降低微通道板通道内表面粗糙度的系统和方法

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN110560906B(45)授权公告日2021.10.22(21)申请号201910710181.X(51)Int.Cl.(22)申请日2019.08.02B23K26/352(2014.01)B23K26/06(2014.01)(65)同一申请的已公布的文献号B23K26/0622(2014.01)申请公布号CN110560906AB23K26/04(2014.01)(43)申请公布日2019.12.13H01J43/24(2006.01)(73)专利权人北方夜视技术股份有限公司H01J9/12(2006.01)地址650217云南省昆明市经济技术开发(56)对比文件区红外路5号CN101332559A,2008.12.31(72)发明人孙建宁　乔芳建　曹柱荣　丛晓庆　CN107378252A,2017.11.24毛汉祺　张正君　李婧雯　邱祥彪　CN109848563A,2019.06.0737A,2015.09.23高鹏　牛鹏杰　张欢　GB25243DE102013004169A1,2014.04.17(74)专利代理机构南京行高知识产权代理有限CN109676257A,2019.04.26公司32404JP2004090067A,2004.03.25代理人王培松审查员王怀涛权利要求 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 1页说明书4页附图2页(54)发明名称降低微通道板通道内 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面粗糙度的系统和方法(57)摘要本发明提供一种降低微通道板通道内表面粗糙度的系统和方法，包括：飞秒激光器，用以产生并输出脉冲光信号；调制光学组件，设置在飞秒激光器的出光侧，用以将飞秒激光器产生的脉冲光信号转变为平行脉冲光束；微通道板固定架，被设置用于固定待处理的微通道板，所述微通道板为一多微孔结构的光学元件，所述每个微孔结构构成一通道；姿态调整组件，固定到所述微通道板固定架上；第一电机，通过驱动机构连接到并将旋转力矩传递到所述姿态调整机构，使得通过姿态调整机构驱动微通道板固定架的姿态调整，从而调整平行脉冲光束进入微通道板通道进行吹扫的角度和位置。通过本发明的均匀性激光脉冲吹扫，可明显降低微通道板的内表面粗糙度以及暗电流密度。CN110560906BCN110560906B权　利　要　求　书1/1页1.一种降低微通道板通道内表面粗糙度的系统，其特征在于，包括：飞秒激光器(101)，用以产生并输出脉冲光信号；调制光学组件(102)，设置在飞秒激光器(101)的出光侧，用以将飞秒激光器(101)产生的脉冲光信号转变为平行脉冲光束；其中，经过调制光学组件(102)处理后的平行脉冲光束为圆形平行脉冲光束，圆形平行脉冲光束的尺寸等于或略大于圆形微通道有效工作区域直径或方形微通道板有效工作区域对角线长度，且平行脉冲光束均匀性优于90％；微通道板固定架(104)，被设置用于固定待处理的微通道板(103)，所述微通道板(103)为一多微孔结构的光学元件，所述每个微孔结构构成一通道；姿态调整组件(105)，固定到所述微通道板固定架(104)上；第一电机(106)，通过驱动机构连接到并将旋转力矩传递到所述姿态调整组件，使得通过姿态调整组件驱动微通道板固定架(104)的姿态调整，从而调整平行脉冲光束进入微通道板(103)通道进行吹扫的角度和位置。2.根据权利要求1所述的降低微通道板通道内表面粗糙度的系统，其特征在于，所述姿态调整包括平面内转动和俯仰调节。3.根据权利要求1所述的降低微通道板通道内表面粗糙度的系统，其特征在于，所述姿态调整组件(105)被设置成在所述第一电机(106)驱动而带动微通道板(103)以其中心为固定点，以微通道板(103)表面为旋转平面进行360°旋转。4.