP 的SEM圖

 

      前面已介紹過MCP的單一channel有離子回饋的現象,抑制此離子回饋的方法可以將channel彎曲或是蝕刻成鋸尺狀2,但是單一channel太薄(~5㎜),所以彎曲法比較困難,還有另一種方法如圖七所示1,此裝置稱Chevron,此種裝將每一片MCP傾斜,典型大約是8°/8°或0°/15°,提供單向電荷以抑制離子回饋,圖八為此方法與單一MCP之增益相對於電壓的比較圖;此兩MCP大約相距50-150μm。單獨操作時,增益可以達到104範圍。

 

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圖七 Chevron 裝置

 

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圖八 Chavron與單一MCP之增益相對於電壓的比較圖

 

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