提高微通道板 PMT 的使用寿命

引用

Lehmannc, A., Brittingc, A., Eyrichc, W., Uhligc, F., Dzyhgadloa, R., Gerhardta, A., ..., & Dodokhovb, V. Kh. (2014). 微通道板光电倍增管 (PMT) 寿命的提高。《核仪器与物理研究方法》A 部分：加速器、谱仪、探测器及相关设备，787，1-7。

关键词

PANDA 实验
微通道板光电倍增管 (MCP-PMT)
寿命
ALD 涂层
量子效率 (QE)
老化
DIRC 探测器
单光子
带电粒子识别

简介

制造商通过采用原子层沉积 (ALD) 涂层技术（例如 MCP 表面涂层、在铯和锑蒸汽中烘烤的改进型光子晶体 (PC) 以及在 MCP 之间添加一层薄铝保护层）显著提高了微通道板光电倍增管 (MCP-PMT) 的寿命，这些器件被广泛用于 FAIR 的 PANDA 探测器。

摘要

作者通过测量增益、暗计数率和量子效率 (QE) 与积分阳极电荷的关系，测试了不同制造商生产的微通道板光电倍增管 (MCP-PMT) 的寿命。FAIR 加速器上的 PANDA 实验将利用 MCP-PMT 作为光子传感器进行带电粒子识别。 MCP-PMT 在积累了相对较少的阳极电荷后，量子效率 (QE) 出现了不可接受的下降，导致其无法使用。该研究考察了制造商为提高这些器件寿命而采用的各种技术，包括烘烤去除残余气体、电子擦洗以及通过原子层沉积 (ALD) 工艺涂覆一层薄薄的二次电子发射材料。作者发现，涂覆 ALD 涂层的 MCP-PMT 寿命显著提高，超过了 PANDA 实验的要求。例如，一根涂覆 ALD 涂层的管子在暴露于 5.9 C/cm² 的强光后仍能正常工作，相当于在最高预期亮度下运行了十多年。

来源：https://panda.gsi.de/system/files/user_uploads/albert.lehmann@physik.uni-erlangen.de/PA-PRO-2014-022.pdf