微通道板供电电路参考示例_滨松光子学商贸(中国)有限公司

微通道板供电电路参考示例

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马进发（mjf@hamamatsu.com.cn）

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5. 单阳极读出方式——供电电路示例
5.1 正离子检测
5.2 负离子检测

6. 荧光屏读出方式——供电电路示例
6.1 正离子检测
6.2 负离子检测

7. 其他供电电路示例

1. 微通道板介绍

微通道板是一种具有电子倍增功能的真空电子器件，主要由数百万到数千万的直径从4 mm到25 µm的超薄导电玻璃毛细管组成，毛细管的长度在0.20 mm到1.0 mm之间，通过将他们组合在一起，切成薄板的形状，形成微通道板。

2. 微通道板工作原理

其中微通道板是利用固体的二次电子发射特性来工作的，每个通道的内壁都有特定的二次电子发射材料，当电子或粒子进入通道时，产生的二次电子可以从通道壁发射出来。然后这些电子通过施加在MCP两端的电场加速，并沿抛物线轨迹运动并撞击相反的壁，通过这种方式进一步产生二次电子。这个过程沿着通道重复多次，最后从输出端释放出大量电子。

3. 离子在电场中的运动分析

微通道板的加电方式，主要是根据探测离子的种类分类，主要分为阳离子、阴离子和电子的探测。离子是由原子或分子失去或获得电子而形成的带电粒子。当一个原子失去一个或多个电子时，它变成了正离子，因为它带有正电荷。相反，当一个原子获得一个或多个电子时，它变成了负离子，因为它带有负电荷。其中电子（electron）是带负电的亚原子粒子。它可以是自由的（不属于任何原子），也可以被原子核束缚。

其中阳离子、阴离子和电子在电场中是具有不同的运动类型，由于阳离子是带正电荷，所以在正电场中是从高电势移动到低电势；同理阴离子和电子在电场中是由低电势运动到高电势，如下图所示：

4. 微通道板组件信号读出方式

微通道板组件一般有3种信号的读出方式：单阳极、多阳级和荧光屏读出。其中常见的是单阳极的读出方式和荧光屏的读出方式，其中不同的信号读出方式的接线方式也存在差异，以下就详细介绍一下微通道板组件的单阳极读出和荧光屏读出的加电方式。

单阳极读出方式荧光屏读出方式

5. 单阳极读出方式——供电电路示例

单阳极MCP组件是直接在MCP输出端通过阳极板将信号直接收集引出，所以在供电时需要注意探测粒子的种类，不同粒子的供电方式存在一定的差异，另外MCP组件在使用时，有最大的电压限制，所以在加电压时，不能超过MCP能承受的最大电压，一般来说，单片的MCP所施加电压不能超过1000 V，两片不能超过2000 V。具体的电压限制我们可以通过产品对应的参数手册获取。
以下是针对正、负离子的检测电路示例图：

单阳极读出方式

5.1正离子检测：
当检测正离子时，由于正离子是从高电势运动到低电势，在这个过程中进行加速运动，所以需要MCP的输入端需要高电势，输出端为低电势，如图所示：
此电路可以用来探测：正离子、UV和软X射线。

5.2 负离子检测：
当检测负离子时，由于负离子是从低电势运动到高电势，在这个过程中进行加速运动，所以需要MCP的输入端需要低电势，输出端为高电势，如图所示：
此电路可以用来探测：负离子、电子。缺点是由于此电路采用正高压的接线方法，在阳极板上会有电源的电流信号，所以需要在信号读出的时候，使用电容隔离电源的电流信号。这种方法只能获取交流信号，没有直流信号。

6. 荧光屏读出方式——供电电路示例

荧光屏MCP组件的读出方式是直接使用荧光屏来取代阳极板，没有电子信号的读出，放大后的电子直接轰击在荧光屏上发光，通过观察荧光屏的发光情况来判断信号的强度和位置分布。不同粒子的供电方式存在一定的差异，另外荧光屏MCP组件在使用时，MCP和荧光屏都有最大的电压限制，所以在加电压时，不能超过MCP能承受的最大电压，一般来说，单片的MCP所施加电压不能超过1000 V，两片不能超过2000 V。具体的电压限制我们可以通过产品对应的参数手册获取。
以下是针对正、负离子的检测电路示例图：

荧光屏读出方式

6.1正离子检测：
当检测正离子时，由于正离子是从高电势运动到低电势，在这个过程中进行加速运动，所以需要MCP的输入端需要高电势，输出端为低电势，如图所示：
此电路可以用来探测：正离子、UV和软X射线。

6.2 负离子检测：
当检测负离子时，由于负离子是从低电势运动到高电势，在这个过程中进行加速运动，所以需要MCP的输入端需要低电势，输出端为高电势，如图所示：
此电路可以用来探测：负离子、电子

7. 其他供电电路示例


单阳极信号读出电路示例正离子探测电路特点：阳极接地	单阳极信号读出电路示例正离子探测电路特点：阳极只能输出交流信号，无直流信号

单阳极信号读出电路示例负离子、电子探测电路特点：只能输出交流信号，无直流信号	荧光屏信号读出电路示例正离子探测电路特点：双电源供电

荧光屏信号读出电路示例正离子探测电路特点：荧光屏接地	荧光屏信号读出电路示例负离子、电子探测电路


单阳极信号读出电路示例正离子探测电路特点：阳极接地	单阳极信号读出电路示例正离子探测电路特点：阳极只能输出交流信号，无直流信号

单阳极信号读出电路示例负离子、电子探测电路特点：只能输出交流信号，无直流信号	荧光屏信号读出电路示例正离子探测电路特点：双电源供电

荧光屏信号读出电路示例正离子探测电路特点：荧光屏接地	荧光屏信号读出电路示例负离子、电子探测电路

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