真空MCP探測器的電壓配置以及門控
MCP每一級需要約1kV的高壓;熒光屏相對與MCP輸出面需要約5kV的高壓以使電子具備較高的能量有效激發熒光;陽板通常則相對于MCP輸出處在200V左右的高電位。
真空MCP探測器的電壓配置簡介
如圖10所示的一個典型的MCP影像探測器(采用熒光屏輸出),各間相對電壓的幅度一般為:
Vout = Vin + 2000V;
Vscreen = Vout + 5000V = Vin + 7000V
圖10 一個典型MCP探測器的電壓配置
當探測的粒子為電中性(如光子)時,比較方便的是熒光屏(或陽)接地,此時Vscreen = 0, Vout = -5kV, Vin = -7kV
而探測帶電粒子時,則需要對各級電壓小心配置。因為粒子源一般是零電位的,如果MCP輸入端為負高壓,陽離子會被加速,從而使得飛行時間不能正確反映粒子的初始動能;電子和陰離子會被減速,導致動能變化甚至不能到達探測面。
因此帶電粒子探測時通常MCP輸入面接地。
有的實驗需要過濾某種電性的粒子,如MCP輸入面接負高壓從而禁止低能電子到達探測面,而又不希望該負電勢導致探測的陽離子動能增加,可以在靠近MCP輸入面前端加金屬柵網,該柵網可以接地以確保粒子在飛行過程中動能不變,而MCP輸入面相對于柵網的電勢可以阻擋某種電性的粒子。由于柵網和MCP很接近,不會對待測粒子的飛行時間造成影響。
Photek公司可根據實驗需要,設計不同的電壓配置:陽接地,輸入接地,輸入浮地,柵網等等配置。