高量子双碱阴极技术研究(3)
1。2 双碱光电阴极的概况
从 1963 年 A。H。Sommwer 发明了双碱阴极到本世纪初，光电倍增管中双碱阴极的峰值最 大量子效率始终徘徊于 25%左右，直到 2008 年，日本滨松公司公布专利 SBA[9]（Super Bialkali），将双碱阴极的峰值最大量子产额提高到了 35%。2010 年，滨松公司又公布了专利 USA[10]（Ultra Bialkali），将双碱阴极的峰值最大量子效率提高到 43%。同年，东京大学的 Hiroyuki Sekiya 在公布的 SBA,UBA 光谱响应中认为：SBA 降低了损耗，所以量子效率得以 提高，而 UBA 则是通过增强量子效率公式中的相关系数来提高量子效率。如图 1。2 所示，SBA 和 UBA 对应的峰值波长均为 350nm，此时 SBA 的峰值最大量子效率大约是 35%，而 UBA 峰值最大量子效率大约是 43%。
图 1。2 UBA/SBA 光电阴极
在国外，Photonics 公司生产的 PTM 双碱阴极在 350nm 处的峰值最大量子产额为 32%[11]； ET 公司生产的 PTM 双碱阴极改进后在 400nm 处的峰值最大量子效率为 35%[12]；Max-Planck 研究所生产的 PTM 双碱阴极通过提高透过率将 370nm 处的峰值最大量子效率提高至 30%。
对于国内而言，虽然华东电子管厂，中核核仪器厂等公司都生产光电倍增管，但是并不 能批量生产大面积光电倍增管。
1。2。2 双碱光电阴极的应用
双碱光电阴极（K2CsSb）因为其制备工艺相对简单，成本较低，在 300nm 到 650nm 间 具有较高的灵敏度而得到广泛的应用。双碱阴极的量子效率虽然略低于负电子亲和势光电阴
极，但是它的响应时间比负电子亲和势光电阴极短（约为 10-14s），且光电流，电子束反射度 及能散度更小，寿命更长。双碱阴极可以用来制备大面积阴极，并且在高速 PTM 及超快诊断 方面得到广泛的应用。
1。3 多碱光电阴极的概况[13]
多碱光电阴极的作用主要体现在夜视技术方面。夜视技术指的是在低照度的夜间，用扩 展 观 察 者 可 视 能 力 的 方 法 来 实 现 夜 间 隐 蔽 观 察 的 一 种 技 术 。 1934 年 ， L。R。Koller 和 N。R。Campbell 发明了银-氧-铯光电阴极，并因此制造出来第一个主动红外变像管。人们通过 主动红外夜视想到夜视技术的两个发展方面：被动微光技术和被动红外技术。
被动微光技术由两方面组成：微光摄像和直视微光像增强技术。1955 年 A。H。Sommer 发 明了钠钾锑铯多碱阴极，但是直到上世纪六十年代中期，随着第一代像增强管的出现，被动 微光技术才成为现实。目前，多碱阴极仍然在第二代和超二代像增强器被广泛使用。被动微 光技术的原理是将低照度或夜间条件下获得的微弱目标图像通过像增强器或摄像器件转变为
亮度增强了 104 以上的光学/电子图像[14]。
多碱光电阴极的研究通常可以分为两个方面：表面研究和基底研究。表面研究指的是分析 Cs 在多碱光电阴极中的作用。基底研究指的是确定多碱光电阴极的组分和晶格结构
1。4 本文研究的意义
1965 年，人们发明了负电子亲和势阴极，虽然负电子亲和势阴极具有许多优点：暗反射 较低，量子效率高，能量和角分布集中，使得Ⅲ-Ⅴ族负电子亲和势阴极（以砷化镓为主）在 光电发射材料的研究中有着举足轻重的位置，但是因为制作负电子亲和势阴极的过程中涉及 表面物理等复杂工艺，难度比较大，且成本较高，所以负电子亲和势阴极的出现并没有使得 双碱阴极被淘汰，反而使得人们更加致力于研究它，提高它的性能，增加它的应用范围。日 本滨松公司在发明了 SBA 和 UBA 后，在光电倍增管生产上处于垄断地位，而我国的大面积 光电倍增管生产仍处于弱势，所以，研究高量子效率的双碱阴极以生产大面积光电倍增管极 其重要，同时，也可以打破日本滨松公司的垄断地位。