新型微通道板型光电倍增管(MCP-PMT)批量生产

发布者:王颖颖发布时间:2021-12-31浏览次数:612

2008年底,实验室科研人员为下一代中微子实验发明了一款基于微通道板的大面积高量子效率光电倍增管。于 2009年,启动新型光电倍增管的预研并希望实现国产化。在2012年,研制出可测信号的8吋样管;2013年研制出可测单光电子谱的8吋样管;2014年研制出可测单光电子谱的20吋样管;2015年最终研制出量子效率、收集效率和单光电子峰谷比等关键技术指标达到国际先进水平的样管,并通过国际招标得到JUNO 75%的订单。2016年完成生产线建设,2017年开始进入批量生产环节。

        2016年底在即将完成批量生产线建设任务时,启动了批量测试平台的建设。以高能所为主,中科大、南理工、陕科大等老师同学的联合攻关下,经过100天的连续奋战,研发制备出30只大面积MCP-PMT同步测试平台,如图16所示。该平台可以实现与JUNO签订合同内所有参数的逐一100%测试,尤其是开发的多光纤扫描系统,可以快速准确的实现20吋光阴极均匀性扫描测试。在2017210号,邀请国内探测器领域知名专家,完成测试平台的评审验收工作。在第一批批量生产样管出厂前,实现了批量测试的保障工作,完成PMT的实时评估。



批量测试平台现场图

2017528号, 在南京北方夜视生产现场,召开了20吋微通道板型大面积PMT的国际评估,成立了以来自美国ANL实验室高能部主任Marcel教授为组长的专家组,对MCP-PMT合作组研发的20MCP-PMT样管,北方夜视20吋光电倍增管的批量生产和批量测试进行了全面评估,一致认可MCP-PMT合作组的工作,并评价该批量生产线和测试平台达到了国际先进水平。

2017515号第一批33620MCP-PMT交付JUNO,截止20171221号第12批发货,目前已经完成四千只出厂合格光电倍增管的交付,具体性能参数如图17所示。 批量生产的产品质量较之研发阶段的样管,性能都有大幅度的提升。



20MCP-PMT交付情况示意图

4000MCP-PMT批量测试结果


MCP-PMT合作组在NNVT批量生产MCP-PMT的同时,通过各种技术手段进行质量监测和质量控制,确保批量生产线和测试平台能够稳定工作,持续为JUNO提供后续一万一千只合格光电倍增管。同时,积极开展新产品研发和20PMT国际推广,保证三年后在完成JUNO订单后,NNVT还有其他PMT的订单保证生产线额运行和维护。以高能所研发人员为主,带队访问日本东京大学HyperK课题组和意大利DarkSide课题组,商讨20MCP-PMT的试用和联合测试。2017527-28日,高能所主办、北方夜视协办的 “混合型光电倍增管国际研讨会”在南京大学召开,来自国内外光电倍增管研究领域的专家齐聚一堂,就各种新型光电倍增管的研发和使用进行研讨,为NNVT的后续光电倍增管的研发提供有益建议。

在知识产权保护方面,2017年得到欧盟专利授权,就此,这款新型MCP-PMT,得到了全球主要的光电倍增管生产和使用国家(中国、日本、俄罗斯、美国和欧盟)的专利证书。同时获得了由国家知识产权局颁发的2017年中国专利优秀奖证书