[发明专利]NEA GaAs光电阴极用的悬臂式监测光源装置

说明书

技术领域

本发明涉及到夜视仪器中的像增强器光电阴极的制作设备，尤其涉及到像增强器的NEA(Negative Electron Affinity，负电子亲和势)GaAs光电阴极制造工艺中的光电流原位监测技术。 

背景技术

夜视仪器已经广泛应用于军事和非军事用途。夜视仪器的核心器件是像增强器。NEA GaAs光电阴极是构成现代像增强器的核心部件。作为一种光电转换元件，NEA GaAs光电阴极的功能是将人眼不可见的目标光学图像转换为电子学图像。NEA GaAs光电阴极质量的优劣，决定着像增强器的质量优劣。而光电阴极制造过程中的原位监测技术，是确保NEA GaAs光电阴极质量的重要环节之一。 

NEA GaAs光电阴极通常由玻璃窗口、GaAs外延层、CsO₂表面层等组成。其制造技术包含了：热压粘接、表面化学腐蚀、表面处理和激活等一系列工艺过程。通常，在表面处理和激活工艺中，将NEA GaAs光电阴极置于超高真空(UHV)像管总装台的表面处理腔室内，按照众所周知的表面处理和“yo-yo(以Cs和O₂反复交替覆盖表面的工艺)”工艺进行表面激活处理。使NEA GaAs光电阴极产生良好的光电子发射性能，事实上对NEA GaAs光电阴极“yo-yo”工艺的原位监测，是在“yo-yo”工艺进行期间，给NEA GaAs光电阴极表面输入一个光激励信号，同时实时监测光电阴极发射的光电子流。 

通常，该光激励信号的输入方式有两种：即：反射式和透射式。八十年代中期，F.C.Tang等在Rev.Sci.Instrum.57(12),Dec.1986,p3004-3011上发表的“Operating experience with a GaAs photoemission electron souce”、和R.Calabrese等在Nuclear Instruments and Methods in Physics.Research A309(1991)21-24发表的“Experimental study on the production of high density electron bunches from a GaAs photocathode”中介绍的研究型原位监测光源装置，都是以光束穿过UHV腔室的观察窗后直射到光电阴极表面上的反射方式工作的，没有透射式监测，因而是比较原始的技术。而D.C.Rodway 等在J.Phys.D:Appl.Phys.19(1986)p1353-1371上发表的“In situ surface study of the activating layer on GaAs(Cs,O)photocathodes”一文中介绍的原位监测光源要更好一些： 采用了反射式/透射式兼容的原位监测机制，但其入射方式仍为光束经观察窗后直射到光电阴极表面上。由此可见，在该领域内，现有的同类光源装置存在的主要问题是：只具备反射式监测功能，没有透射式监测功能；另外，光源装置的光束入射路径均为穿过UHV腔室的玻璃观察窗后直射到光电阴极表面上，而不是穿过UHV腔室的观察窗后，经由UHV腔室内的某种反射装置导入到光电阴极表面上。 

对于夜视仪器用像增强器光电阴极的激活而言，由于反射式和透射式光电灵敏度能分别反映的是NEA GaAs光电阴极的不同性能参数，因而同时具备反射式和透射式两种激活监测机制，是最佳选择。只采用反射式激活监测，无论是对深入研究激活工艺、还是提高像增强器的主要性能指标，都有较大的局限性。 

显然，光束穿过玻璃观察窗后直接入射到光电阴极表面上是一种理想的入射方式。但在大部分实用型UHV腔室中，要做到在横穿激活工位的一条轴线上，同时安装反射式和透射式两种不同机制的监测装置，有许多具体的技术问题尚无法克服。因而难以实现。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种悬臂式监测光源装置，能够在一个UHV激活腔室内，在NEA GaAs光电阴极的表面“yo-yo”激活工艺过程中同时实现原位透射式和反射式两种光电流监测机制。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括位于观察窗法兰一侧的UHV腔室内部分和另一侧的光源及其紧固件部分。