微通道板噪声因子测试技术研究

论文摘要

微通道板是一种内部具有二次电子发射能力材料的中空玻璃纤维阵列,它接受入射电子并通过二次电子发射产生电子倍增,从而达到放大输入电流的功能。微通道板作为一种具有多种优点的电子倍增器件,在众多探测领域被广泛应用,最主要的应用是在微光像增强器中。噪声特性是评价微通道板的重要指标,其噪声因子可以比较科学的评价它的噪声特性。目前国内在微通道板噪声因子测试的研究主要停留在理论方面,在测试技术实验方面还是空白。本文围绕微通道板噪声因子测试技术展开研究,学习研究微通道板的工作原理和噪声特性,根据其噪声因子计算公式设计出测试微通道板噪声因子的方案。在测试理论的指导下,通过借鉴已有的测试技术和测试设备,并根据噪声因子测试实验的具体要求,设计出符合要求的微通道板噪声因子测试系统。该系统包括真空系统、机械结构、信号处理模块、数据采集和控制系统、计算机系统等。自行设计微通道板噪声因子测试系统的控制软件,达到智能化操控测试实验的目的。通过完成一系列测试实验并分析实验结果,对微通道板的噪声因子和其它性质进行研究。在多次调试和实验后,测试系统运行正常,测试结果合理稳定,达到设计目标。在论文最后对工作进行总结,包括有待进一步研究的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 微光夜视技术与MCP的发展
• 1.2 本论文的研究背景
• 1.3 本论文的主要工作
• 2 MCP噪声因子测试的理论基础
• 2.1 MCP微光像增强器工作原理
• 2.2 MCP结构及工作原理
• 2.2.1 微通道板结构及原理
• 2.2.2 微通道板材料及通道内壁结构
• 2.2.3 微通道板二次电子发射及电子倍增
• 2.2.4 三代微通道板离子阻挡膜
• 2.3 微通道板特性及应用
• 2.4 微通道板的评价参数
• 2.4.1 微通道板的分辨力、通道孔径与开口面积比
• 2.4.2 二次电子发射系数δ
• 2.4.3 微通道板的电流增益
• 2.4.4 微通道板的信噪比（SNR）
• 2.5 噪声因子测试原理及方法
• 2.5.1 微通道板的噪声来源
• 2.5.2 噪声因子理论
• 2.5.3 噪声因子测试原理及方法
• 3 MCP噪声测试硬件设计
• 3.1 总体设计
• 3.2 真空系统设计
• 3.3 机械结构
• 3.4 测试组件系统
• 3.4.1 测试组件模型
• 3.4.2 测试组件夹具
• 3.5 微弱电流的采集
• 4 MCP噪声测试软件设计与实验
• 4.1 真空系统运行控制
• 4.1.1 继电器控制
• 4.1.2 A/D数字I/O卡
• 4.2 真空系统的操作及性能分析
• 4.2.1 获得实验所需真空度具体操作
• 4.2.2 真空系统性能分析
• 4.3 输入信噪比测试
• 4.3.1 输入信噪比测试软件设计
• 4.3.2 输入信噪比测试步骤
• 4.3.3 输入信噪比测试结果分析
• 4.4 输出信噪比测试
• 4.4.1 输出信噪比测试软件设计
• 4.4.2 输出信噪比测试步骤
• 4.4.3 输出信噪比测试结果分析
• 4.4.4 测试结束后操作步骤
• 4.5 数据库
• 5 结束语
• 5.1 本文的工作总结
• 5.2 有待进一步研究和解决的问题
• 致谢
• 参考文献