DE69200648T2

DE69200648T2 - Mikrokanalplatte mit begrenzter Rückkopplung.

Info

Publication number: DE69200648T2
Application number: DE69200648T
Authority: DE
Inventors: Verle W Aebi; Kenneth A Costello
Original assignee: Intevac Inc
Current assignee: Northrop Grumman Guidance and Electronics Co Inc
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1992-06-12
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2012-06-13
Also published as: JPH0794139A; EP0521626B1; US5391101A; EP0521626A1; JP2641084B2; DE69200648D1; US5268612A

Description

Die Erfindung betrifft eine Mikrokanalplatte, ein Verfahren zur Beschränkung der Rückkopplung in einem Wafer-Bildverstärker und ein Verfahren zur Herstellung eines Vielkanalwafers.
Die Erfindung führt zu einer verbesserten Mikrokanalplatte (Microchannel Plate, MCP), welche die Herstellung eines nahabbildenden Bildverstärkers mit kleinerer Störungsfigur (Noise Figure Proximity- Focussed Image Intensifyer) gestattet, als es bei Verwendung derzeitiger MCP möglich ist. Scintillationsstörungen werden gegenuber herkömmlichen Bildverstärkern wesentlich gemindert. Dies ist ein Ergebnis der Beschränkung der Größe von Röntgenstrahl-, optischer und ionischer Rückkopplung von den Röhrenbestandteilen an der Ausgangsseite des MCPs zur Photokathode oder zu den MCP-Kanalwänden.
Mikrokanalplatten sind beispielsweise für die Herstellung von Waferröhren-Bildverstärkern ein wesentlicher Bestandteil. Die Figuren 1-4 zeigen herkömmliche Standardeinrichtungen und deren Betrieb. Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt ein als Proximity-Focussed Wafer Tube Image Intensifyer bezeichneter nahfokussierter bzw. nahabbildender Waferröhrenbildverstärker 10 ein Eingangsfenster 12 aus Glas oder eine faseroptische Frontplatte, an deren Rückseite eine Photokathode 14 aufgebracht ist. Die Mikrokanalplatte 16 ist beabstandet von und parallel zur Photokathode 14 befestigt, und abwärts der Mikrokanalplatte 16 ist ein Leuchtschirm 20 an einem Ausgangsfenster 18 in Form einer anderen faseroptischen Platte oder in Form von Glas angeordnet. Das Eingangsfenster 12 und das Ausgangsfenster 18 sind an entgegengesetzten Enden eines Vakuumgehäuses 22 montiert, wobei der Mikrokanal 16 zwischen diesen im Vakuumgehäuse enthalten ist. Das Rohr ist mit elektrischen Leitungen zum Anlegen geeigneter erwünschter Spannungen an die Photokathode 14, eine Eingangselektrode 24 (s. Fig. 2) an der Frontseite und einer Ausgangselektrode 26 (s. Fig. 2) an der Rückseite der Mikrokanalplatte 16 und dem Leuchtschirm 20 versehen.
Die drei Hauptkomponenten eines Waferrohrs 10 sind die Photokathode 14, die Mikrokanalplatte 16 und der Leuchtschirm bzw. Phosphorausgangsschirm 20. Die Photokathode 14 wandelt einfallende Photonen in Photoelektronen. Waferröhren der Generation-II verwenden eine Alkaliantimonid-Photokathode mit positiver Affinität. Waferröhren der Generation-III verwenden eine GaAs-Photokathode mit negativer elektronischer Affinität. Die Mikrokanalplatte 16 dient als hochauflösender Elektronenmultiplizierer, der das Photoelektronenbild verstärkt. Bei Verwendung in einem Bildverstärker hat die MCP typischerweise eine Elektronenverstärkung von 100 bis 1000. Das verstärkte Signal wird durch eine 6 kV Vorspannung in den Leuchtschirm 20 beschleunigt, der die Elektronenenergie in Ausgangslicht umwandelt, welches die Betrachtung des Bildes gestattet.
