科创中国
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超快光电倍增管 FPMT
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），研发出多款超快光电倍增管。
单通道平板阳极 FPMT,单光子时间分辨可达 70ps，多光子时间分辨接近 10ps。
单通道锥形阳极 FPMT，单光子时间分辨可达 77ps，多光子时间分辨小于 10ps，上升时间<200ps。
四通道 FPMT，单光子时间分辨可达 66ps，多光子时间分辨可达 15ps，上升时间可达 200ps；
8×8 阳极 FPMT，单光子时间分辨小于40ps，多光子时间分辨小于 10ps，比目前商用样管的单光子时间分辨还要快， 已处于世界领先水平。
成果亮点
一、基础性能突破：重新定义速度极限
时间分辨率革命
50ps超快响应：FPMT将时间分辨能力推进至50皮秒量级，较传统PMT提升5-10倍，可精准捕捉光信号在百皮秒尺度的动态变化（如荧光寿命、等离子体激变过程）。
低抖动特性：单光电子渡越时间弥散（TTS）压缩至30ps以下，支持高频（GHz量级）信号探测，为超快光谱学提供可靠数据基础。
灵敏度与信噪比优化
量子效率突破：采用锑铯复合光阴极，在420nm波长处量子效率达20%，兼顾紫外-可见-近红外宽谱响应。
暗噪声控制：暗电流低至0.5nA（传统PMT为1-5nA），配合优化的电子倍增结构，信噪比提升3倍以上。
二、技术创新：结构与材料的协同升级
光阴极材料革新
日盲紫外增强：通过纳米结构修饰光阴极表面，实现日盲紫外区（200-300nm）选择性响应，抑制可见光干扰，适用于太阳辐射监测等场景。
近红外扩展：研发铟镓砷（InGaAs）基光阴极，将光谱响应延伸至1700nm，支持光纤通信中的微弱信号检测。
倍增系统优化设计
聚焦型打拿极阵列：采用非对称电场设计，电子收集效率从85%提升至95%，减少信号损失。
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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