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内增强和外增强条纹相机

发表时间:2023-05-08 09:18作者:海丰汇小丰

基于扫描变相管(简称条纹管)的条纹相机是一种通过多级光电子转换的经典光电成像仪器,通过微通道板(microchannel plate,MCP)的内增强或外增强,以显著提高系统灵敏度,实现对单光子的测量,而结合各种光学系统和光阴极的使用,以及更换扫描模块,条纹相机可测量从X射线到近红外的各种不同波长和强度范围的辐射物的瞬态光学现象。


下图所示的是外增强和内增强条纹相机的基本组成。当输入信号光脉冲通过一个狭缝聚焦到条纹管的光阴极上,沿狭缝方向释放出正比于入射光强度的空间一维的光电子束,一个高静态电压施加在光阴极和加速栅极之间,抽取电子并向阳极加速,然后由两个相互垂直的静电场组成电子光学系统中继,垂直于狭缝方向(时间轴)和沿狭缝方向(空间轴)的电子光学系统相互独立地聚焦电子束。通过对一个平行偏转板施加一个高速偏转电压,沿时间轴方向来扫描这些光电子束,使那些有着些许不同到达时间的电子,在垂直方向上轻微地不同角度地被偏离,由此在荧光屏上转变为一个空间的二维图像,以提供时间、空间和光强度的对应信息,并通过显微光学耦合到CCD成像系统被读出记录。


MCP内增强,是在条纹管内的荧光屏前近贴装置1片MCP,扫描偏转后的电子束进入MCP被直接倍增后,再在荧光屏上转换成图像。

MCP内增强的条纹相机的基本组成


MCP外增强,则是在条纹管荧光屏和CCD读出系统间耦合一个双近贴像增强器。条纹相机通过光阴极和MCP选通来实现系统在测量前后对光的不响应,外增强的像增强器中也采用了光阴极选通。

MCP外增强的条纹相机的基本组成


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