Die in Fig. 2 vergrößert dargestellte Mikrokanalplatte 16 besteht aus einem Feld von Miniaturkanalmultiplizierern 28 aus hohlen Glasfasern, die zusammengeschmolzen und durch einen festen Glasrandring 30 umgeben sind. Wie in Fig. 3 dargestellt, erfaßt und verstärkt jeder Kanalmultiplizierer 28 einfallende Strahlung und Partikel, wie beispielsweise Elektronen oder Ionen. Das Kanalmultiplizierer-Konzept basiert auf dem kontinuierlichen Dynodenelektronenmultiplizierer, der zuerst von P. T. Farnsworth, US- Patent US-A-1 969 399 vorgeschlagen wurde. Der Kanalmultiplizierer 28 besteht aus einem hohlen Rohr, das an der inneren Oberfläche mit einer Sekundärelektronen-emittierenden Halbleiterschicht 32 beschichtet ist. Die Schicht 32 emittiert sekundäre Elektronen in Antwort auf das Bombardement mit elektromagnetischer Strahlung oder Partikeln, wie beispielsweise Elektronen. Die Metall-Eingangs- und -Ausgangselektroden 24 und 26 sind an jedem Ende des Rohrs 28 bereitgestellt, um das Anlegen einer Vorspannung entlang des Kanals zu ermöglichen. Diese Vorspannung erzeugt ein axiales elektrisches Feld, das die emittierten sekundären Elektronen in den Kanal 28 herab beschleunigen. Die Sekundärelektronen streifen die Wand, welches wieder zusätzliche sekundäre Elektronen freisetzt. Dieser Prozeß wiederholt sich, wenn die Elektronen den Kanal hinunter beschleunigt werden. Dies führt zur Verstärkung des Eingangsphotons oder -teilchens. Ein größerer Puls von Elektronen wird von dem Ausgangsende des Kanals 28 in Antwort auf das Eingangsphoton oder -teilchen emittiert.
Bei der typischen Mikrokanalplatte 16 können die Kanaldurchmesser bis zu einigen Mikrometer klein sein. Für Bildverstärkungseinrichtungen sind Kanaldurchmesser typischerweise 10 bis 12 um. Die Kanäle haben typischerweise ein Längen-zu-Durchmesser- Verhältnis von 40. Die Kanalachsen sind typischerweise unter einem kleinen Winkel (5º) relativ zur Normalenrichtung der NCP-Oberfläche geneigt. Der Neigungswinkel stellt sicher, daß an der Röhrenanode erzeugte Ionen nicht den Kanal entlang beschleunigt werden können, sondern die Kanalwand nahe der Rückseite der MCP streifen. Dies vermindert ionische Rückkopplungsstörungen in der MCP und eliminiert ionische Rückkopplung von dem Phosphor- bzw. Leuchtschirm zur Photokathode.
Eine typische Platte kann einen aktiven Bereich mit 18 mm Durchmesser haben und enthält über 1 Million Kanäle. Die Platte wird aus einem Glaswafer hergestellt. Der Wafer wird aus geschmolzenem faseroptischem Material, das durch Zusammenschmelzen von Glasfasern gebildet wird, geschnitten. Die Glasfasern setzen sich aus einem Glaskern, umgeben von einem Ummantelungsglas mit anderer Zusammensetzung, zusammen. Nachdem die Glaswafer aus dem Material geschnitten worden sind, wird das Kernglas durch ein selektives Ätzverfahren entfernt, wobei die hohlen Kanäle ausgebildet werden. Die Platten werden in Wasserstoff wärmebehandelt, welches die freigelegte Glasoberfläche reduziert, wobei eine halbleitende Schicht an der Kanalwandoberfläche ausgebildet wird. Die dünne Silicaschicht 32 ruht auf der halbleitenden Schicht, welche die Sekundärelektronenemittierende Oberfläche bildet.
In traditioneller Weise sind die Eingangs- und Ausgangselektroden 24 und 26 an jeder Oberfläche der Platte durch Abscheiden einer dünnen Metallisierungsschicht gebildet. Die Schichtdicke ist typischerweise in der Größenordnung von 80 nm (800 Å) bei der Eingangselektrode 24 und 110 nm (1100 Å) bei der Ausgangselektrode 26. Fig. 4 zeigt eine elektronenmikroskopische Darstellung einer guer geschnittenen MCP im Bereich der Ausgangselektrode. Die Metallisierungsdicke 110 nm (1100 Å) ist relativ zum Kanaldurchmesser (10 um) so dünn, daß diese in der Photographie nicht sichtbar ist. Nichrom oder Inconel sind die üblicherweise verwendeten Elektrodenmaterialien. Diese Materialien werden aufgrund ihrer guten Anhaftung an der Glasoberfläche der MCP verwendet.
