PHOTONIS USA INC.
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Long-lifeTM Microchannel Plates
　
Long-Life MCPは、高ｴﾈﾙｷﾞｰﾌｫﾄﾝや荷電粒子のｲﾍﾞﾝﾄを増幅するｺﾝﾊﾟｸﾄなﾃﾞｨﾃｸﾀｰで、ｱﾅﾛｸﾞﾓｰﾄﾞ そしてｶｳﾝﾃｨﾝｸﾞあるいは飽和ﾓｰﾄﾞとして色々な測定にご利用頂けます。
　
　　　Pulse Counting Mode
入射ｲﾍﾞﾝﾄﾚｰﾄにかかわらず一定の出力で使用します。このような飽和ﾓｰﾄﾞは、一般に高ｹﾞｲﾝの得られる２枚以上MCPを重ねたもので実現できます。ｶｳﾝﾃｨﾝｸﾞﾓｰﾄﾞでMCPを使用することでｼﾝｸﾞﾙﾌｫﾄﾝの検出が可能になります。
ﾊﾟﾙｽｶｳﾝﾃｨﾝｸﾞは、天文学や分光学の分野のように非常に弱い信号を測定する場合非常に有効です。
ﾊﾟﾙｽｶｳﾝﾃｨﾝｸﾞﾓｰﾄﾞは、自己制限があります。
またこの検出器は、明るく輝く物のｲﾒｰｼﾞﾝｸﾞにも大変適しており、水中での映像や宇宙船の地球再突入のﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞなどにこの個性的なMCPの性質が有効に働きました。
 　　　Analog Mode
出力信号が入力ﾚｰﾄにより変化し、ｲﾍﾞﾝﾄﾚｰﾄの変化する光学的評価をするような場合のｸﾞﾚｰｽｹｰﾙ測定をするﾓｰﾄﾞです。
非常に弱い信号を増幅する必要のある超高速CRTやﾅｲﾄﾋﾞｼﾞｮﾝ(暗視装置)にこのLong-life MCPをｲﾒｰｼﾞﾝｸﾞやｱﾅﾛｸﾞ電流ﾓｰﾄﾞで用いることができます。
出力電流の広いﾚﾝｼﾞを持つことでCRTｼｽﾃﾑや質量分析などでより高い出力ﾚﾍﾞﾙの電流が得られます。
ｱﾅﾛｸﾞﾓｰﾄﾞで使用することで、高い位置分解、ﾎﾟｼﾞｼｮﾝｲﾒｰｼﾞﾝｸﾞ、電流増幅を必要とする分野においてご利用頂けます。
MCPを通常使用する場合ﾌﾟﾚｰﾄの両側に印加するﾊﾞｲｱｽ電圧は最高1200Ｖまでで、出力側を高電位にします。半導体層に流れるﾊﾞｲｱｽ電流は、連続して電子を増幅するために必要な電子を供給します。この電子を増幅する過程は、一枚のMCPの中の1つのﾁｬﾝﾈﾙにﾌｫﾄﾝや荷電粒子が入射するとそのﾁｬﾝﾈﾙ内のみで起こります。入射したﾌｫﾄﾝや荷電粒子がﾁｬﾝﾈﾙの内壁(Scondary Emissive Layer)に当ると2次電子が発生し、出射側に加速されていき、それらの電子が壁に当ると新たな２次電子が発生します。この過程が次々に起こり、最大104個の電子となって出射されます。

Multiplification Process MCP Cross Section
　

Multiplication Process Single Channel Detail

２枚以上重ねることでより高いｹﾞｲﾝ(> 106)を得ることができ、
ｼﾝｸﾞﾙMCP,　Chevron TM (Two Plates mounted),　Z-Stack(Tree plates mounted　ｹﾞｲﾝ >107)をお選び頂けます。
　


出力は、一般にｼﾝｸﾞﾙﾒﾀﾙｱﾉｰﾄﾞや光ﾌｧｲﾊﾞｰ表面に作られたﾌｫｽﾌｧｰｽｸﾘｰﾝにより信号として読み出されます。この他に、Multi-anode Wedge and strip、ﾚｼﾞｽﾃｨﾌﾞｱﾉｰﾄﾞｴﾝｺｰﾀﾞｰ(RAE)、ﾎﾟｼﾞｼｮﾝｾﾝｼﾃｨﾌﾞﾃﾞｨﾃｸﾀｰなどがあります。
ｶｽﾀﾑｵﾌﾟｼｮﾝとして色々ありますので(有)オプティマまでお問い合わせください。

MCPの種類についてはMCP Selection Guideをご覧ください。

　
　Long-Life MCPの特色

これらのLong−Life MCPは、高温での使用が可能なように標準MCPをｶﾞﾗｽ組成のものにに変えたもので、ｶﾞｽﾄﾗｯﾋﾟﾝｸﾞが少なく真空引きの時間が節約でき、ｼｽﾃﾑﾒﾝﾃﾅﾝｽなどの後のｼｽﾃﾑ立ち上げが早く行えます。

