Способ изготовления микроканальной пластины

 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении микроканальных пластин (МКП) с изогнутыми каналами. Сущность изобретения: пластину с прямыми каналами заданной толщины, полученную нарезанием из спеченных блоков множительных световодов, нагревают до температуры, при которой стекло находится в состоянии между вязким и упругим, формируют изогнутые каналы прокатыванием ее через валки разного диаметра с соотношением меньшего диаметра D₁ к большему D₂, равным D₁/D₂ = 0,8-0,9, а затем ведут ее охлаждение в печи до 100-150^oC. Данный способ позволяет повысить технологичность, производительность процесса изготовления и снизить трудоемкость при высоком качестве МКП. 1 ил.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к изготовлению микроканальной пластины (МКР) с изогнутыми каналами.

Известен способ изготовления МКП с изогнутыми каналами [1] заключающийся в том, что под действием пресса МКП приобретает кривизну. МКП располагают внутри формы для спекания, на донной поверхности которой имеется область с впадиной, размеры которой зависят от диаметра или длины канала. Далее пресс-форму помещают в печь для спекания и при достижении соответствующей температуры спекания прессуют канальные элементы с помощью прижимной конструкции.

Недостатками данного способа являются его нетехнологичность, низкая производительность и высокий расход материала, что приводит к удорожанию МКП.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения микроканальной пластины с искривленными на выходе микроканалами [2] при котором пластину заданной толщины с прямыми каналами нагревают до температуры, при которой стекло находится в состоянии между вязким и упругим, формируют изогнутые каналы воздействием с двух сторон механическим напряжением под углом к поверхности микроканальной пластины, которую затем охлаждают.

Недостатком данного способа является то, что вследствие неравномерного механического напряжения по всем направлениям при спекании остаются межканальные отверстия в спеченном блоке, которые при шлифовке и полировке забиваются, что снижает качество МКП, к тому же способ является нетехнологичным, с низкой производительностью.

Задачей изобретения является повышение технологичности и производительности процесса при высоком качестве МКП.

Технический результат заключается в снижении трудоемкости процесса изготовления МКП.

Этот технический результат достигается тем, что по способу изготовления микроканальной пластины, при котором пластину заданной толщины с прямыми каналами нагревают до температуры, при которой стекло находится в состоянии между вязким и упругим, формируют изогнутые каналы воздействия с двух сторон механическим напряжением под углом к поверхности микроканальной пластины, которую затем охлаждают, пластину с прямыми каналами получают нарезанием из спеченных блоков многожильных световодов, а механическое воздействие осуществляют прокатыванием ее через валки разного диаметра с соотношением меньшего диаметра D₁ к большему D₂, равным D₁/D₂ 0,8-0,9, затем ведут ее медленное охлаждение в печи до 100-150^oC.

Данный способ позволяет упростить технологию получения МКП, сделать ее доступной для массового производства при сохранении высокого коэффициента усиления за счет заданной кривизны каналов, погасить обратную ионную связь, снизить трудоемкость процесса и расход исходного материала.

Сущность способа поясняется чертежом, на котором изображена установка для изготовления МКП. Установка состоит из печи 1 подогрева, нихромовых подогревателей 2, заготовки МКП 3, прямых каналов 4 до прокатки, валков 5, 6 для формирования изогнутых каналов 7, неподвижной планки 8, установленной в печи после выхода заготовки МКП с валков 5, 6, соединенной с нагревателями 9, и подвижной планки 10 с нагревателем 11.

Пример конкретного осуществления способа.

Из многожильных световодов (МЖС) спекают блок, который на станке типа "Алмаз-4" режут на пластины-заготовки толщиной 3-5 мм. Блок может быть прямоугольным или многогранным в сечении. Пластинку-заготовку помещают в печь 1 (см. чертеж) и нагревают до температуры, при которой она приобретает промежуточное между вязким и упругим состоянием, при этом температура колеблется в пределах 550-580^oC, после чего поступает на валки 5, 6 с разными диаметрами, имеющими соотношение D₁/D₂ 0,8-0,9. Основным критерием при определении соотношения диаметров является заданная кривизна канала 7 МКП 3. При выходе из валков 5, 6 со стороны валка 5 установлена неподвижная планка 8 для предотвращения загибания пластины 3. Планка 8 снабжена нагревателем 9 с целью поддержания плавного перепада температур. Установка снабжена подвижной в вертикальной плоскости планкой 10 с нагревателем 11 для придания пластине 3 плоской формы после выхода с валков 5, 6, прижимая ее к неподвижной планке 8. В промежутке между подвижной 10 и неподвижной 8 планками происходит медленное охлаждение пластины до температуры 150-100^oC. Далее шлифовку, полировку, кругление и металлизацию МКП осуществляют традиционным способом.

Такая технология изготовления МКП позволяет по сравнению с прототипом получить качественную МКП с меньшей трудоемкостью процесса. Регулируя размеры валков, достигают заданную кривизну канала, которая придает МКП высокие свойства по коэффициенту усиления M>10⁵ и погашению обратной ионной связи в канале, что важно при работе пластины в режиме счета фотонов. Изготовление МКП указанным способом позволит использовать его в массовом их производстве.

Формула изобретения

Способ изготовления микроканальной пластины, при котором пластину заданной толщины с прямыми каналами нагревают до температуры, при которой стекло находится в состоянии между вязким и упругим, формируют изогнутые каналы воздействием с двух сторон механическим напряжением под углом к поверхности микроканальной пластины, которую затем охлаждают, отличающийся тем, что пластину с прямыми каналами получают нарезанием из спеченных блоков многожильных световодов, а механическое воздействие осуществляют прокатыванием ее через валки разного диаметра с соотношением меньшего диаметра D1 к большему D2, равным D1/D2 0,8 0,9, затем ведут ее медленное охлаждение в печи до 100 150^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1