Die Eingangselektrode 24 wird durch Vakuumaufdampfen mit einem kollimierten Strahl von Metallatomen abgeschieden. Der Strahl fällt relativ zur MCP-Oberfläche unter einem steilen Winkel ein, um das Eindringen des Metalls herab in die MCP-Kanäle zu minimieren. Die MCP wird während des Metallisierungsverfahrens gedreht, um eine gleichförmige Bedeckung der Plattenoberfläche und des Eindringens in den Kanal zu ergeben. Die praktische Grenze ist die Hälfte eines Kanaldurchmessers an Eindringen des Metalls in den Kanal herab. Es ist erwünscht, das Kanaleindringen zu beschränken, da die üblicherweise verwendeten Metalle Inconel oder Nichrom einen sehr niedrigen Sekundärelektronenemissionskoeffizienten haben. Falls die primären Teilchen oder Photonen die metallisierte Kanalwand streifen, kann kein sekundäres Elektron erzeugt werden. Somit wird die Verstärkung der MCP gesenkt. Noch wichtiger ist, daß die Störungseigenschaften der MCP leiden, wenn einige der Primärteilchen nicht erfaßt werden, falls diese die metallisierte Kanalwand streifen. Die Störungseigenschaften der MCP werden ebenfalls durch eine breite Einzelteilchenverstärkungsverteilung verschlechtert, welche sich aus der Änderung der Verstärkung in Abhängigkeit davon ergibt, ob das primäre Teilchen die Eingangsmetallisierung 24 streift oder die Sekundärelektronen-emittierende Schicht 32.
Die Ausgangselektrode 26 wird ebenfalls durch Vakuumabscheidung mit einem kollimierten Strahl von Metallatomen abgeschieden. In diesem Fall ist der Einfallswinkel zusammen mit der MCP-Drehung so eingestellt, daß tieferes Eintreten des Metalls in den Kanal möglich ist. Typischerweise dringt das Metall 1,5 bis 3,0 Kanaldurchmesser ein. Dies ist Fachleuten auf dem Gebiet der MCP-Herstellung bekannt als Endspoiling bzw. Endspoiler. Die Verstärkung der MCP wird durch dieses Vorgehen vermindert. Jedoch wird diese Verstärkungssenkung mehr als korrigiert durch andere erwünschte Eigenschaften, die sich aus diesem Vorgehen für MCPs ergeben, die als Bildverstärker verwendet werden. Im speziellen ist die Ausgangselektronenenergieverteilung von MCPs mit Endspoiler gleichförmiger als diejenige von Platten ohne Endspoiler, wie es beschrieben wird von N. Koshida "Effects of Electrode Structure on Output Electron Energy Distribution of Microchannel Plates", Rev. Sci. Instrum., 57(3), 354 (1986). Dies gestattet es, Bildverstärker mit höherer Auflösung mit MCPs mit Endspoiler herzustellen aufgrund verbesserter Elektronenoptik, die sich aus der gleichförmigen Ausgangselektronenenergieverteilung ergibt.
Die verbesserte emittierte Elektronenenergieverteilung, die sich mit dem Endspoiler ergibt, beruht auf der Tatsache, daß der Hauptanteil der emittierten Elektronen sekundäre von den metallisierten Kanalwänden, welche den Endspoilerbereich bilden emittierte Elektronen. Diese Sekundären werden aufgegeben, wenn ein von weiter oben im Kanal emittiertes Elektron durch das axiale elektrische Feld den Kanal hinunter beschleunigt wird und den metallisierten Bereich am Ausgang des Kanals streift. Das axiale elektrische Feld im Endspoilerbereich ist Null aufgrund der hohen Leitfähigkeit des Metalls. Daher werden die emittierten Elektronen nach der Emission nicht beschleunigt, was zu einer gleichförmigeren Energieverteilung der emittierten Elektronen führt.
Die Rausch- bzw. Störungseigenschaften eines Bildverstärkers sind kritisch für seine Nützlichkeit als Restlichtverstärker bzw. Bildgeber für Licht niedriger Intensität. Die Störungseigenschaften werden typischerweise durch den Rauschfaktor, Kf, des Bildverstärkers gekennzeichnet. Der Rauschfaktor eines Bildverstärkers wurde in der Vergangenheit als größtenteils durch die Störungseigenschaften der MCP bestimmt angesehen. Der Rauschfaktor kann durch die folgende Gleichung definiert werden:
SNR ist das Signal-Zu-Rausch- bzw. Signal-zu-Störungs- Leistungsverhältnis. SNRin ist das SNR des Eingangselektronenflusses zur NCP. In einem Bildverstärker ist dies ebenfalls die SNR des Photoelektronenflusses von der Photokathode. SNRout ist die SNR des Ausgangsphotonenflusses von dem Bildverstärker-Leuchtschirm. Beide Verhältnisse werden über die gleiche Rauschbandbreite gemessen. Der Rauschfaktor kann ebenfalls definiert werden, falls SNRout die SNR des Ausgangselektronenflusses von dem MCP ist. In diesem Fall ist der Rauschfaktor derjenige der NCP allein. Die in dieser Beschreibung dargestellten Rauschfaktorergebnisse werden im Hinblick auf einen Bildverstärker angegeben, bei welchem SNRin für den Photoelektrodenfluß der Photokathode steht, und SNRout für den Photonenfluß von dem Verstärker-Leuchtschirm steht.