Long-Life MCPは、次のような電気的特色があります。
  • 長寿命−ｼｽﾃﾑの信頼性を維持するのに十分なより安定したﾊﾞｲｱｽ電流とｹﾞｲﾝ
  • 検出感度を改善する低ﾀﾞｰｸﾉｲｽﾞ
  • ﾁｭｰﾌﾞ内のｶﾞｽを排出しよりよい性能を維持し、ｼｽﾃﾑの立ち上げを早くするための高温でのﾍﾞｰｷﾝｸﾞが可能


Long-Life MCPは、他のMCPより5倍出力を維持できます。
　

Lifetime Comparison
Long-Life MCPs provide greater than 5 times the lifetime of the nearest competitor.


ﾀﾞｲﾅﾐｯｸﾚﾝｼﾞは、弱い信号から強い信号まで増幅特性が変化しないでどれだけ測定できるかを計る指標で、Long-Life MCP ﾃｸﾉﾛｼﾞｰは、Extended dynamic range(EDR) MCPにつながり、市販のMCPの中で最も高いﾀﾞｲﾅﾐｯｸﾚﾝｼﾞを持っています。
(競合の約100倍)
　

Dynamic Range
The Extended Dynamic Range 5μm Pore MCP provides the highest dynamic range available.
Here the superior dynamic range is shown against The standard 10μm Pore MCP.


EDR MCPは、高価な冷却器など使用なしに350℃での使用が可能で、他のﾃﾞｨﾃｸﾀｰが熱的問題を避けなければならないような環境で使用ができます。
またｸﾘｰﾝな状態で真空を維持するために500℃での真空処理をしても差し支えありません。

Linear responceは、入力が変化した場合どれだけMCPのｹﾞｲﾝを一定に維持できるかの指標で、全てのMCPﾃﾞｨﾃｸﾀｰは、出力電流がﾊﾞｲｱｽ電流の約10%を越えるとｹﾞｲﾝが下がります。Long-Life MCPは、Extended Dynamic Range ﾌﾟﾛｾｽと極微細ﾎﾟｱ−構造とともにLinear responceを強化し、他のMCPの100倍線形出力ﾚﾝｼﾞが改善されています。
　
　Long-Life MCPの特性

Spatial Resolution

ﾏｲｸﾛﾁｬﾝﾈﾙﾌﾟﾚｰﾄの分解能は、ﾎﾟｱ−の中心間隔に反比例します。Long-Life MCPには、5μm,6.5μm,8μm,10μm そして25μmのﾎﾟｱ−径のものがあり、5μmのものが一番分解能が高く、詳細なｲﾒｰｼﾞ測定が必要な場合最も適しています。

　

Spatial Resolution

High resolution MCPs are the result of exact manufacturing controls
to produce small pore MCPs with uniform center-to-center spacing.


Bias Angle

ﾏｲｸﾛﾁｬﾝﾈﾙﾌﾟﾚｰﾄのﾊﾞｲｱｽ角度は、表面に対するﾁｬﾝﾈﾙの角度で用途により変わります。UV、軟X線では 0-19°、高分解能のｱﾅﾛｸﾞ検出の場合は 5°、ChevronやZ-Stack ｱｯｾﾝﾌﾞﾘでは8°もしくは12°が最もよい角度になります。 0°ﾊﾞｲｱｽ角度は、主にｺﾘﾒｰｼｮﾝ用に使われます。
ﾊﾞｲｱｽ角度は検出効率に劇的に影響し、5°以下では電子の放射角がﾁｬﾝﾈﾙ壁に対して浅くなるため極端に効率が落ちます。

電子に対する検出ﾋﾟｰｸの角度は5°、
X線やXUV(10-50nm)は 10°、
EUV(50-100nm)は 15°となります。

15°より大きい角度は、入射がより深くﾁｬﾝﾈﾙ壁の中に入りこみ、それによって発生する2次電子がﾁｬﾝﾈﾙ壁からから飛び出す確率が低くなり、結果として検出感度が低下します。


Temporal Resolution

MCPの大変重要なﾊﾟﾗﾒｰﾀは、ﾃﾞｨﾃｸﾀｰの反応時間です。
検出時間は、ｱｽﾍﾟｸﾄ比(MCPの厚み)によく比例し、これらのﾃﾞﾊﾞｲｽは大変短いパスを持っています。それにより大変早い反応をし、ﾁｬﾝﾈﾙ内の高い電場によりすばやい電子増幅が起こります。ﾊﾟﾙｽ幅は1nsにもなります。ﾏｲｸﾛﾁｬﾝﾈﾙﾌﾟﾚｰﾄは、時間分解測定によく使用されます。

　

　　Temporal Resolution　　　　　　　　　　　Typical Temporal Responses
Typical pulse width measurements with　　　　　Details temporal responses typical of variety of detector
the 5micron pore advanced Performance 　　　 configurations.
Extended Dynamic Range MCP.