根据权利要求1所述的降低微通道板通道内表面粗糙度的系统，其特征在于，所述姿态调整组件(105)被设置成通过一传动杆(105B)的运动以调节微通道板(103)的俯仰角度，从而改变平行脉冲光束对微通道板通道的入射角度。5.根据权利要求1所述的降低微通道板通道内表面粗糙度的系统，其特征在于，所述飞秒激光器(101)产生的脉冲光信号的脉冲宽度为500飞秒，其频率范围为1赫兹～10赫兹，其激光能量为100mJ。6.根据权利要求1所述的降低微通道板通道内表面粗糙度的系统，其特征在于，所述微通道板(103)的有效工作区域尺寸范围为：直径Φ1mm～Φ57mm的圆形微通道板或者尺寸范围1mm×1mm～40mm×40mm的方形微通道板，其微通道板厚度(103L)与微通道板孔径(103D)比值范围为10～80，通道方向与微通道板表面法向夹角(103θ)范围为0°～25°。7.一种根据权利要求1‑6中任意一项所述系统的降低微通道板内表面粗糙度的方法，其特征在于，该方法包括：装夹微通道板(103)到微通道板固定架(104)上；飞秒激光器(101)输出脉冲光信号后，依据微通道板(103)的有效工作区域尺寸，调整调制光学组件(102)，使平行脉冲光束的尺寸等于或略大于圆形微通道有效工作区域直径或方形微通道板有效工作区域对角线长度，并且使平行脉冲光束均匀性优于90％；通过控制第一电机和姿态调整组件来调整微通道板固定架(104)的旋转和俯仰运动，调整平行脉冲光束进入微通道板(103)通道进行吹扫的角度和位置。8.根据权利要求7所述的降低微通道板内表面粗糙度的方法，其特征在于，所述飞秒激光器(101)输出的脉冲光信号的脉冲宽度为500飞秒，其频率范围为1赫兹～10赫兹，其激光能量为100mJ。2CN110560906B说　明　书1/4页降低微通道板通道内表面粗糙度的系统和方法技术领域[0001]本发明涉及微通道板技术领域，具体而言涉及一种降低微通道板通道内表面粗糙度的系统和方法。背景技术[0002]作为开拓人眼视觉的微光夜视技术，在夜间观察、瞄准、驾驶、导航等军事应用中发挥着巨大的作用。夜视技术是在夜间低照度的情况下，用开拓观察者视力的方法，以实现夜间隐蔽观察的一种技术。基于光电子成像或转换的原理，采用微光像增强器等关键或核心器件制造出各类的微光夜视仪，克服人眼在低照度下以及有限光谱响应下的限制，以开拓人眼的视觉功能，实现夜间观察远方目标的目的。而微通道板是实现微光夜视技术的关键元件，它是由许多通道电子倍增器组成的结构紧凑的两维列阵，具有薄片式蜂窝状结构。中空玻璃纤维的内表面具有电阻性的二次电子发射层，可将电子进行成千上万倍的倍增，该层与微通道板的输入输出电极相连，这种中空玻璃称为微通道，其通道直径一般为5μm～12μm。[0003]微通道板制作过程中，酸碱腐蚀使微通道板孔内壁容易产生一层沟壑状多孔介质膜，此表面呈纳米级的粗糙起伏形貌，凹凸程度在1nm～10nm范围，因此对气体构成强烈的吸附能力。当微通道板输入电子流密度较小时(对应于微光像增强器在低输入照度条件下)，往往通过调节微通道板的电压来改善微光像增强器的亮度增益，这样，在通道末端由大量的二次电子在电场的作用下，残存的气体分子被电离成正离子并沿电场的反方向运动，并有机会碰撞通道内壁导致产生附加电子，这些附加电子在通道电场的作用下再次产生附加的二次电子，最终到达荧光屏产生噪声，即离子反馈噪声，这些噪声对微通道板的性能造成恶劣的影响。[0004]现有技术中，微通道板的通道形成于芯料被腐蚀后，而微通道板通道内表面的粗糙度在通道形成时就已经确定，一旦在腐蚀工序完成后再进行下一个工序的加工，其微通道板内表面的粗糙度就很难再被改变。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种降低微通道板通道内表面粗糙度的装置和方法。