Die Störungsleistungen eines auf einer NCP basierenden Bildverstärkers können ferner durch verschiedene Rückkopplungsmechanismen verschlechtert werden. Die Rückkopplungsmechanismen, die Störungen erzeugen, die in der Vergangenheit betrachtet wurden, beziehen sich auf intern erzeugte ionische Rückkopplung in der MCP oder optische photonische Rückkopplung von dem Leuchtschirm, wie beschrieben von R. L. Bell "Noise Figure of MCP Image Intensifier Tube", IEEE Trans. Elec. Dev. ED-22, Nr. 10, Seiten 821-829, Oktober 1975. Diese Ionen können Störungspulse erzeugen, wenn diese zurück auf den MCP-Eingang beschleunigt werden, so sekundäre Elektronen erzeugt werden, wenn die Ionen die Kanalwand treffen. Im Falle eines Bildverstärkers der Generation-II können die Ionen zur Photokathode beschleunigt werden, wobei sekundäre Elektronen erzeugt werden. Bei der Technologie der Generation-III wurde ionische Rückkopplung von der MCP zur Photokathode durch Aufbringen eines dünnen, 5 - 10 nm (50 - 100 Å) Films über dem MCP-Eingang eliminiert, wie beschrieben von H. K. Pollehn "Image Intensifiers", Applied Optics and Optical Engineering, Band VI, 399, Academic Press (1980). Dieser Film ist halb durchsichtig für die Photoelektronen, wird jedoch Ionen vom Bombarieren der Photokathode abhalten.
Optische Photonenrückkopplung wird bei einem herkömmlichen Bildverstärker vermieden durch Sicherstellen, daß die Aluminiummetallisierungsschicht, welche die Anode der Röhre bildet und den Leuchtschirm bedeckt, ausreichend dick ist, um das Eindringen von durch den Leuchtschirm erzeugtem Licht vollständig zu vermeiden. Dieses Verfahren ist wirkungsvoll und vermeidet generell beliebige merkliche Rückkopplung durch optische Photonen zur MCP oder zur Photokathode. Optische Photonen können aufgrund ihrer niedrigen Energie (2 - 3 eV) beim Auftreffen auf den MCP-Eingang oder die Photokathode ebenfalls nicht mehr ein Photoelektron erzeugen und können somit nicht die bei Bildverstärkern beobachteten großen Leuchterscheinungen bewirken. Die Ionenrückkopplung des Leuchtschirms zur MCP-Wand wird beim Stand der Technik durch den 5º-Neigungswinkel, der von herkömmlichen MCPs verwendet wird, etwas beschränkt.
Beim Stand der Technik wurde festgestellt, daß der Rauschfaktor eines Bildverstärkers generell ansteigt, wenn die Photokathodenempfindlichkeit für eine vorgegebene Röhrentechnologie ansteigt. Dieser Anstieg des Rauschfaktors mindert die Verbesserungen des SNR im Hinblick auf dasjenige, welches aufgrund des Anstiegs der Kathodenphotoantwort erwartet würde, und diese Erhöhung des Rauschfaktors ist im speziellen zu erkennen bei den empfindlicheren GaAs-Photokathoden, die bei der Bildverstärkertechnologie der Generation-III verwendet wird. Der Anstieg des Rauschfaktors mit ansteigender Photoantwort, der für einen typischen Bildverstärker der Generation-III gemessen wurde, ist in Fig. 5 dargestellt. Ein Grund dieses Anstiegs, so ist das derzeitige Verständnis, liegt in Rückkopplungsmechanismen vom Leuchtschirm im Bildverstärker. Im speziellen wird nun gezeigt, daß Röntgenrückkopplung ein merklicher Rückkopplungsmechanismus in einem Bildverstärker der Generation-III ist und einen wichtigen Beitrag zum Rauschfaktor eines Bildverstärkers der Generation-III liefert.
Herkömmliche Bildverstärker leiden ebenfalls an großen Scintillationslichtpulsen, die dazu neigen, das Bild zu verschlechtern, und beachtlich zum Rauschfaktor der Röhre beitragen. Diese Scintillationen wurden in der Vergangenheit ionischer Rückkopplung innerhalb der MCP und zur Photokathode zugeschrieben. Die neuen Mechanismen der Röntgenrückkopplung von der Anode zu der MCP- Kanalwand oder Photokathode werden mit dieser Erfindung als Hauptquelle dieser Scintillationen dargestellt.
