新型微通道板光电倍增管研制

依据科研项目中大量使用光电倍增管的研究和需求，结合国际上新型光电倍增管研发趋势，提出一款具有自主知识产权的新型设计方案：基于微通道板的大面积高量子效率光电倍增管。通过光电倍增管前窗透射式光阴极和后壁反射式光阴极相结合，使用置于中央的小型微通道板组件取代大体积打拿电极，扩展光电倍增管光阴极的有效面积。预期这种新型设计可以提高光电倍增管的有效光电子探测效率一倍左右，并降低生产成本。该款新型光电倍增管在国际上尚无同类产品或设计，由于其高量子效率与低成本，不但可以在正在筹划阶段的大亚湾二期中微子实验、羊八井高能宇宙线观测实验中得到应用，在其他大型科学实验装置上也具有重要的应用前景。我们将与国内多家光电倍增管生产企业建立合作关系，结合研究所基础研究的优势和工厂加工量产的优势，在这款设计实物化过程中，带动和促进国内光电倍增管的研发和生产，将有利于我国光电探测技术的发展，并具有一定的经济效益。

依据科研项目中大量使用光电倍增管的研究和需求，结合国际上新型光电倍增管研发趋势，提出一款具有自主知识产权的新型设计方案：基于微通道板的大面积高量子效率光电倍增管。通过光电倍增管前窗透射式光阴极和后壁反射式光阴极相结合，使用置于中央的小型微通道板组件取代大体积打拿电极，扩展光电倍增管光阴极的有效面积，模拟预计这种新型设计可以提高光电倍增管的有效光电子探测效率一倍左右。.项目研制期间，和合作单位一起，分别开展理论模拟专题（光阴极理论计算、MCP理论模拟计算、MCP-PMT样管理论模拟），工艺研究专题（样管零部件加工工艺、样管阴极工艺、样管真空封接工艺、MCP处理工艺），测试系统开发专题（单光电子谱性能测试系统、光阴极性能测试系统、时间性能测试系统）研究工作，完成了计划书预定目标。.项目参加人员，积极深入合作单位生产一线，组织现场联合攻关，发挥各自单位研制和企业生产优势，在2012年研制出第一只可测试单光电子的8吋透射式光阴极样管；2013年2012年研制出第一只可测试单光电子的8吋透射式+反射式光阴极样管；2014年研制出光阴极量子效率达到20%的可以探测单光子的8吋样管；2015年将这款样管的性能进行提升，目前，可以制备量子效率达到25% @ 410nm，单光电子峰谷比大于2.5的8吋基于微通道板的光电本增管。.在整个项目开展期间，项目组成员对几年时间内完成的多只5吋吋、6吋、8吋、20吋MCP-PMT样管，进行全面的性能测试，客观，公正的评价每一只样管的性能，指出其优点和不足，为样管研制单位改进设计提供科学的数据支持；设计多项验证实验方案，通过对比测试发现这些新型样管与普通PMT不同的一些问题，并积极协助生产人员解决问题。本项目的研制成功，为合作单位开展20吋基于微通道板的大面积高量子效率光阴极的光电倍增管的研究开展，奠定了坚实的研究基础。.该款新型光电倍增管在国际上尚无同类产品或设计，由于其高量子效率与低成本，不但可以在目前正在开建的江门中微子实验，羊八井高能宇宙线观测实验中得到应用，在其他大型科学实验装置上也具有重要的应用前景。同时我们与国内多家光电倍增管生产企业建立良好的合作关系，结合研究所基础研究的优势和工厂加工量产的优势，在这款设计实物化过程中，带动和促进了国内光电倍增管的研发和生产，有利于我国光电探测技术的发展，并具有一定的经济效益。