透射式變摻雜GaAs光電陰極及其在微光像增強器中應(yīng)用研究.pdf

1、為了提高我國三代微光像增強器的技術(shù)水平，本文圍繞透射式變摻雜GaAs光電陰極材料及組件的制備及評價、組件光學性能、自動激活技術(shù)、透射式光譜響應(yīng)理論以及透射式變摻雜GaAs光電陰極應(yīng)用等方面開展了系統(tǒng)研究。
　　 采用MBE和MOCVD生長了八種不同摻雜結(jié)構(gòu)的透射式變摻雜GaAs光電陰極材料，對光電陰極材料進行了電化學C-V測試，說明了光電陰極材料實現(xiàn)指數(shù)摻雜、梯度摻雜、變組分等不同結(jié)構(gòu)的可行性。對陰極材料和組件進行了X射線衍射測

2、試，建立了GaAlAs/GaAs光電陰極X射線相對衍射強度與靈敏度之間的關(guān)系，提出了用X射線相對衍射強度評價GaAlAs/GaAs光電陰極晶體結(jié)構(gòu)的完整性。
　　 建立了透射式陰極組件薄膜光學矩陣理論模型，分析了透射式GaAs光電陰極組件反射率和透射率曲線與膜層幾何厚度的關(guān)系。利用分光光度計測試了透射式指數(shù)摻雜陰極組件樣品的反射率和透射率曲線，通過編寫的光學性能測試軟件很好地擬合了反射率和透射率曲線，獲得了陰極組件中各膜層厚度。

3、
　　 通過重新設(shè)計微弱信號檢測模塊，采用程控銫源和氧源電流源，以及優(yōu)化激活工藝流程，成功研制了透射式變摻雜GaAs光電陰極自動激活系統(tǒng)，實現(xiàn)了變摻雜GaAs光電陰極的自動激活，避免了人工激活誤操作的影響，大大提高了光電陰極的激活效率和工藝重復性，從而為高性能透射式變摻雜GaAs光電陰極的量產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
　　 通過求解一維連續(xù)性方程，從短波截止、光學性能兩方面修正了透射式GaAs光電陰極量子效率公式，利用該公式很

4、好地擬合了國內(nèi)外透射式GaAs光電陰極量子效率曲線，獲得了相關(guān)陰極性能參量。國內(nèi)外GaAs光電陰極性能參量對比表明，國內(nèi)變摻雜GaAs光電陰極的電子擴散長度和表面電子逸出幾率已經(jīng)接近甚至超過國外水平，但后界面復合速率仍比國外陰極大，導致國產(chǎn)陰極的短波響應(yīng)尚不及國外陰極。
　　 對采用透射式變摻雜GaAs光電陰極的12只微光像增強器的靈敏度、分辨力、等效背景照度和亮度增益等參數(shù)分別進行了測試，測試得到平均靈敏度為1947μA/lm