一种钠铯锑双碱光电阴极的制作方法_2

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术工人即可。
【附图说明】
[0007]
下面结合附图,对本发明作进一步详细地描述。
[0008]图1,是光电倍增管的示意图。
[0009]图2,分别是本发明的钠双碱光电阴极的量子效率曲线图(实线)和钾双碱光电阴极的量子效率曲线图(虚线),波长单位为nm。
[0010]图3,是本发明的工艺流程图。
[0011]图4,是钠双碱光电阴极制作装置结构示意图。
[0012]图5,是碱金属蒸发器与锑球的安装图。
[0013]图6,是光电流测量电路示意图。
[0014]图7,是本发明的工艺曲线图(光电流i和时间t的关系曲线),其中光电流和时间为任意单位。
【具体实施方式】
[0015]参照图3、4、5,对本发明的主要技术方案进行说明:本发明由钠双碱光电阴极制作装置和具体操作步骤组成,A、装置(见图4)包括台面1、烘箱2、收集极3、真空室4、管道5、接触电极6、阴极加工灯7、观察窗8、机械手9、阴极玻璃窗10、蒸发罩11、锑球12、铯蒸发器13、密封法兰盘14、真空引线柱15、钠蒸发器16、光电阴极制作控制系统17、温度控制系统18、抽真空系统19,其结构,在台面I上,通过管道5设置一个与抽真空系统19联通的真空室4,真空室内正上方装有一块观察窗8,观察窗外通过支架装有一个阴极加工灯7,阴极加工灯与光电阴极制作控制系统17对应的电压源正负极相连接,真空室内右上方,从外向里装有一个机械手9,真空室4内底部,与已装有碱金属发生器、锑球12的密封法兰盘14密封连接,密封法兰盘上放置一个蒸发罩11,蒸发罩正上方的圆孔内放置阴极玻璃窗10,在真空室4外面罩有烘箱2;B、钠双碱光电阴极制作的具体操作步骤(见图3):
a、安装蒸发器(见图5),在密封法兰盘14上用螺钉安装钠蒸发器16、铯蒸发器13、锑球12及收集极3,(注意安装时要保证蒸发器、锑球与引线柱之间的导通),而后将蒸发罩11套在密封法兰盘14上,再将阴极玻璃窗10放置在蒸发罩上端面的圆孔中并将孔盖住;
b、真空室的密封(见图4),将安装好组件的密封法兰盘14装入真空室4,密封法兰盘14与真空室壁的底部之间装有无氧铜垫片并通过螺栓拉紧密封连接(普通的真空密封连接),利用机械手9将阴极玻璃窗10从蒸发罩11上端面的圆孔中移开,使阴极玻璃窗不再盖住蒸发罩的孔; C、抽真空,将烘箱2罩住真空室,连接烘箱与温度控制系统18,开启抽真空系统19对真空室4进行抽真空,当压强低于2 X 10 5Hibar时,打开温度控制系统18,设置加温程序,开始对烘箱加热,使真空室温度在3 — 3.5小时内上升到350°C,保温7小时,然后自然降温;
d、接通蒸发器电源(见图4),当烘箱2温度达到常温后移开烘箱,用机械手9将阴极玻璃窗10放回到蒸发罩11上方的圆孔中并将圆孔盖住,用导线通过密封法兰盘14上的真空引线柱15依次将钠蒸发器16、铯蒸发器13、锑球12的两端分别与光电阴极制作控制系统17对应的电流源的正负极相连接,用导线通过真空引线柱15,将串联有弱电流计21的收集极3和阴极玻璃窗接触电极6的线路与光电阴极制作控制系统对应的电压源正极相连接(见图6);
e、真空室加温,将烘箱2罩住真空室4,打开温度控制系统18,将温度设定为185°C,开始对供箱加热,待真空室温度达到185 C后,保温20分钟;
f、调节灯、收集极电流电压,打开光电阴极制作控制系统17,阴极加工灯电流调到
1.65 ±0.2A,收集极电压调至+90V,观察弱电流计21的光电流变化(见图7);
g、调节蒸发器电流,打开钠蒸发器16、铯蒸发器13、锑球12的电流源,分别将电流调至
