專利名稱:一種飛秒掃描變像管的制作方法
本發(fā)明屬于超快速光電器件的制作。
飛秒(fs)技術(shù)目前正在迅速發(fā)展，它對(duì)未來世界將產(chǎn)生重大影響。對(duì)飛秒現(xiàn)象的診斷將是必不可少的。變像管技術(shù)可對(duì)超快速現(xiàn)象進(jìn)行診斷，關(guān)鍵是如何提高變像管的時(shí)間分辨率。日本濱松公司利用短磁透鏡和靜電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)相結(jié)合的掃描變像管，獲得的時(shí)間分辯率為375fs(応用物理，第55卷、第5號(hào)、p515，1986)，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)和研制一種具有更高時(shí)間分辨率的飛秒掃描變像管。
本發(fā)明所述的飛秒掃描變像管，其特征為該管具有在氧化銦錫透明導(dǎo)電基底上制作的銻-鉀-銫光電陰極，微通道板(MCP)準(zhǔn)直器加速電極，不等徑同軸多園筒靜電聚焦系統(tǒng)，輸出阻抗為50Ω的彎曲線行波偏轉(zhuǎn)器。該管時(shí)間分辨率達(dá)200fs。
本發(fā)明提出的飛秒掃描變像管，其光電陰極導(dǎo)電基底為氧化銦錫膜，這種導(dǎo)電基底的光透過率大于80%，面電阻率小于20Ω/□。光電陰極采用的是銻-鉀-銫光電陰極。它是在特別的帶超高真空閘板閥的轉(zhuǎn)移系統(tǒng)中制成。由于其電子親和勢高，其厚度薄，光電子最大初能量在考慮場強(qiáng)作用的情況下為0.1ev，光電陰極響應(yīng)時(shí)間10-4秒，這不僅有利于時(shí)間分辨率的提高，而且使其漲落減小。在變像管中，采用MCP準(zhǔn)直器作為加速電極，以提高陰極附近的場強(qiáng)，從而減小離散空間電荷效應(yīng)的影響和減小陰極附近的光電子彌散，由于MCP通道壁只有2μm，直徑為12μm，光電子透過率高，莫爾現(xiàn)象不嚴(yán)重，有利于改善探測能力和空間分辨率。為了提高陰柵之間的場強(qiáng)，其所加電壓處于脈沖工作狀態(tài)。在變像管中，采用同軸不等徑多園筒電極作為聚焦系統(tǒng)。當(dāng)陰極上狹縫高度為8mm時(shí)，不同初始高度的光電子在聚焦系統(tǒng)中的渡越時(shí)間彌散不超過20fs。為了減小離散空間電荷效應(yīng)，盡量縮短聚焦系統(tǒng)的軸向長度，這樣可以降低陰極電壓，從而提高偏轉(zhuǎn)靈敏度。為了減小由于光電子初角度彌散造成較大的時(shí)間彌散和在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)入口處的軌跡高度，陰極光欄采用寬度為250μm的狹縫。
變像管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用阻抗匹配的彎曲型慢波線行波偏轉(zhuǎn)器，其輸出引線為50Ω的同軸線，在同軸引出線和行波偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)之間采用同軸連續(xù)阻抗變換器，實(shí)現(xiàn)電磁波無反射傳輸。該偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)靈敏度為8.5cm/kv。由于電磁波和光電子在軸向同步傳輸，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)無需加或加很低的直流預(yù)偏電壓，有利于改善像質(zhì)。變像管內(nèi)采用MCP作內(nèi)增強(qiáng)，它處于脈沖工作狀態(tài)，有利于改善背景和擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍。掃描圖象顯示在P11熒光屏上，熒光屏制作在纖維面板輸出窗上。
本發(fā)明所述的飛秒掃描變像管的管殼全部由陶瓷與金屬組成，陶瓷管殼內(nèi)外上釉，其內(nèi)表面涂有Cr2O3半導(dǎo)體層。陰極載體和管殼采用冷壓銦封密封。按本發(fā)明制作的飛秒掃描變像管，在特殊研制的掃描線路控制下其時(shí)間分辨率達(dá)200fs。
附圖為一種飛秒掃描變像管示意圖。圖中1.氧化銦錫膜導(dǎo)電基底，2.銻-鉀-銫光電陰極，3.MCP準(zhǔn)直器加速電極，4.電子光學(xué)聚焦系統(tǒng)，5.狹縫，6.行波偏轉(zhuǎn)器，7.50Ω同軸引線，8.阻抗偏轉(zhuǎn)器，9.MCP增強(qiáng)器，10.纖維面板輸出屏。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明所述的飛秒掃描變像管，其特征為該管具有在氧化銦錫透明導(dǎo)電基底上制作的，銻-鉀-銫光電陰極，微通道板(MCP)準(zhǔn)直器加速電極，不等徑同軸多園筒靜電聚焦系統(tǒng)，輸出阻抗為50Ω的彎曲線行波偏轉(zhuǎn)器。其時(shí)間分辨率達(dá)200fs。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的銻-鉀-銫光電陰極，其特征是在特別的帶超高真空閘板閥的轉(zhuǎn)移系統(tǒng)中制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的MCP準(zhǔn)直器加速電極，其特征為所加電壓處于脈沖工作狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述不等徑同軸多園筒靜電聚焦系統(tǒng)，其特征為當(dāng)陰極上狹縫高度為8mm時(shí)，不同初始高度的光電子在聚焦系統(tǒng)中的渡越時(shí)間彌散不超過20fs。陰極光欄采用寬度為250μm的狹縫。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的輸出阻抗為50Ω的彎曲線行波偏轉(zhuǎn)器，其特征為偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)靈敏度為8.5cm/kv，電磁波與光電子在軸向同步傳輸。
專利摘要
提出了一種飛秒掃描變像管，該管的陰極是采用銻—鉀—銫光電陰極，它是制作在氧化銦錫透明導(dǎo)電基底上的。管中還采用了微通道板(MCP)準(zhǔn)直器作為加速電極，不等徑同軸多圓筒靜電聚焦系統(tǒng)，以及輸出阻抗為50Ω的彎曲線行波偏轉(zhuǎn)器。該管在特殊研制的掃描線路的控制下，其時(shí)間分辨率可達(dá)200fs。
文檔編號(hào)H01J29/46GK87106898SQ87106898
公開日1988年4月27日 申請(qǐng)日期1987年10月10日
發(fā)明者牛憨笨 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan