High Speed Large Format Photon Counting Microchannel Plate Imaging Sensors

高速大判フォトンカウンティングマイクロチャネルプレートイメージングセンサー

引用

Siegmund, OHW, Ertley, C., Vallerga, JV, Craven, CA, Popecki, MA, O'Mahony, A., & Minot, MJ (Year). 高速大型フォトンカウンティングマイクロチャネルプレートイメージングセンサー。 会議論文集名(ページ番号)。

キーワード

  • マイクロチャネルプレート
  • 光子計数
  • イメージング
  • タイミング

簡単な

原子層堆積法 (ALD) により、天文学やリモートセンシングから生物画像や高エネルギー物理学に至るまでのさまざまな用途に使用できる、大型で安定したマイクロチャネルプレート (MCP) 検出器の開発が可能になります。

まとめ

この記事では、光子計数イメージング センサーで使用するための新しいクラスのマイクロチャネル プレート (MCP) テクノロジについて説明します。これらの新しい MCP は、ホウケイ酸マイクロキャピラリー アレイ上で原子層堆積 (ALD) 技術を使用して、従来の MCP のパフォーマンスとサイズの制限を改善します。

従来の MCP と比較した ALD MCP のパフォーマンスの向上:

  • ALD MCP は寿命とゲインの安定性が向上します。
  • ALD MCP はバックグラウンド レベルが低減されています。
  • ALD MCP に使用されるホウケイ酸ガラスには、標準的な MCP ガラスよりも放射性物質が少なく含まれています。

ALD MCP の利点:

  • ALD MCP は従来の MCP よりもはるかに大きくすることができ、20cm 以上のフォーマットを実現できます。
  • ALD MCP は、ホウケイ酸基板材料の弾力性と高温特性により、非常に堅牢です。
  • ALD プロセスにより、曲面を持つ MCP を作成できるため、円筒形または球形の機器の焦点面を一致させるのに役立ちます。

ALD MCP パフォーマンスのテスト:

著者らはさまざまな形式と構成の ALD MCP のテストを実施し、その結果の一部を以下にまとめました。

  • 33 mm および 20 cm ALD MCP のテストでは、ALD MCP のゲイン、パルス振幅分布、および抵抗が従来の MCP と同様であることが示されました。
  • ALD MCP は高いゲインを示し、20 cm ALD MCP ペアのゲインは 107 以上に達しました。
  • ALD MCP のバックグラウンド率は、約 0.028 イベント cm-2 sec-1 と非常に低く、宇宙線ミューオンからの予測率と同程度であることがわかりました。
  • 20 cm ALD MCP トリプレットを使用したテストでは、約 60 µm FWHM の空間分解能が示されました。
  • ALD MCP は、従来の MCP よりも透過放射線に対する感度が低い可能性があります。たとえば、テストでは、第 2 世代のホウケイ酸 ALD MCP による約 1 MeV ガンマ線の検出効率が 0.25% まで低下する可能性があることが示されています。

ALD MCPの用途

  • 著者らは、ALD MCP をテストするために、GaN 光電陰極を備えた 1 本と標準的なバイアルカリ光電陰極を備えた 1 本の 2 つの密閉チューブを作成しました。
  • 彼らはまた、20 cm 角の密閉管検出器を作成するための共同作業にも参加しています。

出典: https://amostech.com/TechnicalPapers/2015/Poster/Siegmund.pdf

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