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マイクロチャネルプレート (MCP)

マイクロチャネルプレート (MCP)

$259.00 USD
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寸法 \ 有効面積(mm) \ チャネル径(um) \ ゲイン(最小) \ バイアス角度(°)

マイクロチャンネルプレート（MCP）は、多数の小さなチューブを使用して二次放出によって電子を増幅し、単一の粒子（電子やイオンなど）または光子（紫外線やX線など）を検出および増幅できるデバイスです。これは、かすかな画像をより明るく鮮明にするために、増感カメラでよく使用されます。

MCP のターゲット オブジェクト: 電子、(+/-) イオン、VUV、X 線

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仕様説明

  • チャネル直径 (d)

    プレートの空間分解能とゲインを決定するマイクロチャネルの直径。

    • 標準値: 6um、8um、10um、12um、15um
    • 高値: 20um、25um

    注記：

    チャネル径が大きい = 解像度が悪くなる

  • L/D比

    MCP の長さはチャネルの厚さとほぼ同じです。

    • 通常の範囲: 40 - 80

    チャネルの長さ (L) とチャネルの直径 (d) の比が L/D 比です。

    MCP のゲインは L//D 比と大きく関係します。

    電圧とL/D比 >

  • 得

    出力電子の数と入力粒子または光子の数の比率で、プレートの増幅率を測定します。

    • 1 ステージの標準ゲイン:
      10^3 - 10^4
    • 2 ステージの標準ゲイン (シェブロン): 10^6
    • 3 ステージの標準ゲイン
      (Zスタック): 10^7 - 10^8

    注記：

    L/D比が高いほどゲインも高くなる

    MCPのスタックについて>

  • バイアス角度

    マイクロチャネルの法線方向と軸の間の角度。二次放出の確率とプレートのゲイン均一性に影響します。

    • 標準値: 5°、6°、7°、8°、12°、15°

    参照：

    • 0° - コリメーションとフィルタリング
    • 5° - 光子
    • 8° - 電子
    • 12° - イオン

  • 開口率（OAR）

    マイクロチャネルの総面積とプレートのアクティブ面積の比率。チャネルに入ることができる入射粒子または光子の割合を示します。

    • 通常の範囲: 55%-65%
    • 最大範囲: 70%-80%

    注記：

    OARが高い -> 一次電子がチャネルに入りやすい

  • フォーマット

    形状

    • 円形、長方形

    寸法

    • 最大範囲: 直径100mm - 直径120mm
    • 標準範囲: 直径25mm - 直径75mm
    • 最小範囲: 直径15mm

    使用エリア:

    • 寸法の70～90%

  • 材料

    基板材料

    • ホウケイ酸ガラス
    • 鉛ガラス

    電極材料

    • ニッケルクロム
    • インコネル（ニッケル合金）

    注記：

    インコネルは、特に高温において、Ni-Cr よりも強度と靭性が高くなっています。そのため、高い機械的または熱的ストレスが要求される用途にはインコネルが適しており、低いストレスが要求される用途には Ni-Cr の方が経済的です。

  • 抵抗

    抵抗は MCP 材料の電気抵抗であり、MCP の動作に必要な電圧と電流に影響します。

    • 標準値: 10MΩ - 300MΩ

    注記：

    抵抗が低くなると理論的なパフォーマンスは向上しますが、高電流と発熱の問題が発生し、最終的にパフォーマンスが低下する可能性もあります。

  • 暗電流

    入力粒子または光子がない場合にプレートによって生成される電流。プレートのノイズ レベルを表します。

    • 標準値: 0.5 pA·cm2

  • 飽和効果

    MCP の飽和効果は、入力信号または出力電圧が高すぎる場合に MCP 検出器のパフォーマンスと信頼性を制限する現象です。

    飽和効果について>

  • ネタバレを終わらせる

    MCP のエンドスポイリングとは、MCP の出力面の細孔直径の数倍まで電極材料を細孔内に堆積させることを指します。この技術は、MCP から出る電子を集中させ、横方向の速度を低下させるのに役立ちます。出力側のエンドスポイリングにより空間分解能は向上しますが、ゲインは低下します。

    エンドスポイリングについての詳細>

アプリケーション

  • 画像増強管: 画像増強管は、MCP を使用して、暗視や蛍光顕微鏡などの低光量画像を増幅します。入力された光子は光電陰極によって電子に変換され、MCP によって増幅され、最後に蛍光スクリーンによって光子に戻されます。
  • 光電子増倍管: 光電子増倍管は、分光法やシンチレーション計数などで、MCP を使用して単一光子を検出および測定します。入力された光子は光電陰極によって電子に変換され、MCP によって増幅され、最終的に陽極によって収集されます。
  • 粒子検出器: 粒子検出器は、MCP を使用して、電子、イオン、中性子などの単一粒子を検出および測定します。入力粒子は、MCP によって直接増幅されるか、MCP に入る前に変換層によって電子に変換されます。出力電子は、その後、アノードまたは位置感度検出器によって収集されます。

