MCP:バイアス角度

バイアス角度がMCPパフォーマンスに与える影響
MCP (マイクロチャネル プレート) のバイアス角度は、そのパフォーマンス特性に大きく影響し、検出効率、イオン フィードバック、空間分解能などの要素に影響を与えます。

• 検出効率: バイアス角度は、入射粒子または光子が MCP チャネルに侵入する深さに影響します。入射ビームをバイアス角度に合わせると、チャネルに深く侵入できます。ただし、これにより電子の増殖が減少し、ゲインが低下する可能性があります。最適なバイアス角度により、侵入深さと電子の増殖のバランスが保たれ、効率的な検出が保証されます。
• イオン フィードバック: イオン フィードバックは、MCP チャネル内の残留ガスが電子の増倍によってイオン化されるときに発生します。これらのイオンは入力側に戻り、ノイズを生成し、放電を引き起こす可能性があります。反対のバイアス角度を持つ 2 段または 3 段の MCP を使用すると、MCP 間の接合部でイオンを捕捉して、この問題を軽減できます。
• 空間分解能: 複数の MCP を積み重ねてより高いゲインを実現する場合、バイアス角は空間分解能を決定する上で重要な役割を果たします。バイアス角によって決定される連続する MCP のチャネル間の相対的な傾きは、ステージを通過する際の電子雲の広がりに影響します。これは、検出されたイベントの空間位置を決定する精度に影響します。
• MCP の最適なバイアス角度は、通常 5° ～ 15° です。この範囲は、前述のパフォーマンス要因を最適化するための妥協点を表しています。この範囲内での具体的な選択は、目的のアプリケーションと検出する粒子または放射線の種類によって異なります。たとえば、5° のバイアス角度は光子に適していますが、電子の場合は 8°、イオンの場合は 12° が適しています。