Die von der MCP emittierten Elektronen werden typischerweise auf eine Energie von 6 keV vor dem Streifen der Anode und dem Anregen des Phosphors bzw. Leuchtstoffs beschleunigt. Die meiste Elektronenenergie wird in Licht gewandelt oder wird aufgrund thermischer Vibrationen des Aluminium- und Phosphor-Targets verloren. Ein geringer Bruchteil der Energie wird in Röntgenstrahlen gewandelt. Dieser Bruchteil liegt in der Größenordnung von 0,01 % der einfallenden Elektronenenergie.
Ungefähr die Hälfte der Röntgenenergie wird bei den charakteristischen K-Alpha-Linien des Targetmaterials emittiert, wie es von K. F. Galloway et al. in "Radiation Dose at the Silicon-Saphire Interface due to Electron-Beam Aluminization", J. Appl. Phys. 49 (4), 2586 (1978), beschrieben wurde, im speziellen bei der K-Alpha-Linie von Aluminium (1,487 keV) für einen aluminisierten Leuchtschirm. Das ZnCdS, das in dem P-20-Phosphor verwendet wird, der Standard für einen Bildverstärker zur Anwendung bei Nachtsichtanwendungen ist, hat charakteristische Röntgenlinien höherer Ordnung bei Bombardement mit der bei einem Bildverstärker verwendeten typischen 6 keV Elektronenenergie. Der Schwefel hat eine charakteristische K-Alpha- Linie bei 2,3 keV. Zink hat eine Anzahl charakteristischer Linien höherer Ordnung unterhalb von 1,1 keV, während Cadmium eine Anzahl von Linien höherer Ordnung nahe bei 3,5 keV hat. Der Rest der Röntgenstrahlen hat ein kontinuierliches oder Bremsstrahlungsspektrum von Energien bis zur Bombardierungsenergie der Elektronen, bei diesem Beispiel 6 keV.
Eine GaAs-Photokathode ist ein sehr wirksamer Röntgendetektor, wie von D. Bardas et al. in "Detection of Soft X-Rays with NEA III-V Photocathodes", Rev. Sci. Instrum., 49(9), 1273 (1978), berichtet wird. Ein Aluminium-K-Alpha-Röntgenstrahl wird die Emission von 60 oder mehr Photoelektronen bewirken, was zu einer hellen Scinillation auf dem Leuchtschirm und einem höheren Rauschfaktor führt. Die größere Anzahl von Photoelektronen, die pro absorbiertem Röntgenstrahl erzeugt wird, bewirkt den größeren Beitrag zum Rauschfaktor durch Röntgenrückkopplung. Die Anzahl emittierter Photoelektronen ist eine Funktion der Röntgenenergie und der Elektronen-Entkomm- Wahrscheinlichkeit von der Photokathode in das Vakuum.
Die Röntgentransmission durch die MCP zur Photokathode ist bedeutend für den vorstehenden Rückkopplungsprozeß zur Photokathode, damit dieser bei einem Bildverstärker beachtlich wird. Beachtliche Röntgentransmission durch eine MCP wurde berichtet von P. I. Bjorkholm et al. "X-Ray Quantum Efficiency of Microchannel Plates", SPIE, Band 106, 189 (1977). Bjorkholm zeigte, daß bei streifenden Winkeln ein beachtlicher Bruchteil der einfallenden Röntgenstrahlen durch eine MCP hindurchgelassen werden. Die transmittierten Röntgenstrahlen sind diejenigen, die auf die MCP bei einem Winkel von weniger als 2 bis 10º treffen. Mit ansteigender Röntgenenergie nimmt der für die Übertragung benötigte Einfallswinkel ab, wie es von Bjorkholm beschrieben wird. Die Transmission für einen 2º-Einfallswinkel oder weniger führt zu einer Transmission von 0,0025 der einfallenden Röntgenstrahlen durch die MCP. Dieser Pegel von Röntgenstrahlübertragung ist merklich, wenn die MCP-Verstärkung im Bereich von 500 bis 1000 ist, welches die Anzahl von erzeugten Röntgenstrahlen pro von der Kathode emittiertem Photoelektron erhöht.