イメージインテンシファイアにおけるマイクロチャネルプレートの使用

Microchannel Plate (MCP) Operation in Scientific Camera Photocathode Microchannel Plate Phosphor Sensor Digital Output 1. Incoming Photon 2. Electron Emission 3. Electron Multiplication 4. Electron Cloud 5. Photon Generation 6. Digital Signal Output -HV +HV

動作原理

完全に機能する MCP 検出器には、次のコンポーネントが含まれる場合があります。

  • 光電陰極: 光電効果によって入射光子を一次電子に変換する薄い材料層です。光電陰極は MCP の入力ウィンドウに取り付けられ、負の電圧でバイアスされます。
  • マイクロチャネル プレート: これは、互いに平行に走り、入力面と出力面に対して垂直な、何百万もの微細なチューブ (マイクロチャネル) を含むガラスまたはセラミックの薄いウェーハです。マイクロチャネルの内壁は、一次電子が当たると二次電子を放出する材料でコーティングされています。また、マイクロチャネルには高電圧がバイアスされており、出力端に向かって電子を加速します。電子がマイクロチャネルを通過すると、壁に衝突して二次電子をさらに生成し、増幅のカスケードを形成します。
  • アノード: これは、マイクロチャネル プレートから増幅された電子を集め、それを電気信号に変換する金属層です。アノードは、用途に応じてさまざまな形状と構成にすることができます。たとえば、単一の金属シート、抵抗層、セグメント化されたアレイ、または蛍光スクリーンにすることができます。アノードは、光電陰極上の入射光子の位置をマッピングすることで、空間分解能を提供することもできます。
  • 光子が光電陰極に当たると、一定のエネルギーと方向を持った一次電子が放出されます。
  • 一次電子はマイクロチャネルプレートに入り、電界によって出力端に向かって加速されます。
  • 一次電子がマイクロチャネルを通過すると、チャネルの壁に衝突し、1 つ以上の二次電子を放出します。
  • 二次電子も電界によって加速され、チャネル壁に衝突して、さらに多くの二次電子を生成します。このプロセスは、電子雪崩がマイクロチャネルの出力端に到達するまで繰り返されます。
  • 出力電子は陽極によって収集され、入射光子に対応する電気パルスに変換されます。

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参照

  • 分析電子顕微鏡に設置されたポリキャピラリー光学系の特性評価

    引用 タイトル: 分析電子顕微鏡に搭載されたポリキャピラリー光学系の特性評価 著者：高野明、前畑圭介、伊与本直子、原徹、満田和久、山崎典子、田中圭一 ジャーナル: JPS Conf. Proc. 巻数: 11 商品番号: 030003 年: 2016 出典: https://doi.org/10.7566/JPSCP.11.030003 キーワード ポリキャピラリー光学系 走査透過型電子顕微鏡（STEM） エネルギー分散型X線分光法（EDS） TESマイクロカロリメータ シリコンドリフト検出器（SDD） 焦点サイズ 強度増加 簡単な 走査透過型電子顕微鏡 (STEM) に設置されたポリキャピラリー光学系は、エネルギー分散型分光計で使用される TES マイクロカロリメータの検出立体角を拡大することで、ナノスケール材料分析の精度を向上させるという特徴があります。...

    分析電子顕微鏡に設置されたポリキャピラリー光学系の特性評価

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  • 集束ポリキャピラリー光学系を用いた位相イメージング

    引用 Opt Commun. 2016年6月15日; 369: 28–37. doi:10.1016/j.optcom.2016.02.017. キーワード X線画像 ポリキャピラリー光学 エッジ強調 弱減衰モデル（WA） 位相減衰二重性（PAD） 簡単な この記事では、ポリキャピラリー光学系を使用して、伝播ベースの位相コントラスト画像化に使用するための小型で明るい X 線源を作成し、X 線画像の解像度を向上させる手法について説明します。 まとめ Bashir ら (2016) による論文「集束ポリキャピラリー光学系を使用した位相イメージング」では、位相コントラストを利用して軟組織の X 線イメージングを強化する手法について検討しています。従来の X 線イメージングは​​減衰に依存しており、密度が類似する軟組織間のコントラストは低くなります。しかし、X 線は材料を通過する際に位相シフトを起こし、これらの位相差を利用して、特に吸収の弱い材料でコントラストを大幅に改善することができます。 位相コントラスト画像診断には利点があるものの、通常はシンクロトロンなどの高コヒーレント X...

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