金阴极提升光子计数成像探测器性能：分辨率与计数率优化

本文主要探讨了采用金(Au)阴极的光子计数成像探测器的性能提升。作者在分辨率测试板上通过蒸镀15纳米厚的Au薄膜，将其作为透射式阴极应用到感应读出式光子计数成像探测器中。实验的核心是研究Au阴极对微通道板(MCP)增益性能、探测器分辨率以及计数率的影响。 首先，研究发现添加Au阴极后，MCP的脉冲高度分布呈现出准高斯特性。当MCP的工作电压增加时，脉冲高度分布曲线的峰值会向高增益方向移动，而半峰全宽(FWHM)则逐渐变宽。这表明Au阴极的有效作用在于优化了信号处理过程，使得探测器的脉冲响应更加稳定且高效。 其次，Au阴极对于探测器的探测效率和信噪比有显著提升。这意味着探测器能够更有效地捕捉和转换光子，同时减少了噪声干扰，提高了成像的质量。 分辨率测试结果显示，使用Au阴极后的探测器空间分辨率优于75微米，这是相对于未加Au阴极时的系统性能有所改进。然而，值得注意的是，随着计数率的提高，空间分辨率可能会有所下降。为了维持系统的高分辨率（至少150微米），实验条件下允许的最大计数率为13.5千赫兹。 本文通过实验证明了金阴极在光子计数成像探测器中的积极作用，对于提高成像性能和优化操作参数具有重要的理论和实践价值。这对于研发更高性能的光学器件，特别是那些对分辨率和计数率有严格要求的应用领域，如天文观测、生物医学成像等，具有重要的指导意义。