Es wurde ein Modell für den Rauschfaktor entwickelt, der sich von der Röntgenstrahlerzeugung an der Anode einer eine MCP enthaltenden Waferröhre der Generation-III ergibt. Das Modell soll die von der Röntgenstrahlrückkopplung zur Photokathode erwarteten generellen Grenze beschreiben. Dies soll kein exaktes Modell sein, da die gesamten von einem System benötigten Parameter von den Spezifikationen dieses Modells abweichen können.
Das Modell umfaßt Röntgenstrahlerzeugung für eine Aluminiumanode als Funktion der Elektronenbombardement-Energie, Elektronenerzeugung in einer GaAs-Photokathode als Funktion der Röntgenenergie und GaAs- Dicke und Elektronen-Entkomm-Wahrscheinlicbkeit von der Photokathodenoberfläche. Die MCP-Röntgentransmission und MCP- Verstärkung sind ebenfalls in dem Modell enthalten. Ein MCP- Röntgenstrahl-Übertragungsfaktor von 0,0025 und eine MCP-Verstärkung von 750 werden in den in dieser Beschreibung dargestellten Modellergebnissen verwendet. Der Grundlinienrauschfaktor einer mit Film versehenen MCP, der nicht den Beitrag der Röntgenstrahlrückstreuung umfaßt, wird als 3 angenommen. Dieser Faktor beruht hauptsächlich auf dem offenen Flächenverhältnis von 62 % der MCP. Elektronen, welche den Elektrodenbereich zwischen den Kanälen streifen, werden typischerweise nicht durch eine mit Film versehene MCP erfaßt. Die GaAs-Kathodendicke, die in dem Modell verwendet wird, beträgt 1,5 um. Diese Parameter werden verwendet, um den Rauschfaktorbeitrag aufgrund der Röntgenstrahlrückkopplung in einem Bildverstärker zu berechnen.
Das Modell sagt einen Anstieg des Rauschfaktors mit der Photokathodenempfindlicbkeit (Fig. 6) voraus. Dies ist in Übereinstimmung mit den in Fig. 5 dargestellten experimentellen Daten. Die berechnete Elektronenerzeugungsrate in einer 1,5 um dicken GaAs- Schicht ist in Fig. 7 als Funktion der Röntgenstrahlbeschußenergie dargestellt. Die Anzahl der elektronenerzeugten Peaks bei einer Röntgenbeschußenergie bzw. Röntgenstrahlbeschußenergie von ungefähr 2,4 keV. Höhere Röntgenstrahlbeschußenergien führten zur Erzeugung von weniger Elektronen in der GaAs-Schicht, da die meisten Röntgenstrahlen durch die Schicht transmittiert wurden. Somit hat eine GaAs-Kathode nahe der durch den Elektronenbeschuß erzeugten charakteristischen Linien eines aluminisierten Leuchtschirms durch 6 keV-Elektronen eine Empfindlichkeit nahe dem Spitzenwert.
Das Modell sagt ebenfalls korrekt die funktionelle Abhängigkeit der Rauscheigenschaften eines Bildverstärkers der Generation-III als Funktion der angelegten Vorspannung und der Photokathodenempfindlichkeit voraus. Die Wirkung auf den Rauschfaktor des Anstiegs der MCP-zu-Leuchtschirm-Vorspannung mit der Photokathodenempfindlichkeit als Parameter ist in Fig. 8 dargestellt. Der Rauschfaktor als Funktion der MCP-Vorspannung ist in Fig. 9 modelliert mit der Photokathodenempfindlichkeit als Parameter. Fig. 10 zeigt Daten des Rauschfaktors als Funktion der Schirmvorspannung für einen Bildverstärker der Generation-III mit der Photokathoden- Photoantwort als Parameter. Fig. 11 zeigt Daten, die vom gleichen Bildverstärker als Funktion der MCP-Vorspannung aufgenommen wurden. Wiederum ist die Photokathoden-Photoantwort ein Parameter. Die Daten in den Fig. 10 und 11 zeigen die gleiche funktionale Abhängigkeit wie die in den Fig. 8 und 9 gezeigten Modellergebnisse.
Die vorstehenden experimentellen Ergebnisse zeigen eine starke Unterstützung für die Hypothese, daß Röntgenrückkopplung ein bedeutender Beitrag für den Rauschfaktor eines eine MCP enthaltenden Bildverstärkers ist. Die Daten zeigen ebenfalls, daß diese Wirkung an Bedeutung zunimmt, wenn die Photokathodenempfindlichkeit gegenüber Röntgenstrahlen ansteigt. Somit wird diese Wirkung wichtiger bei der Technologie der Generation-III, welche die empfindlichere GaAs- Photokathode verwendet. Diese Photokathode ist gegenüber Röntgenstrahlen aufgrund ihrer höheren Elektronen-Entkomm- Wahrscheinlichkeit im Vergleich zu herkömmlichen Photokathoden empfindlicher, und dies ist ebenfalls ein Ergebnis ihrer viel höheren Dicke. Eine GaAs-Photokathode ist typischerweise 10- bis 50-mal dicker als eine Photokathode mit positiver Affinität und wird eine proportional höhere Anzahl von Röntgenstrahlen absorbieren, wodurch Elektronen erzeugt werden, die dann emittiert werden können, welches zu einem höheren Rauschfaktor führt.
