研制了一套基于电脑掌握的GaAs光电负极智能激活零碎,该零碎可在电脑掌握下宽大依照规范工艺对GaAs光电负极继续智能激活,并可在线测量负极的光谱一呼百应曲线。利用该零碎别离继续了智能激活和人工激活试验,搜罗了激活内中中的光直流电变迁曲线,综合发现,和智能激活内中相比,因为人工激活内中涌现了误操作,相邻光直流电峰值间的差值上升很快,Cs、O交替的位数也较少。人工激活内中中Cs、O交替6次,光直流电最大值为43μA,激活后GaAs光电负极的积分锐敏度为796μA/lm。智能激活内中中Cs、O交替9次,光直流电最大值为65μA,激活后GaAs光电负极的积分锐敏度为1100μA/lm。

　　1968年,A.A.Turnbull和G.B.Evans用在GaAs负极名义交替遮盖Cs、O的激活形式首次制成了阴电子亲和势光电负极。自上世纪70年岁实用化以来,GaAs光电负极因存在量子效率高,暗发射小,发射电子的能量散布及角散布集中,中波阈可调,中波一呼百应扩大后劲大等长处,在高性能微光像加强器、自旋电子学等泛滥畛域失掉了宽泛的利用。海内GaAs阴电子亲和势光电负极的激活制备内中尚在于人工操作阶段,人为成分造成的误差会在很大水平上制约GaAs光电负极的废品率,那末由电脑准确掌握GaAs负极的激活内中,则可防止人为成分带来的不确定性和对教训的依赖,显著普及负极的废品率和生产效率。基于上述思忖,咱们首次顺利研制了GaAs光电负极智能激活零碎,眼前海内外尚未见同类零碎的地下简报。该零碎可在电脑掌握下对GaAs光电负极继续智能激活,电脑智能激活掌握程序可以按规范工艺准确掌握GaAs光电负极的激活内中,制备内中反复性更好,可大大普及GaAs光电负极的废品率和生产效率。该零碎还可在线测量GaAs光电负极的光谱一呼百应曲线。利用该零碎,咱们对GaAs光电负极继续了基于电脑掌握的智能激活,并将智能激活内中和人工激活内中继续了比照,发现智能激活存在很大的优惠性。1、零碎构造及作业原理1.1、零碎总体构造

　　GaAs光电负极智能激活零碎原理框图如图1所示。零碎由两大全体组成,一全体实现光直流电的搜罗,另一全体掌握单色光的输入和Cs、O程控直流电源直流电信号的输入和搜罗。

图1　GaAs光电负极智能激活零碎原理框图

　　幽微信号解决模块经过强加200V的电压来收集负极光直流电,该解决模块存在光电隔离性能,能够无效地滤除烦扰信号,精细检测1nA～200μA之间的光直流电。光直流电经幽微信号解决模块放大解决后转换为0-5V之间的电压信号输出电脑。电脑经过16位A/D卡对输出的电压信号继续搜罗,从幽微信号解决模块过去的电压信号接到16选1的模仿输出多路器上,在硬件的掌握下选通所需的输出通道,当有电压输出时,该通道将模仿输出信号送至采样维持器,而后经过硬件触发A/D转换,当A/D转换实现时,将16位电压数据从A/D卡读入到电脑外存中。电脑把读入的电压信号转换为相应的光直流电,以实现对光直流电的搜罗。在搜罗光直流电的内中中,电脑经过I/O卡取舍相反的放大电阻,掌握幽微信号解决模块对光直流电的放大倍率。光栅单色仪运用12V/100W的卤钨灯作为白光光源。在程控状态下,单色仪中的地方解决器吸收电脑收回的掌握信号,并产生步进电机驱动单元所需的时序。步进电机依据地方解决器输入的信号,牵动光栅台转动,兑现跨度的扫描,提供光谱一呼百应测试所需的400nm～1000nm之间的单色光。单色光采纳光纤传输,这种形式能够普及传光效率,而且在激活零碎中运用更加灵敏不便。电脑可经过硬件兑现Cs、O程控直流电源输入直流电值0～10A之间准确陆续调节,精度可达1mA,并可掌握程控直流电源的通断。电脑对光栅单色仪和Cs、O程控电源的掌握是经过RS232接口兑现的。1.2　GaAs光电负极智能激活原理

　　眼前被广为承受的Cs、O激活形式有两种:一种是Cs源陆续,O源断续的激活形式;另一种是Cs源和O源皆断续的激活形式。试验证实,这两种激活形式的动机没有显然的差异。零碎的智能激活程序采纳的是操作绝对简便的Cs源陆续,O源断续的激活形式。激活内中中,由白普照耀在负极面上产生的光电子在低压阳极的收集下产生光直流电,光直流电经放大后由电脑经过A/D搜罗卡搜罗。电脑对光直流电的实时变迁状况继续断定,并在断定的根底上经过智能的自相配掌握算法来正确及时地掌握Cs源程控电源和O源程控电源的直流电输入大小及通断,宽大依照规范工艺在GaAs负极名义交替遮盖Cs、O,无效地防止误操作,以达成智能制备高性能GaAs光电负极的目标。1.3、光谱一呼百应曲线测试原理

　　光电负极的光谱一呼百应,有时称光谱特点,是负极的光谱锐敏度随入射光谱的散布。具体来说,若照耀到负极面上的单色入射光的辐射功率为W(λ),负极产生的光直流电为I(λ),则负极的光谱锐敏度为:

　　将负极对应入射光谱中每一单色光的光谱锐敏度连成一条曲线,便失去了光谱一呼百应曲线。光谱一呼百应是光电负极最不足道的特点之一,在微光夜视畛域,它是取舍负极的不足道根据。2、试验及综合

　　利用GaAs光电负极智能激活零碎别离继续了智能激活和人工激活试验。试验采纳的是反照式p型GaAs(100)基片资料,资料的掺杂深浅为1×1019cm-3,掺杂元素为Zn。在化学荡涤后,GaAs样品被送入超高真空激活零碎别离继续热荡涤和(Cs,O)激活。激活内中中测试了光直流电随工夫的变迁曲线。