真空紫外光谱响应测试技术及应用研究

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随着等离子体物理及外空间技术的发展,真空紫外探测技术得到越来越广泛的应用,对于真空紫外光电器件的研究需求变得越来越迫切,而光谱响应测试技术对于光电器件的研究有着重要意义。目前,国内对于真空紫外波段光谱响应测试技术的研究较少,所以本文围绕紫外~真空紫外波段的光谱响应测试技术开展研究。首先,本文阐述了光谱响应测试技术的基本方法,介绍了光谱响应测试技术的发展历史和像增强器的结构原理。然后,采用氘灯、真空紫外单色仪等设备,设计了测试系统的光学部分,实现了 115~400nm范围和10-6W量级的光谱输出。之后,研制了包含直流、交流和光功率标定三种信号处理模块的多通道电流计,实现了 10-12A量级的光电流测试。采用系统光学部分、多通道电流计、锁相放大器等设备,设计了紫外~真空紫外光谱响应测试系统的整体结构,实现了 115~400nm光谱范围的光谱响应测试。然后,根据光谱响应测试方案,在VS2012软件开发环境下,结合Access数据库,对测试系统的测试软件进行了编制,实现了各仪器的自动化控制和光谱响应曲线的自动绘制。此后,通过像增强器测量了 K2Te、Cs2Te、Rb2Te、Cs-K-Te和Rb-K-Te五种透射式光电阴极材料在115~400nm波段的光谱响应,同时对MgF2、石英、蓝宝石三种窗口的透射率进行了测试。通过对实验结果的分析验证了本文研制的紫外~真空紫外光谱响应测试系统的测试性能。并且,通过对直流、交流两种模式的测试结果的对比,验证了交流测试模式相比于直流测试模式对于微弱信号有更强的测试能力,可以消除噪声信号和背景信号的影响。根据测试结果发现了碱金属原子序数与单碱碲化物光电阴极的逸出功存在反比关系,锑化物光电阴极的“多碱”效应同样适用于碲化物光电阴极等规律。
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