Es ist ebenfalls festzuhalten, daß der vorstehende Rückkopplungsmechanismus unabhängig von der Lichteingangsleistung ist. Der erhöhte Rauschfaktor aufgrund von Röntgenstrahlrückkopplung wird bei einem beliebigen Eingangssignalpegel zur MCP vorhanden sein.
Ein weiterer Nachteil beim Stand der Technik besteht in der Verwendung von Inconel oder Nichrom als Eingangs- und Ausgangselektroden-Metallisierungsmaterial. Diese Materialien haben sehr niedrige Sekundärelektronenemissionskoeffizienten. Dies senkt die Verstärkung der Platte, da Elektronen, welche das Inconel oder Nichromm streifen, typischerweise weniger als ein Sekundärelektron ergeben. Dies senkt die Verstärkung der MCP.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Mikrokanalplattenvorrichtung, wie in Anspruch 1 beansprucht, und ein Verfahren, wie in Ansprüchen 10 und 11 beansprucht, bereitzustellen, welches die Rückkopplung von Photonen, Ionen oder neutralen Teilchen von der Ausgangsseite der Platte begrenzt.
Gemäß vorliegender Erfindung wird der offene Bereich des Ausgangsendes der Kanäle der MCP um wenigstens 10 % relativ zu einer MCP mit Spoiler des Standes der Technik vermindert. Die zusätzlichen Störungen aufgrund von Rückkopplungswirkungen des Schirms zur MCP werden proportional zur Senkung des offenen Ausgangsbereichs der MCP gesenkt. Die Senkung des offenen Ausgangsbereichs um weniger als 10 % würde bei der Herstellung einer merklichen Senkung des Rauschfaktors uneffektiv sein. Die maximale Senkung des offenen Ausgangsbereichs muß niedriger als 100 % sein, welches die Kanäle vollständig verschließen würde, da ein Teil der Öffnung verbleiben muß, um das Verlassen der Elektronen der MCP zu gestatten. Eine Senkung im Bereich von ungefähr 10 % bis ungefähr 85 % führte zu einem nützlichen Kompromiß zwischen den beiden vorstehend beschriebenen Extremen.
Im allgemeinen ist jedoch eine Senkung beim höheren Ende dieses Bereichs beim Ausführen der Erfindung am wirkungsvollsten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der offene Bereich am Ausgangsende der Kanäle durch Abscheiden einer Schicht von Aluminium gesenkt, die wenigstens 10 % des offenen Bereichs des Ausgangsendes der Kanäle und vorzugsweise im wesentlichen 75 bis 85 % des offenen Bereichs der Kanäle beträgt.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Mikrokanalplatten Elektroden und Kanalwände mit einer strukturierten Oberfläche versehen sein, um die Röntgenstrahltransmission mittels Reflexion zu senken.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, Eingangs- und Ausgangsmetallisierungsmaterialien an der Platte bereitzustellen, die als Elektroden wirken, die einen höheren Sekundäremissionskoeffizienten als das üblicherweise verwendete Inconel -Material haben.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung werden metallisierte Schichten von Aluminium und sowohl dem Eingangs- als auch dem Ausgangsende der Kanäle der Mikrokanalplatte vorgesehen.