[0006]为实现本发明的目的，本发明第一方面提出一种降低微通道板通道内表面粗糙度的系统，包括：飞秒激光器，用以产生并输出脉冲光信号；调制光学组件，设置在飞秒激光器的出光侧，用以将飞秒激光器产生的脉冲光信号转变为平行脉冲光束；微通道板固定架，被设置用于固定待处理的微通道板，所述微通道板为一多微孔结构的光学元件，所述每个微孔结构构成一通道；姿态调整组件，固定到所述微通道板固定架上；第一电机，通过驱动机构连接到并将旋转力矩传递到所述姿态调整机构，使得通过姿态调整机构驱动微通道板固定架的姿态调整，从而调整平行脉冲光束进入微通道板通道进行吹扫的角度和位置。[0007]进一步的实施例中，所述姿态调整包括平面内转动和俯仰调节。3CN110560906B说　明　书2/4页[0008]进一步的实施例中，所述姿态调整组件被设置成在所述第一电机驱动而带动微通道板以其中心为固定点，以微通道板表面为旋转平面进行360°旋转。[0009]进一步的实施例中，所述姿态调整组件被设置成通过一传动杆的运动以调节微通道板的俯仰角度，从而改变平行脉冲光束对微通道板通道的入射角度。[0010]进一步的实施例中，所述飞秒激光器产生的脉冲光信号的脉冲宽度为500飞秒，其频率范围为1赫兹～10赫兹，其激光能量为100mJ。[0011]进一步的实施例中，经过调制光路处理后的平行脉冲光束为圆形平行脉冲光束，圆形平行脉冲光束的尺寸等于或略大于圆形微通道有效工作区域直径或方形微通道板有效工作区域对角线长度，且平行脉冲光束均匀性优于90％。[0012]进一步的实施例中，所述微通道板的有效工作区域尺寸范围为：直径Φ1mm～Φ57mm的圆形微通道板或者尺寸范围1mm×1mm～40mm×40mm的方形微通道板，其微通道板厚度(103L)与微通道板孔径比值范围为10～80，通道方向与微通道板表面法向夹角范围为0°～25°。[0013]根据本发明的公开，还提出一种降低微通道板内表面粗糙度的方法，该方法包括：[0014]装夹微通道板到微通道板固定架上；[0015]飞秒激光器输出脉冲光信号后，依据微通道板的有效工作区域尺寸，调整调制光学组件，使平行脉冲光束的尺寸等于或略大于圆形微通道有效工作区域直径或方形微通道板有效工作区域对角线长度，并且使平行脉冲光束均匀性优于90％；[0016]通过控制第一电机和姿态调整组件来调整微通道板固定架的的旋转和俯仰运动，调整平行脉冲光束进入微通道板通道进行吹扫的角度和位置。[0017]进一步的实施例中，所述飞秒激光器输出的脉冲光信号的脉冲宽度为500飞秒，其频率范围为1赫兹～10赫兹，其激光能量为100mJ。[0018]进一步的实施例中，经过调制光路处理后的平行脉冲光束为圆形平行脉冲光束，平行脉冲光束均匀性优于90％。[0019]由以上本发明的技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 可见，本发明的有益效果在于：[0020]1、本发明的降低微通道板通道内表面粗糙度的方法的实现环境要求低，主要使用激光吹扫微通道板表面，对微通道板整体化学成分分布、物理结构均无影响，可在微通道板的通道形成后的任何阶段进行；通过本发明的均匀性激光脉冲吹扫，可明显降低微通道板的内表面粗糙度以及暗电流密度；[0021]2、本发明的降低微通道板通道内表面粗糙度方案，系统设计适应性强，可以在应用于多种型号微通道板的处理。附图说明[0022]图1是本发明的降低微通道板通道内表面粗糙度的系统示意图。[0023]图2是微通道板的微通道板厚度与微通道板孔径比值、通道方向与微通道板表面法向夹角说明图。[0024]图3是姿态调节组件的工作原理示意图。[0025]图4是激光对微通道板内壁进行不同角度吹扫的示意图。[0026]图5是不同实施例中微通道板通道内表面粗糙度对比图。4CN110560906B说　明　书3/4页具体实施方式[0027]为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。[0028]在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施。