微通道板增益對光子計(jì)數(shù)探測器成像性能影響

韓素立，尼啟良，張宏吉，何玲平，陳 波

（1.中國科學(xué)院 長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 空間一部，吉林 長春130033；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京100039）

引言

極紫外相機(jī)采用EUV多層膜反射鏡和光子計(jì)數(shù)成像探測器探測極微弱的紫外光輻射信號。光子計(jì)數(shù)成像探測器具有分辨率較高、噪聲低、探測動(dòng)態(tài)范圍大［1－2］和在極紫外波段量子探測效率高［3］等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于空間探測［4］。在光子計(jì)數(shù)成像探測器中，微通道板的主要作用是一個(gè)大面陣二維電子圖像倍增器［5－7］。其增益大小以及電子倍增過程中信噪比分布特性對光子計(jì)數(shù)探測器的成像性能有很大影響。研究增益特性十分必要。

采用光陰極產(chǎn)生的光電子作為入射電流測量球面微通道板的增益。由于光陰極透過的紫外光經(jīng)微通道板電極進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后會(huì)產(chǎn)生額外的增益，因此測量了20nm厚的透射式金光陰極的紫外透射率曲線。測出了三極級聯(lián)球面微通道板的增益隨電壓變化曲線。

在一定的范圍內(nèi)隨著電壓的增加，增益增大，探測器的分辨率增加，當(dāng)電壓增大到一定程度，探測器的分辨率降低。電子云的計(jì)數(shù)隨能量的變化即為脈沖高度分布（PHD）。脈沖高度分布包含信號和各類噪聲電子能量大小與其總輸出光電子數(shù)占得比例，可以獲得微通道板增益分布。脈沖高度分布的峰谷比越大，脈沖能量分辨率越小，光子計(jì)數(shù)探測器的性能越好。因此，可通過測量脈沖高度分布，優(yōu)化光子計(jì)數(shù)探測器的整體性能。……