2.5A、2.5A、1.0A,按0.2A/每分钟的速率增加钠蒸发器和铯蒸发器的电流,按0.1A/每分钟的速率增加锑球的电流,在此过程中观察光电流的变化(见图7);
h、控制蒸铯、锑电流,10分钟之后,当钠蒸发器16和铯蒸发器13的电流增加到4.5A,锑球12的电流达到2.0A时,关闭铯蒸发器和锑球的电流源,保持开启钠蒸发器的电流源,但减小钠蒸发器电流的增加速率到0.1A/每分钟,在此过程中观察光电流的变化(见图7);
1、控制蒸钠电流,随着钠蒸发器电流的不断增加,当达到约5.0A时,可以观察到出现光电流(见图7),当出现光电流之后,立即关闭钠蒸发器的电流源;
j、控制蒸铯电流,在关闭钠蒸发器16电流的同时打开铯蒸发器13的电流源,此时铯蒸发器的电流为先前关闭时的电流,即为4.5A,按0.1A/每分钟的速率增加铯蒸发器的电流,4分钟后,当铯蒸发器的电流达到约4.9A时,会观察到光电流持续增大(见图7),此时不再增加铯蒸发器的电流,但保持开启铯蒸发器的电流源,2分钟后关闭,在关闭的同时打开钠蒸发器、锑球的电流源,此时钠蒸发器、锑球的电流为先前关闭时的电流,即钠蒸发器电流约为5.0A,而铺球的电流为2.0A;
k、控制蒸铯、锑电流,按0.1A/每分钟的速率增加锑球的电流,5分钟后,当锑球12的电流达到约2.5A时,光电流也会进一步增大(见图7),此时保持锑球的电流不变,持续2分钟,之后将锑球的电流降低到2.0A,钠蒸发器16的电流降低到4.5A,同时再次打开铯蒸发器的电流源,此时铯蒸发器13的电流为先前关闭时的电流,即约为4.9A,保持此蒸发过程,在此过程中光电流会持续上升(见图7),20分钟后光电流会达到最大值,当光电流达到最大值时(见图7中的位置①),关闭钠蒸发器的电流源,将铯蒸发器的电流调低至4.5A,锑球的电流调低至2.0A;
1、烘箱降温,在50至60分钟之内将烘箱的温度降低到165 ± 5 °C,在此过程中光电流会逐步下降(见图7中的位置②);
m、调节蒸锑电流,当烘箱温度达到165°C时,将锑球12的电流调节到2.5A,并按0.005A/分钟的速率增加,在此过程中,光电流会快速上升,并且在45分钟后达到最大(见图7中的位置③); η、关闭铯、锑电流源,当光电流达到最大值之后,关闭铯蒸发器13和锑球12的电流源,自然降温至室温,此时钠双碱光电阴极制作完毕。
[0016]参照图4,所述的光电阴极制作控制系统17、温度控制系统18、抽真空系统19,均采用现有的常规标准系统;阴极加工灯7采用6伏10瓦的标准卤钨灯;钠蒸发器16和铯蒸发器13均采用意大利赛斯公司的蒸发器,型号分别为NA/NF/6/50FT10+10和CS/NF/16/50FT10+10;锑球12采用重量为8mg,纯度为99.99%,球中心熔焊的镍铬丝直径为0.3mm;密封法兰盘14与真空室壁底部之间装有无氧铜垫片并通过螺栓拉紧密封连接,也是普通的真空密封连接方式,图中不便详细绘出;机械手为常用的普通真空夹具,只起到用弹力将阴极玻璃窗7夹住进行移动的作用,可以根据阴极玻璃窗10的大小和形状进行简单的设计。
[0017]参照图4,在制作光电倍增管(包括微光像增强器等其它光电器件)时,只需把真空室4的空间增大一些,通过支架将已装夹完毕的光电倍增管管体放置在真空室内与阴极玻璃窗10并列,根据所制作的阴极玻璃窗10尺寸的大小,选择蒸发罩11及其圆孔的尺寸,选择将阴极玻璃窗移至光电倍增管管体进行封接的相应的机械手。如果所采用的碱金属蒸发器的型号、锑球的大小不一样,那么制作阴极时,蒸发电流在本发明的基
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