微通道板MCP的結構和原理

MCP（Micro Channel Plate，微通道板）是二維的真空電子放大器件。廣義而言，MCP屬于比較傳統的真空電子產品，但其*的高增益、快響應、低噪聲特性，使得在微弱光、射線/粒子探測領域仍舊是不可替代的重要器件。

基于MCP的探測器大致上分為兩類，一類是具備光電陰的像增強器或快速光電倍增管，一類是無光電陰、MCP直接響應入射粒子的真空探測器。本文主要介紹真空MCP探測器，這一類探測器廣泛用于紫外 - 軟X射線波段的光子和帶電粒子的流強、成像以及計數探測。

微通道板（MCP）簡介

圖1 微通道板（MCP）結構示意圖

 MCP的結構和原理

如圖1所示，MCP由很多個排列在一起的微通道（通常是玻璃）構成。微通道內壁涂有二次電子發射材料。MCP兩端加以直流高壓，在通道內形成靜電場；低電位一端（輸入端）入射的帶電粒子或光子能夠在管壁上激發多個二次電子；這些二次電子在靜電場作用下加速，轟擊管壁后產生更多的電子。如此往復，形成電子的雪崩效應，輸入的信號得以放大，在微通道的輸出端形成大量電子出射。

從原理上看，MCP的每個通道相當于連續分布倍增級的電子倍增器。由于其*的結構，MCP有一些*的特性。

圖2 MCP的外觀