[0029]结合图1‑4所示，根据本发明优选的实施例的降低微通道板通道内表面粗糙度的系统，包括飞秒激光器101、调制光学组件102、微通道板固定架104、姿态调整组件105以及电机103。本系统可对圆形或者方形结构的微通道板的通道壁通过激光吹扫，降低其通道内表面粗糙度。[0030]本发明的以下的实施例中，以有效工作区域尺寸范围为直径Φ1mm～Φ50mm的圆形微通道板或者尺寸范围1mm×1mm～40mm×40mm的方形微通道板为例进行说明。[0031]飞秒激光器101，用以产生并输出脉冲光信号。本实施例中，脉冲光信号典型参数包括其脉冲宽度为500飞秒，其频率范围为1赫兹～10赫兹，其激光能量为100mJ。[0032]调制光学组件102，设置在飞秒激光器101的出光侧，用以将飞秒激光器101产生的脉冲光信号转变为平行脉冲光束。优选地，经过调制光路102处理后的平行脉冲光束为圆形平行脉冲光束，，圆形平行脉冲光束的尺寸等于或略大于圆形微通道有效工作区域直径或方形微通道板有效工作区域对角线长度，并且保证平行脉冲光束均匀性优于90％，以确保吹扫的均匀性。[0033]微通道板固定架104，被设置用于固定待处理的微通道板103。在可选的实施例中，微通道板固定架104可以根据微通道板103的尺寸进行更换，以确保对微通道板103的稳固固定。[0034]微通道板103为一多微孔结构的光学元件，所述每个微孔结构构成一通道。结合图2，本发明的微通道板103采用圆形或者方向结构，例如有效工作区域尺寸范围为直径Φ1mm～Φ50mm的圆形微通道板，或者尺寸范围1mm×1mm～40mm×40mm的方形微通道板，其微通道板厚度103L与微通道板孔径103D比值范围为10～80，通道方向与微通道板表面法向夹角103θ范围为0°～25°。[0035]姿态调整组件105，固定到微通道板固定架104上，用以通过微通道板固定架104姿态调整来调节微通道板的姿态，姿态调节包括平面内转动和俯仰调节。[0036]第一电机106，通过驱动机构连接到并将旋转力矩传递到姿态调整机构105，使得通过姿态调整机构驱动微通道板固定架104的姿态调整，从而调整平行脉冲光束进入微通道板103通道进行吹扫的角度和位置。[0037]优选地，结合图示，姿态调整组件105具有圆盘形调整机构105A，在所述第一电机106驱动可以带动微通道板103以其中心为固定点，以微通道板103表面为旋转平面进行360°旋转。[0038]结合图3，姿态调整组件105被设置成通过一传动杆105B的运动以调节微通道板103的俯仰角度，从而改变平行脉冲光束对微通道板通道的入射角度。[0039]结合以上本发明的各个方面的实施例，一种根据本发明前述任意实施例系统来实现降低微通道板内表面粗糙度的方法，该方法包括：5CN110560906B说　明　书4/4页[0040]装夹微通道板103到微通道板固定架104上；[0041]飞秒激光器101输出脉冲光信号后，依据微通道板103的有效工作区域尺寸，调整调制光学组件102，使平行脉冲光束的尺寸等于或略大于圆形微通道有效工作区域直径或方形微通道板有效工作区域对角线长度，并且使平行脉冲光束均匀性优于90％；[0042]通过控制第一电机和姿态调整组件来调整微通道板固定架104的旋转和俯仰运动，调整平行脉冲光束进入微通道板103通道进行吹扫的角度和位置。[0043]本发明通过以下各个方面的实施例对不同的微通道板通道内表面粗糙度行处理，其实施效果如下表所示：[0044][0045][0046]通过以上采用本发明的方法对不同微通道板进行激光吹扫、降低通道内表面粗糙度的测试结果可见，平行光面积越大，其能量密度则明显减小，因此平行光范围仅需等于或略大于微通道板有效工作区域尺寸即可；而且在本发明的处理前后，表面粗糙度极大地降低，降幅达到48％‑65％，同时暗电流密度显著降低。[0047]虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。6CN110560906B说　明　书　附　图1/2页图1图2图37CN110560906B说　明　书　附　图2/2页图4图58