NNVT_MCP-PMT简介 北方夜视技术股份有限公司 2015 年 8月

MCP-PMT研产线简介 MCP-PMT性能参数 MCP-PMT批量生产 报告内容 MCP-PMT研产线简介 MCP-PMT性能参数 MCP-PMT批量生产

MCP-PMT研产线简介 MCP-PMT性能参数 MCP-PMT批量生产规划

工艺流程 北方夜视南京分公司建立了8英寸MCP-PMT样管研产线，并对每个工序都编制了工艺文件，其他人员可以根据工艺文件进行样管制作，为后续的批量生产建立基础。 8英寸样管制作工艺流程

主要生产设备 非转移排气台 转移排气台 镀膜机 真空除气炉 大型超声波清洗机 立式退火炉 真空储存柜

测试平台 为更好的指导样管的制作，在北方夜视南京分公司建立了MCP型光电倍增管测试平台，包括样管静态测试台、单光子测试台，目前测试台已应用于样管测试工作。 静态测试台 动态测试台

配套厂房 百级厂房：100 m2 万级厂房： 250 m2 普通厂房： 300 m2 普通厂房 洁净厂房

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MCP-PMT简介 上升时间快 单光电子谱峰谷比好 增益高 暗电流小 抗磁场特性好 …… MCP-PMT主要应用于大亚湾二期中微子探测试验、高能物理探测领域和单光子探测领域，此前大面积探测型光电倍增管都是采用金属打拿极结构，采用微通道板结构的大面积光电倍增管，是一种全新的产品结构，该产品应用两片MCP叠加作为电子倍增系统，具有优越的性能。 上升时间快 单光电子谱峰谷比好 增益高 暗电流小 抗磁场特性好 ……

MCP-PMT结构 分压比 MCP-PMT结构图 MCP-PMT管脚定义图 K F MCP1 MCP2 MCP3 MCP4 A RATIO F: 聚焦极 A: 阳极 MCP1: MCP1输入 MCP2: MCP1输出 MCP3: MCP2输入 MCP4: MCP2 输出 MCP-PMT结构图 MCP-PMT管脚定义图 分压比 K F MCP1 MCP2 MCP3 MCP4 A RATIO 300 100 1000 51 GDB-6081

MCP-PMT玻壳质量 阴极表面质量要求 癖病名称 平均直径r/mm 允许个数 允许间距/mm 长气泡 r≤3.0×0.5 10 ＞10 2 圆气泡 r≤1.0 不计 Ф15内8个 1.0<r≤1.5 1.5<r≤2.0 2.0<r 不允许 白沙 r≤0.5 3 ＞15 花纹 轻微 参照实物 不透明物 4 水迹 r≤2.5 1

量子效率 典型光电阴极I-V曲线， 阴极量子效率：24%@410nm 光电阴极均匀性

单光电子谱 典型信号图 典型单光电子谱，P/V:2.5; Gain:1e7

脉冲时间特性 上升时间 下降时间 响应时间 上升时间1.6ns 响应时间8.6ns 下降时间11.2ns

高压响应曲线 　　应用稳压管把两片MCP之间电压稳定不变，这样可以减小MCP间隙电压对整管增益的影响，从而可以改善MCP-PMT的高压响应曲线线性度，如下图所示。 　　从图中可以看到改善分压器后样管高压响应曲线线性度提高了，但是在1610Ｖ下测得的增益偏离线性度较大，这可能是电压改变范围较大时，阴极到MCP输入面的电压改变也较大，即入射到MCP的电子能量改变较大，由于MCP增益随入射电子能量增大先增大后减小，因此，阴极到MCP输入面的电压改变较大时对MCP －PMT高压响应曲线具有一定的影响。 　　　准备下一步工作把阴极到MCP输入面的电压也应用稳压管进行稳定再做相关试验。

TTS 垂直MCP入射 平行MCP入射

后脉冲比例 20μs时间内统计后脉冲数据，红线所示为暗噪声计数，后脉冲出现的几率只有0.5%。

Training后不同阈值下的暗噪声，暗计数率小于1KHz。

暗电流 阳极暗电流平均值在2.7nA

脉冲非线性 在示波器上观察脉冲信号，脉冲幅度随入射光强增加而增大，脉冲幅度达到20V以上未出现饱和现象。是否脉冲线性很好？ Led 驱动脉冲2.33V, 脉冲幅度：100mV Led 驱动脉冲2.8V 脉冲幅度：4V Led 驱动脉冲3.2V 脉冲幅度：15V

脉冲非线性 针对点光源问题进行了如下实验： 光电子学模拟，模拟从玻壳顶部一点发射1万个光电子，统计MCP收集电子的分散区域，模拟结果如图所示：电子在中心位置密度较大，分散圆斑直径~Ф12mm直径。 同时模拟了从第一片MCP一个通道输出1万个电子，统计第二片MCP收集电子的分散区域，模拟结果如图所示：电子在中心位置密度较大，分散圆斑直径~Ф0.5mm直径。 第一片MCP gap 第一片MCP 第一片MCP收集电子分散模拟 第二片MCP收集电子分散模拟

脉冲非线性 针对点光源问题进行了如下实验： 测试了20英寸Φ50mm MCP-PMT，线性光子数达到~1300个。

8英寸MCP-PMT小结 性能参数 典型值 单光电子谱峰谷比 2.5 增益 1×107 量子效率 23%@410 nm 阴极非均匀性 ＜15% 高压响应特性 V0±100V偏离线性＜5%（V0@1E+7） 暗计数率 ＜3KHz@1E+7（1/3PE阈值） 暗电流 3ns 上升时间 1.6ns 下降时间 11.2ns 响应时间（半高宽） 8.6ns 渡越时间分数（TTS） 2.3ns（正面入射） 后脉冲比例 ＜1%

MCP-PMT研产线简介 MCP-PMT性能参数 MCP-PMT批量生产

批量生产 生产线建设 MCP保证： 玻壳保证 8英寸玻壳在北京、天津、盐城、溧水等地均有供应商，可保证玻壳稳定供应。 零部件保证 8英寸MCP-PMT生产周期为2天，生产线建设排气台为4工位排气台，一个周期可以生产4只管子，一年可以生产600只（一年按300天计算），4个排气台即可满足年产2000只样要求，当前昆明分公司尚有空余排气台，短期内可以完成生产线建设。 MCP保证： 南京分公司具有年产MCP 10万片能力，可以很好的保证MCP-PMT需求的MCP。 玻壳保证 8英寸玻壳在北京、天津、盐城、溧水等地均有供应商，可保证玻壳稳定供应。 零部件保证 零部件主要有：金属零部件和陶瓷零部件，该零部件在江苏周边均有大量的供应商，可随时保证零部件的需求。 MCP-PMT一致性 8英寸MCP-PMT研产线已经贯通，各工序均有详细的工艺文件，批量生产时可以很好的保证产品的质量。

谢谢！