High Speed Large Format Photon Counting Microchannel Plate Imaging Sensors

고속 대형 광자 계수 마이크로채널 플레이트 이미징 센서

소환

Siegmund, OHW, Ertley, C., Vallerga, JV, Craven, CA, Popecki, MA, O'Mahony, A., & Minot, MJ(연도). 고속 대형 광자 계수 마이크로채널 플레이트 이미징 센서. 회의 진행의 이름 으로 (페이지 번호 참조).

키워드

  • 마이크로채널 플레이트
  • 광자 계산
  • 이미징
  • 타이밍

짧은

원자층 증착(ALD)은 천문학 및 원격 탐사부터 생물학적 이미징 및 고에너지 물리학에 이르는 응용 분야를 위한 크고 안정적인 마이크로채널 플레이트(MCP) 감지기의 개발을 가능하게 합니다.

요약

이 기사에서는 광자 계수 이미징 센서에 사용되는 새로운 종류의 마이크로채널 플레이트(MCP) 기술에 대해 설명합니다. 이러한 새로운 MCP는 기존 MCP의 성능 및 크기 제한을 개선하기 위해 붕규산염 미세 모세관 배열에 원자층 증착(ALD) 기술을 사용합니다.

기존 MCP에 비해 ALD MCP의 성능 개선:

  • ALD MCP는 향상된 수명과 안정성을 제공합니다.
  • ALD MCP는 배경 수준을 줄였습니다.
  • ALD MCP에 사용되는 붕규산 유리에는 표준 MCP 유리보다 방사성 물질이 덜 포함되어 있습니다.

ALD MCP의 장점:

  • ALD MCP는 기존 MCP보다 훨씬 클 수 있으며 20cm 이상의 형식을 달성할 수 있습니다.
  • ALD MCP는 붕규산 기판 재료의 탄력성과 고온 특성으로 인해 매우 견고합니다.
  • ALD 프로세스를 사용하면 곡면이 있는 MCP를 생성할 수 있으며, 이는 원통형 또는 구형인 기기 초점면을 일치시키는 데 유용할 수 있습니다.

ALD MCP 성능 테스트:

저자는 다양한 형식과 구성으로 ALD MCP 테스트를 수행했으며 그 결과 중 일부는 아래에 요약되어 있습니다.

  • 33mm 및 20cm ALD MCP 테스트에서는 ALD MCP의 이득, 펄스 진폭 분포 및 저항이 기존 MCP와 유사하다는 것을 보여주었습니다.
  • ALD MCP는 높은 이득을 나타냈으며, 20cm ALD MCP 쌍의 이득은 107 이상에 도달했습니다.
  • ALD MCP의 배경 비율은 약 0.028 events cm-2 sec-1로 매우 낮은 것으로 밝혀졌는데, 이는 우주선 뮤온의 예상 비율과 비슷합니다.
  • 20cm ALD MCP 삼중선을 사용한 테스트에서는 약 60μm FWHM의 공간 분해능을 보여주었습니다.
  • ALD MCP는 기존 MCP보다 방사선 침투에 대한 민감도가 낮을 ​​수 있습니다. 예를 들어, 테스트에 따르면 2세대 붕규산염 ALD MCP의 ~1 MeV 감마선 검출 효율은 0.25%까지 낮을 수 있습니다.

ALD MCP의 응용

  • 저자는 ALD MCP를 테스트하기 위해 두 개의 밀봉된 튜브를 만들었습니다. 하나는 GaN 광전 음극을 사용하고 다른 하나는 표준 비알칼리 광전 음극을 사용합니다.
  • 그들은 또한 20cm 정사각형 형식의 밀봉된 튜브 검출기를 만들기 위한 협력의 일부입니다.

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

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