第28卷第4期Vol.28No.4光电子技术2008年12月OPTOELECTRONICTECHNOLOGYDec.2008研究与试制①超高速光电倍增管的研制及其时间特性测试研究赵文锦1,刘德林1,丁继华1,朱志军2(1.中国电子科技集团公司第五十五研究所,南京210016;2.中国人民解放军驻七七二厂军事代表室,南京210009)摘要:采用金属2陶瓷管壳和小孔径微通道板倍增,结合双近贴聚焦的结构和小尺寸的有效面积,研制成功了具有超快时间响应的微通道板光电倍增管,其脉冲上升时间的实际测量值达到了90ps左右,使光电倍增管的时间特性有了很大的提高。关键词:微通道板;光电倍增管;同轴匹配;脉冲上升时间;超高速中图分类号:TN152文献标识码:A文章编号:10052488X(2008)0420267203DevelopedandTimeCharacteristicMeasureResearchedoftheUltra2fastPhotoelectricMultiplierZHAOWen2jin1,LIUDe2lin1,DINGJi2hua1,ZHUZhi2jun2(1.No.55ResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation,Nanjing210016,CHN;2.MilitaryRepresentativeofficeofPLAinStateRunNo.772Factory,Nanjing210009,CHN)Abstract:Withmetal2ceramicconstructionsmallporeMCPasthemultipliedstage,doubleclose2focusingstructureandsmallereffectivearea,MCPPMTwithultra2fasttimeresponseisdevelopedsuccessfully.It′spulserisetimewaspracticalitymeasuredasabout90ps,andhasmadebreakthroughprogressinPMT′stimeresponsecharacteristic.Keywords:smallporeMCP;photomultiplier;coaxialmatching;pulserisetime;ultra2fast其它的快速器件在探测灵敏度方面不能满足要求。引言本文介绍的超高速光电倍增管是针对特殊的使用要求而专门研制的产品,它将成为激光核聚变研究中随着激光在尖端领域中的应用和极限激光技术非常关键并且是必须具备的探测手段。主要应用于:的发展,特别是在激光核聚变的研究和发展过程中,皮秒级弱光探测、单光子闪烁计数、超高速粒子探随着内核聚变试验研究的深入,作为光源的超短脉测、快速光脉冲分析等。冲激光性能的定性研究和分析以及聚变反应后各种被测目标的时间特性均由亚纳秒级提高到皮秒级甚1影响光电倍增管上升时间的几个因素至飞秒级,特别是针对微弱的超高速激光信号的探测,现有的国产光电倍增管已远远不能满足需求,因光电倍增管的时间特性是基于光电子和二次电为它们的探测响应速度最快只能达到亚纳秒级,而子在电极间运动以及光电发射和二次电子发射的统①收稿日期:2008203221作者简介:赵文锦(1965—),女,高级工程师,长期从事真空光电器件的研制和开发工作;(E2mail:zwj55s@126.com)刘德林(1971—),男,工程师,主要从事真空光电器件的研制和性能测试工作;丁继华(1960—),男,工程师,长期从事真空光电器件的零件设计和加工,制作工艺流程。268光电子技术第28卷计特性[1],主要与器件的结构有关,影响时间特性的采用真空转移的工艺方法制作器件,在真空系主要因素有以下几点:1)电子在真空中的运动距离,统中分别对光电阴极组件和管壳(包括倍增极)进行距离越短,时间性能越好;2)施加在各电极间的工作除气处理,待光电阴极制作完成后再封接成合格的电压,电压越高,电子运动速度越快,时间性能越好;器件。此工艺实现了双近贴聚焦的设计目的,同时还3)器件的外形尺寸,尺寸越小,各平行电极特别是输避免了碱金属元素对管壳的污染,有效降低了器件出端的等效电容越小,时间常数RC的值越小,脉冲的暗电流,有利于器件的整体性能。输出时的速度越快,时间性能越好;(4)采用不同的倍本项目采用了对近红外敏感的银氧铯光电阴增极材料,对器件的时间响应性能贡献不同,传统打极,器件整体性能典型指标见表1。拿极光电倍增管受其静电聚焦结构和多极倍增极组表1超高