一种用于测量紫外光电阴极透过率的光电管的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于测量紫外光电阴极透过率的光电管，主要用于测量紫外像增强器的紫外光电阴极的透过率。其技术方案是：光电管的结构，由一个可伐合金环，两端各焊接有一个法兰盘，形成管壳，在管壳上部，法兰盘与石英玻璃封接，形成阴极石英玻璃输入窗，在石英玻璃的内圆面积上制作一层紫外光电阴极，在管壳下部，法兰盘焊接一个阳极石英玻璃输出窗。本实用新型通过应用证明：光电管能够顺利准确地测出紫外光电阴极的透过率，在紫外光电阴极的研制中，优化了紫外光电阴极的配方，制作出了高阴极灵敏度的紫外光电阴极，为提高紫外像增强器的综合技术性能发挥了明显的作用。
【专利说明】—种用于测量紫外光电阴极透过率的光电管
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种光电阴极指标的测量工具，主要用于测量紫外像增强器的紫外光电阴极的透过率。也可用于其它光电器件类似指标的测量。
【背景技术】
[0002]紫外像增强器(见图1)，主要由阴极石英玻璃输入窗1、紫外光电阴极2、微通道板
3、荧光屏4、阳极光学玻璃输出窗5及管壳6组成。主要工作原理:景物的紫外光通过阴极石英玻璃输入窗I入射到紫外光电阴极2上，转换为电子像，电子像经过微通道板3增强后，发射到荧光屏4上，转化为可视的光学像，再经阳极光学玻璃输出窗5输出，供人眼观察。紫外像增强器已用在观察导弹来袭告警、指纹的识别以及通讯等方面。目前高端的紫外像增强器主要由国外垄断，价格昂贵。因此开发出国产的紫外像增强器替代进口，实现紫外像增强器的国产化，具有重要的现实意义。紫外像增强器的核心是紫外光电阴极，要研制出高水平的紫外像增强器，首先要研制出好的紫外光电阴极，根据光电发射的原理，要使紫外光电阴极光电发射的阴极灵敏度高，首先就应该要求紫外光电阴极对入射紫外光的吸收率要高，测量紫外光电阴极的吸收率是研制高阴极灵敏度紫外光电阴极的必备手段。而测量紫外光电阴极的透过率(便得知其吸收率)是紫外光电阴极的一个重要指标，这对研究紫外光电阴极的结构，提高其光谱灵敏度具有重要的参考价值。
[0003]由于紫外光电阴极的光谱响应在20(T320nm之间，阴极膜层必须做在石英玻璃输入窗上和保存在真空之中，要测量紫外光电阴极的透过率，就需要紫外光电阴极的阳极输出窗也能够透过20(T320nm范围内的紫外光，这样就需要紫外光电阴极的阳极输出窗也是石英玻璃。但由于石英玻璃的膨胀系数较小，不能与可伐合金封接，再则即使采用了石英玻璃作为阳极输出窗，对紫外像增强器来说也是不可行的，因为阳极输出窗输出的是可视的光学象而不是紫外像。由于微通道板、荧光屏、光学玻璃输出窗对紫外光均不能透过，所以就不能直接测量其紫外光电阴极的透过率。这个问题一直阻碍着紫外光电阴极的研究。因此只有另辟蹊径，寻求新的方式解决。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的主要技术问题和目的是:根据目前对紫外光电阴极透过率测量存在的难题，设计一种专门的光电管，对紫外光电阴极透过率的测量，从根本上克服紫外光电阴极透过率无法测量的缺陷。实现客观准确地对紫外光电阴极透过率的测量，为紫外像增强器的研究发展提供科学依据。
[0005]本实用新型的主要技术方案是:光电管的结构，由一个可伐合金环，两端通过无氧铜垫圈，各焊接有一个法兰盘，形成管壳，在管壳上部，法兰盘通过铟锡合金封接一块石英玻璃，石英玻璃的台阶面上镀有铬层，形成阴极石英玻璃输入窗，在石英玻璃的内圆面积上制作一层对200— 320nm波长范围内有光电发射的紫外光电阴极，在管壳下部，法兰盘焊接一个与阴极石英玻璃输入窗结构相同的阳极石英玻璃输出窗。[0006]本实用新型通过应用证明:完全达到研制目的，光电管在其它普通仪器的配合下，能够顺利准确地测出Cs2Te紫外光电阴极的透过率，从而得知紫外光电阴极的光谱吸收率。在紫外光电阴极的制作中，优化了紫外光电阴极的配方，
[0007]研制出了高阴极灵敏度的Cs2Te紫外光电阴极，阴极灵敏度在250nm波长处达到了 67mA/W，达到国际先进水平，为提高紫外像增强器的综合技术性能发挥了明显的作用。本发明的结构及测量方式属于国内首创。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]下面结合附图，对本实用新型的实施作进一步详细地描述。
[0009]图1，是现有紫外像增强器的基本结构示意图。
[0010]图2，是本实用新型的具体结构示意图。
[0011]图3，是本实用新型的管壳工序图。
[0012]图4，是本实用新型石英玻璃镀制铬膜层的工序图。
[0013]图5，是本实用新型法兰盘与铟锡合金熔合焊接的工序图。
[0014]图6，是本实用新型法兰盘与石英玻璃熔合焊接的工序图。
[0015]图7，是本实用新型管壳与铟锡合金熔合焊接的工序图。
[0016]图8，是本实用新型管壳与阳极石英玻璃输出窗焊接的工序图。
[0017]图9，是本实用新型测量紫外光电阴极透过率的工作原理图。
【具体实施方式】
