科创中国
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20英寸微通道板型光电倍增管
发布时间: 2025-03-26
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
发明专利
行业领域：
电子信息技术,新型电子元器件
成果介绍
创新设计，联合国内企业（北方夜视），成功研制可完全自主知识产权的高量子效率、高增益、高收集效率的20吋微通道板型光电倍增管，属世界首创。
20 吋微通道板型光电倍增管综合技术指标达到国际领先水平。
①MCP 组件探测单光子
②量子效率 QE=30%
③收集效率 CE=100%
④探测效率 DE=30%
⑤低放射性大面积玻壳
成果亮点
• 1. 结构设计与性能突破
• 自主创新结构：采用微通道板（MCP）替代传统打拿极，通过上百万个微米级通道实现电子倍增。通道内壁涂覆半导体材料，确保高电子收集效率（>98%），探测效率均值达30%以上，超越国际同类产品。
• 大尺寸优势：20英寸大面阵设计显著提升探测面积，增强弱光信号捕捉能力，成为大科学工程（如江门中微子实验）的核心器件。
• 技术自主可控：核心工艺设备（如阴极制备设备）拥有自主知识产权，打破国外技术垄断，实现100%自给率。
• 2. 关键性能指标国际领先
• 高增益与低噪声：叠加多片MCP可使电子增益达10⁷以上，暗电流低，信噪比高。
• 快速时间响应：短倍增距离（0.5-1mm）结合强电场（1-2kV/mm），渡越时间缩短至几百皮秒，适用于快速光脉冲测量。
• 高位置分辨率：二维多阳极输出结构提供优异空间分辨率，支持高精度光信号定位。
• 3. 技术挑战与突破
• 大尺寸均匀性控制：解决大尺寸MCP的通道一致性难题，确保性能稳定。
• 抗磁场干扰：短电子轨迹设计使其对磁场不敏感，可在强磁场环境中工作。
团队介绍
高能物理研究所（简称高能所）是我国粒子物理、天体物理及加速器技术等领域的重要研究基地，历经多任所长领导，开创并推动了多项学科发展，培育了大批优秀科学家。作为国际知名综合性研究基地，高能所拥有北京正负电子对撞机等国家实验室，以及纳米生物、粒子加速技术等重点实验室，并在广东东莞设分部。
高能所依托大科学装置集群优势，取得系列重大成果：精确测量τ轻子质量、发现中微子新振荡模式、揭示纳米材料抗肿瘤机制等。其北京同步辐射装置等开放设施，为国内外千余名用户提供实验支持，助力生命科学等领域突破。
研究所积极参与国际科研合作，加入欧洲核子中心大型强子对撞机实验等国际项目。同时，高能所推动技术转化，研发医用加速管、工业CT等高科技产品，促进相关产业发展。作为首批博士、硕士学位授予单位，高能所培养了大批高层次人才，是我国物理学研究和高技术教育的重要力量。
成果资料
产业化落地方案
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