Optimized for Maximum Detection Efficiency and Open Area Retio

MCPに最初に入射したもののうち何ﾊﾟｰｾﾝﾄが2次電子放出に寄与したか、そのﾊﾟｰｾﾝﾄを検出効率と呼び、MCPの検出効率は入射するものの種類、ｴﾈﾙｷﾞｰ、入射角度と最初にMCPに当った時の変換効率に強く依存します。
　


　

　


ほとんどの使用状況下において、MCPのﾁｬﾝﾈﾙの間に当ったものは、一般的に変換に寄与しないため、MCPの検出効率は開口比(Open Area Ratio-OAR)によって制限されます。MCPの標準的なOARは、55-65%です。

Pulse Height Distribution

ｼﾝｸﾞﾙMCPが、入射によって励起された時のﾊﾟﾙｽﾊｲﾄﾃﾞｨｽﾄﾘﾋﾞｭｰｼｮﾝ(PHD)は、負のｴｸｽﾎﾟｰﾈﾝｼｬﾙ関数でよく表記されます。
Chevronno場合、空間電荷が飽和するのに十分高いｹﾞｲﾝを持つことができ、飽和動作時のPHDはｶﾞｳｼｬﾝ関数となります。このことは、ﾊﾟﾙｽｶｳﾝﾃｨﾝｸﾞﾓｰﾄﾞ測定ができ、ほとんど一定出力のﾊﾟﾙｽは、ｶｳﾝﾄﾚｰﾄ(＜ 106counts/sec./cm2)に関係ありません。
狭いﾊﾟﾙｽﾊｲﾄﾃﾞｨｽﾄﾘﾋﾞｭｰｼｮﾝは、ﾊﾟﾙｽｶｳﾝﾃｨﾝｸﾞ用の電気回路を簡単にし、ｶｳﾝﾃｨﾝｸﾞ統計を改善し、ﾃﾞｨﾃｸﾀｰの時間分解能をよくします。このﾃﾞｨﾃｸﾀｰは、それぞれの入射を区別でき、電気的ﾃﾞｨｽｸﾘﾐﾈｰﾀを適切に使用することでﾊﾞｯｸｸﾞﾗﾝﾄﾞﾉｲｽﾞを取り除くことができます。

PHDの特性は、一般にFWHMで記述し、ﾃﾞｨﾃｸﾀｰｹﾞｲﾝの増加(MCPにかける印加電圧を高くする)によるPHDの狭体化は、ﾉｲｽﾞをよく識別できるようになり、最適のS/N比で測定を行えます。

Pulse Height Distribution
With saturation in the detector, the PHD becomes Gaussian in nature.
　
　60:1 L/D

全ての標準ｻｲｽﾞのMCPは、60:1 L/D比が選択できます。

Length-to-Diameter Ratio(L/D)

60:1 L/D MCPは、色々な測定用ﾃﾞｨﾃｸﾀｰとして使用できるように、優れたｹﾞｲﾝ、PHD、強い機械的強度を持っています。


Higher Gain

60:1 L/DのLong-Life MCPは、通常の40:1 L/D MCPに比べ約10倍高いｹﾞｲﾝを持ちます。60:1 L/D MCPは、少しばかり高い印加電圧を必要とするとともに、より高いｹﾞｲﾝは、ﾃﾞｨﾃｸﾀｰの寿命を延ばし、検出感度を改善します。


Pulse Height Distribution

ChevronやZ-Stackとして60:1 L/DのLong-Life MCPを使用すると、40:1 L/D MCPに比べ約50%PHDが改善します。60:1 L/D MCPの狭いPHDは、信号認識を改善し、よりよいﾉｲｽﾞ除去を行えます。


Mechanical Strength

60:1 L/DのLong-Life MCPの厚さが厚くなったことで耐久性が改善され、取り扱いが容易になり、ｼｽﾃﾑの信頼性が確保できます。
60:1 L/DのLong-Life MCPは、多くのｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝで使用できるように色々な形状を選択できます
詳しくは（有）オプティマまでお問い合わせください

40:1 L/DのLong-Life MCPの印加電圧の上限は、1,000Voltsです。
Performance Characteristics
Configuration L/D Ratio 　Maximum
　Voltage		 Gain 　Pulse
　Height
Single MCP 40:1 1,000 V ＞4×103 Neg. Exp.
60:1 1,200 V ＞1×104 Neg. Exp.
Chevron 40:1 2,000 V ＞4×106 ＜175%
60:1 2,400 V ＞1×107 ＜100%
Z-Stack 40:1 3,000 V ＞3×107 ＜120%
60:1 3,600 V ＞2×108 ＜60%
　

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