[0018]参照图2，对本实用新型的技术方案进行说明:本实用新型的具体结构是，由一个可伐合金环7，两端通过无氧铜垫圈8各焊接有一个法兰盘9，形成管壳，在管壳上部，法兰盘9通过铟锡合金(13)封接一块石英玻璃10，石英玻璃10的台阶面上镀有铬层11，形成阴极石英玻璃输入窗，在石英玻璃10的内圆面积上制作一层对200— 320nm波长范围内有光电发射的紫外光电阴极(Cs2Te) 12,在管壳下部,法兰盘9焊接一个与阴极石英玻璃输入窗结构相同的阳极石英玻璃输出窗。
[0019]所述的可伐合金环1、法兰盘9的材料均为可伐合金，牌号为4J34 ;石英玻璃10是光学行业中常用石英玻璃；无氧铜垫圈的厚度为0.3_。
[0020]本实用新型的制造工艺:
[0021]A、参照图3，在可伐合金环7的两端各装一个无氧铜垫圈8，在无氧铜垫圈8上下各装法兰盘9，将装好的组件放入真空炉，温度升到1150°C，保温2小时之后自然降温至室温，取出封接好的管壳，(保温2小时的过程中，由于无氧铜垫圈8熔化，将两个法兰盘9与可伐合金环7封接在一起，形成管壳)；
[0022]B、参照图4，将石英玻璃10放入真空镀膜机，当镀膜机的真空度达到5X 10_6托时，打开电子枪，利用电子束蒸发器加热坩埚中的铬蒸发源，在石英玻璃10的台阶面上镀制铬层11，厚度为lOOnm;
[0023]C、参照图5，将一定量的铟锡合金(In:Sn =48%:52%) 13的颗粒放入法兰盘9的槽内，将法兰盘9放入真空炉中，在5 X 10_5托的真空条件下使真空炉升温，加热法兰盘并熔化铟锡合金13的颗粒，使铟锡合金13均匀的焊接在法兰盘9的槽中，在500°C温度条件下保温12小时之后自然降至室温，取出法兰盘；
[0024]D、参照图6，将带有镀铬膜层的石英玻璃窗10放在熔有铟锡合金的法兰盘9上，之后将法兰盘9放入真空炉，在5X 10_5托的真空条件下使真空炉升温至500°C，保温2小时后自然降至室温，取出法兰盘9，形成阳极石英玻璃输出窗，(这一过程，铟锡合金13熔化之后将石英玻璃10和法兰盘9封接在一起)；
[0025]E、参照图7，将一定量的铟锡合金13的颗粒放入管壳的法兰盘9的槽内，将管壳放入真空炉中，在5 X 10_5托的真空条件下使真空炉升温，加热法兰盘并熔化铟锡合金13的颗粒，使铟锡合金13均匀的焊接在法兰盘9的槽中，在500°C温度条件下保温12小时，之后自然降至室温，取出管壳；
[0026]F、参照图8，将工序D封接好的阳极石英玻璃输出窗与管壳，通过两法兰盘9，用氩弧焊的方法焊接在一起，形成带阳极输出窗的管壳组件；
[0027]G、参照图2，将带有镀铬膜层的石英玻璃窗10和带阳极输出窗的管壳组件(见图8)，同时放入紫外光电阴极制作设备中，对设备的光电阴极制作真空室进行320°C的真空烘烤除气，时间约为12小时，之后将温度降至紫外光电阴极制作的温度(210— 220°C)，在带有镀铬膜层的石英玻璃10的内圆面积上，制作一层对20(T320nm波长范围内有光电发射的紫外光电阴极12 (Cs2Te),当紫外光电阴极12制作完成后，将设备的温度保持在130°C，利用真空机械传递装置将已经制作了紫外光电阴极12膜层的石英玻璃窗10，传递到带阳极输入窗的管壳组件法兰盘9的上方，轻轻放下，与法兰盘槽中熔化的铟锡合金13封接在一起，之后将紫外光电阴极制作设备的温度降至室温，取出已制成的光电管。(其中制作紫外光电阴极的设备和操作与现有的制作紫外像增强器的光电阴极相同)。
[0028]本实用新型在工艺制作上的关键技术在于:在阴极输入窗和阳极输出窗中，形状结构相同的两块石英玻璃窗10与法兰盘9，采用铟锡合金封接。通过采用这种双铟封的结构，成功的解决了将石英玻璃与可伐合金封接在一起的工艺技术难题。
[0029]参照图9，本实用新型的工作原理:光源14 (氘灯)的光入射到单色仪15上，经过单色仪进行分光后，形成不同波长的单色光，用光电倍增管17测量出单色仪输出的单色紫外光入射功率1:。再将单色仪输出的单色紫外光入射到光电管I 6上，经过光电管的紫外光电阴极，紫外光一部分被紫外光电阴极所吸收，另外一部分透过紫外光电阴极，形成紫外出射光，再用光电倍增管I 7测量出该出射紫外光的功率12。光电倍增管所测得的I2和I1之比(I2A1)即为透过率(瓦)，由显示器I 8显示。
【权利要求】
1.一种用于测量紫外光电阴极透过率的光电管，其特征在于:由一个可伐合金环(7)，两端通过无氧铜垫圈(8)各焊接有一个法兰盘(9)，形成管壳，在管壳上部，法兰盘(9)通过铟锡合金(13)封接一块石英玻璃(10)，石英玻璃(10)的台阶面上镀有铬层(11)，形成阴极石英玻璃输入窗，在石英玻璃(10)的内圆面积上制作一层对200— 320nm波长范围内有光电发射的紫外光电阴极(12)，在管壳下部，法兰盘(9)焊接一个与阴极石英玻璃输入窗结构相同的阳极石英玻璃输出窗。
【文档编号】H01J40/16GK203503603SQ201320647807
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】李晓峰, 李浩雷, 瞿利平, 冯辉 申请人:北方夜视技术股份有限公司