【摘 要】
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微光探测中的像增强器由光阴极、微通道板MCP（Micro channel plate）及荧光屏3部分组成。本文聚焦像增强器中的MCP电子清刷和光阴极门控电源2个关键部分进行了理论和实验研究。MCP是用玻璃制成的电子倍增器件,有大量微孔,在制作过程中会吸附大量气体,所以需要进行烘烤除气和电子清刷除气。为了对MCP所有微孔进行均匀电子清刷操作,需要有均匀面电子源提供输入电子,其中热电子发射作为一种电子
【基金项目】
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国家自然科学基金（No.61675165）)； 陕西省自然科学基金（No.2016JM1011）； 西安理工大学特色研究基金(（No.2015TS012）；
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微光探测中的像增强器由光阴极、微通道板MCP（Micro channel plate）及荧光屏3部分组成。本文聚焦像增强器中的MCP电子清刷和光阴极门控电源2个关键部分进行了理论和实验研究。MCP是用玻璃制成的电子倍增器件,有大量微孔,在制作过程中会吸附大量气体,所以需要进行烘烤除气和电子清刷除气。为了对MCP所有微孔进行均匀电子清刷操作,需要有均匀面电子源提供输入电子,其中热电子发射作为一种电子产生方法,可以用于产生面电子源。本文根据灯丝热电子发射理论,结合现有电子枪结构,选择平面螺旋结构的电子枪灯丝,设计了电子枪整体安装结构,通过模拟仿真优化电子枪结构中各部件的电压,在电子枪顶部开口直径40mm条件下,实验获得电子枪输出面电子均匀性大于70%,实验电压值与模拟值一致。为了提升像增强器的工作动态范围,特别是要适应强光环境,需要给像增强器阴极采用门控供电。本文设计了一种新型门控电源用于像增强器阴极门控供电。根据阴极门控供电要求,设计了由两种电路组合方式,实现从窄脉冲8.7ns到宽脉冲接近直流的输出,输出脉冲重复频率1kHz,占空比调节范围从0.0008%到接近100%,高电平250V,低电平0V,同时设计的电路还满足低成本、低功耗、小体积要求。对于像增强器阴极门控,需要获取外部反馈信号调节脉冲宽度从而实现自动门控,为了获得快速反馈响应,本文提出根据荧光屏的亮度反映荧光屏电流大小的方法,作为反馈信号,设计了荧光屏亮度采样反馈电路,避免高压下对荧光屏微弱电流的采样,从而实现简单、快速的反馈信号获取。
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