剖析像增强器的功能作用—转变特殊粒子，增强微弱信号
我们经常用CCD来探测或采集被测物体的数据，利用CCD可以采集到物体的图像，发光特性等。很多情况下物体给出的信息有可能非常的微弱，或者反应过程是一瞬间的，有些特殊研究中物体给出的信号是X-Ray、粒子等，这时候CCD就很难探测到信号。针对微弱信号，我们需要一个能将信号增强的器件，对于一瞬间的反应，需要一个准确开门的测量器件，对于特殊粒子，需要一个对他们感应或者转换到可以探测的信号的器件，在这些情况下像增强器就可以解决这些问题。
在这里我们主要介绍像增强器在微弱信号成像中的应用。在很多的研究中，比如微光夜视、单分子成像、蛋白质发光、荧光、粒子成像中信号都非常的微弱，如果使用普通的CCD很难得到很清楚的图像，这里我们加入一个像增强器，可以将信号放大10^3-10^7倍，就可以得到很清楚的结果，在很多微弱到极限的信号测量中，可以利用单光子计数的方法进行成像。
像增强器主要特性如下：
1．增强信号的功能，10^3-10^7
2．选通功能，*小为2ns
3．探测光子、X-Ray、电子、离子、中性粒子等
像增强器如何实现这些功能？
我们先介绍像增强器的构造，器件中各个部分的功能，像增强器的结构决定了其可以对微弱信号进行检测。
像增强器的阴极，阴极是将光子转换成电子的器件，阴极材料一般为金属或者半导体，这里主要使用的是多碱光电阴极，对可紫外（日盲型）见光非常敏感，描述阴极的主要参数包含灵敏度、峰值波长、暗电流及光电子初能量分布等。
像增强器的的增强功能是通过微通道板(MCP)实现的，微通道板是阵列式微细玻璃管，玻璃管的直径可以小到几个微米，内壁镀有二次电子发射材料。当微通道板被加上高压后，电子碰撞内壁会进行倍增，形成雪崩式反应，实现信号的放大。像增强器根据增益的要求不同，分为单MCP，双MCP和三MCP，增益也从10^3 ～10^7不等，在单光子成像的成像系统中，*好采用双MCP，由于具有高的增益，会很好的剔除模拟噪声。
通常情况下对MCP进行描述有如下四个性能: 长径比，同等情况下，长径比大的MCP增益能力强；开口面积比，这个参数决定了MCP的探测效率；增益，MCP通过加上高压实现雪崩放大，电压越高增益越强，但是高压是有限制的，通常情况下这个高压不能超过1000V；均匀性，MCP的均匀性一定程度上决定了像增强器的均匀性。
荧光屏，像增强器的荧光屏是将电子再次转换成光信号的器件，荧光屏上加有5000-6000V的高压，可以将一个电子转换成转换成多个光子。荧光屏要求屏层强度和导通性良好，以免被静电击穿铝膜层，表面质量优良以免产生针尖放电，发光效率良好，MTF曲线优良。描述荧光屏的主要参数：空间分辨率，高的空间分辨率才会让图像效果更好；电子转换效率，荧光屏根据材质的不同光子的转换效率可以为55-320个光子不等；发光光谱，荧光品的发光光谱主要集中于400nm-550nm之间；湮灭寿命，荧光屏的荧光湮灭寿命根据要求不同，具有ns—ms量级的湮灭寿命。
像增强器的选通功能可以通过两种方式进行，一种是给阴极上加上调制高压，这样可以实现*短2ns的选通，但是有些情况下，像增强器前端是不加高压的，那么第二种选通模式是在MCP上加上调制高压，这个选通时间会宽，可以选通的时间是20ns。在快速反应过程中，为了实现跟信号同步，需要加入这样的选通（开门）功能，才能让微弱信号避开其他信号的干扰。
上面提到像增强器的阴极一般对紫外及可见光比较灵敏，那么要实现粒子的探测就得改变阴极，通常情况下MCP是可以直接探测粒子的比如电子或者离子，但是对于高能光子（比如X-Ray）需要在阴极前端镀上闪烁体材料，将高能光子转换成可见范围内的光子，然后进行探测，这个时候一般都要求测量真空环境，所以像增强器都会匹配响应的真空接口和封装。
利用像增强器进行微弱信号的探测同样需要匹配相应的电源系统：
1.阴极的高压选通模块，-200V，这个高压电源可以是调制电压。
2.MCP的高压电源，600V-1000V可调，电源同样可以是调制电压。
3.荧光屏高压电源，5000-6000V可调。
MCP和荧光屏的高压电源一般是集成到一起的，环绕在像增强器四周，也可以是平板的，因为MCP和荧光屏之间的电势差通常是有范围的，否则会击穿荧光屏或MCP。阴极电源可以集成的也可以是单独的，单独的电源可以具有选通功能，集成的电源可以让阴极处于常开会关闭状态，这些高压电源再连接0-5V的直流电源进行调节。
像增强器是为了进行微弱信号探测设计的，其增强功能可以将微弱信号进行放大，而且具有极高的空间分辨率，选通功能可以抓住混合在连续的背景光中的瞬态信号，*短可以到达2ns，不同阴极材料以及探测方式可以实现对不同对象的测量。
背景介绍
Photek 公司成立于1991年，由英国Bristol University从事空间光电探测器研发的科学家创建。公司位于英国East Sussex郡，该地曾是英国的显像管生产中心。基于完善的电真空器件生产测试设备、人才和经验，Photek提供基于真空光电技术的光电探测器，包括像增强器、超快光电倍增管、真空粒子探测器、条纹管，配套的高压、快电子学设备，以及单光子计数相机、微光探测相机等。Photek具备光电阴极蒸镀、荧光粉蒸镀、陶瓷/玻璃/金属超高真空密封等设计和制造工艺，具备高压电源、纳秒高压高速脉冲发生器、数字控制电路与软件开发、光学设计以及成像评价测试的完整研发、生产、质检体系。Photek 专长于大面积、高速光电探测器以及先进光子计数探测器，并在特种探测器（如宇航级探测器、军标探测器）领域有丰富的实际经验。
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