微通道板块(MCPS)实际上是固态探测器,它包含了平行排列的微型单通道电子倍增器,这些倍增器都集成在一个平行排列中。如图1所示,通道密度约为1 - 1000万通道/厘米2。
图1。微通道板由微观电子乘数通道组成
这些固态探测器可用于检测电子,离子,柔软和硬X射线和UV光子。在操作时,击中焦平面的输入事件将导致一定的电子泛滥,并导致放大因子高达100,000。放大因子100,000,000(少于1计数/秒/厘米)2在级联或第三阵列的级联时可能发生额外的噪声。
各种微通道板的设计
兆赫最初是为夜视应用的图像增强管而开发的。目前,最常见的mcp是圆形的18毫米格式,但这些设备可以生产不同的形状和尺寸,范围从2毫米到160毫米。微处理器可以很容易地制造,它们也可以在大的晶圆上形成。
在制造之后,mcp可以通过激光烧蚀、激光切割和金刚石铣削形成复杂的形状。这些器件的形状可以匹配焦平面,并提高检测效率。mcp甚至可以用中心孔来制造,以允许通过板的样品询问。该特性适用于聚焦离子束、扫描电子显微镜(SEM)和线性反射飞行时间质谱。窄阵列适用于磁扇形质谱仪。
图2。TOF质谱和SEM / FIB分析技术的原理图
在电弧区段设计,mcp可以用作离子能量分析仪或电子能量分析仪的探测器。环形结构的mcp适合在半球形能量分析系统中作为探测器使用。
mcp不一定是扁平的。它们可以是球形的(如图3所示),也可以是圆柱形的,以匹配仪器的焦平面。这样的设备可以用于真空紫外光谱仪,在那里可以匹配曲率半径的罗兰圈,如图3所示。
图3。弯曲的微通道板材
微孔光学器件
也开发了称为“微孔光学”的先进的微通道设备,包括数百万个有组织的方形通道
这些方形通道中的表面具有最小的粗糙度和几乎完美的平坦度。微孔通道内的放射入射角的总内反射导致X射线和紫外光子的准直。
结论
微通道板块现在可以在2到160毫米之间的尺寸范围内制造。通过激光烧蚀,激光切割和金刚石研磨来制造复杂的形状。
微通道板的几何形状(如中心孔、环形、矩形圆弧段和梯形格式)已经发展。使用梯形段可以创建大面积的镶嵌探测器。现在,微通道板的几何形状只受到仪器设计者想象力的限制。
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