中国建成启动首条高量子效率的20吋新型光电倍增管

文章作者:lili | 2016-11-28
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国内首条年产7500支的20吋微通道板型光电倍增管(MCP—PMT)的生产线建成并运行。

  光电倍增管是粒子物理及核物理实验的关键通用部件,其主要作用是将光信号转换为电信号。我们先来了解一下其原理:光电倍增建立在外光电效应、二次电子发射和电子光学理论基础上,结合了高增益、低噪声、高频率响应和大信号接收区等特征,是一种具有极高灵敏度和超快时间响应的光敏电真空器件,可以工作在紫外、可见和近红外区的光谱区。日盲紫外光电倍增管对日盲紫外区以外的可见光、近紫外等光谱辐射不灵敏,具有噪声低(暗电流小于1nA)、响应快、接收面积大等特点。简单的,我们可以通过下面示意图看到,入射光进入之后,经过多次放大后,信号变的更强,打到阴极靶区位置。光电倍增管高灵敏度和低噪声的特点使它在光测量方面获得广泛应用。

今天我们给大家带来的同样是令人振奋的消息,中国的20吋光电倍增管生产线运行。年产量大约在7500支。

2008年,高能所提出大亚湾中微子实验二期实验(现更名“江门中微子实验”)设想时,鉴于国际上的商业产品技术无法满足要求,依靠国外公司研发成本居高不下,决定启动新型光电倍增管的预研并希望实现国产化。

  中国科学院高能物理研究所所长王贻芳介绍,2011年底,由高能所牵头,北方夜视技术股份有限公司、中国科学院西安光学精密机械研究所、中核控制系统股份有限公司和南京大学等单位组成微通道板型大面积光电倍增管研制合作组。

  王贻芳说,合作组经过艰苦攻关,攻克了高量子效率的光阴极制备技术、微通道板、大尺寸玻壳、以及真空光电子器件封装技术等多个技术难点,最终研制出量子效率、收集效率和单光电子峰谷比等关键技术指标都达到国际先进水平的样管,拥有完全的自主知识产权。“该项目的成功也表明中国在高端产品方面的国际竞争力在不断提高。”他说。

  记者了解到,该光电倍增管的核心工艺设备阴极制备设备具有完全自主知识产权,属于世界首创。未来2年内,这条生产线将为江门中微子实验提供15000支产品。

  北方夜视科技集团有限公司总经理曾桂林在受访时说,生产线的建成只是一个阶段性胜利。在正式投产后,还需保证保质保量完成好交付,“打破国际垄断,为国家节约宝贵的科研经费”。

  2016年8月,20吋新型光电倍增管在美国芝加哥召开的第38届国际高能物理大会上已进行展示,得到与会者的广泛关注,国际上相关的实验组和商家也已表示了合作和采购意愿。

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