Bevorzugte Eigenschaften der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische vergrößerte Querschnittsdarstellung eines herkömmlichen Waferröhrenbildverstärkers,
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte, perspektivisch verkürzte Darstellung einer herkömmlichen Mikrokanalplatte,
Fig. 3 zeigt eien vergrößerte schematische Ansicht eines Einkanalmultiplizierers, der von einer herkömmlichen Mikrokanalplatte genommen wurde,
Fig. 4 zeigt eine teilweise elektronenmikroskopische Querschnittsaufsicht auf den Ausgangsbereich einer herkömmlichen Mikrokanalplatte,
Fig. 5 zeigt eine typische graphische Darstellung des Rauschfaktors als Funktion der Photoantwort für einen Bildverstärker der Generation-III, der eine herkömmliche MCP enthält,
Fig. 6 zeigt eine graphische Darstellung des modellierten Rauschfaktors als Funktion der relativen Photoantwort für einen typischen Bildverstärker der Generation-III, der eine herkömmliche MCP enthält,
Fig. 7 zeigt eine graphische Darstellung der Elektronengenerationsrate pro anfallendem Röntgenphoton in einer 1,5 um dicken GaAs-Schicht als Funktion der Röntgenstrahlenergie,
Fig. 8 zeigt eine graphische Darstellung des modellierten Rauschfaktors als Funktion der MCP-zu-Schirm-Vorspannung für einen typischen Bildverstärker der Generation-III, der eine herkömmliche MCP enthält, mit der Kathodenlumineszenz als Parameter,
Fig. 9 zeigt eine graphische Darstellung des modellierten Rauschfaktors als Funktion der Vorspannung für einen typischen Bildverstärker der Generation-III, der eine herkömmliche MCP enthält, mit der Kathodenphotoantwort als Parameter,
Fig. 10 zeigt eine graphische Darstellung des Rauschfaktors als Funktion der MCP-zu-Schirm-Vorspannung für einen typischen Bildverstärker der Generation-III, der eine herkömmliche MCP enthält, mit der Kathodenphotoantwort als Parameter,
Fig. 11 zeigt eine graphische Darstellung des Rauschfaktors als Funktion der MCP-Vorspannung für einen typischen Bildverstärker der Generation-III, der eine herkömmliche MCP enthält, mit der Kathodenphotoantwort als Parameter,
Fig. 12 zeigt eine vergrößerte perspektivische verkürzte Darstellung einer erfindungsgemäßen Mikrokanalplatte,
Fig. 13 zeigt eine teilweise aufgebrochene Aufsichts- Querschnittsdarstellung einer Mikrokanalplatte, die gemäß vorliegender Erfindung hergestellt wurde,
Fig. 14 zeigt eine graphische Darstellung des Rauschfaktors als Funktion der Photoantwort für einen Verstärker der Generation-III, der die verbesserte MCP enthält, im Vergleich zu einem Verstärker, der die herkömmliche MCP enthält,
Fig. 15 zeigte eine graphische Darstellung des Rauschfaktors als Funktion der MCP-zu-Schirm-Vorspannung für einen Bildverstärker der Generation-III, der eine verbesserte MCP gemäß dieser Erfindung enthält, mit einer Kathodenlumineszenz von 1221 Mikroampere/Lumen,
Fig. 16 zeigt eine graphische Darstellung des Rauschfaktors als Funktion der MCP-Vorspannung für einen Bildverstärker der Generation-III, der eine verbesserte MCP gemäß dieser Erfindung enthält, mit einer Kathodenlumineszenz von 1652 Mikroampere/Lumen,
Fig. 17 zeigt eine graphische Darstellung der Anzahl der beobachteten Szintillationen als Funktion der Szintillationshelligkeit für einen Bildverstärker der Generation-III, der eine herkömmliche MCP enthält, im Vergleich zu einem Verstärker der Generation-III, der eine verbesserte MCP gemäß dieser Erfindung enthält.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den Fig. 12 und 13 dargestellt, ist eine Ausgangselektrode 126, vorzugsweise Aluminium, an der Ausgangsoberfläche der Mikrokanalplatte 116 abgeschieden, um im wesentlichen den offenen Bereich der Kanäle 128, der durch die Kanalwände 130 gebildet ist, abzuschließen.
Es wurde herausgefunden, daß die Anzahl von Photonen (einschließlich Röntgenstrahlen) geladenen oder neutralen Teilchen, die in den Kanal von dem Bereich der Ausgangsseite der MCP eintreten, um wenigstens das gleiche Verhältnis gesenkt werden kann, wie das Verhältnis der Bereichsreduzierung zwischen dem normalen offenen Ende des Ausgangs des Kanals 128 und der reduzierten Öffnung 132, die sich aus der am Ausgangsende des Kanals abgeschiedenen Ausgangselektrode ergibt. Es wurde herausgefunden, daß diese Reduktion der Anzahl von Photonen oder Teilchen, welche in die Platte treten können, die durch Rückkopplung erzeugten Störungen dieser Photonen oder Teilchen zum MCP-Eingangsbereich oder zu einer Photokathode 14, die im Bereich vor der MCP existieren kann, senkt. Die Anzahl heller Blitze oder Szinitillationen, die auf dem Leuchtschirm bei niedrigen Lichtpegeln beobachtet werden, sind bei einem Bildverstärker, der die verbesserte MCP dieser Erfindung verwendet, vermindert.
Gemäß dieser Erfindung ist der Ausgangskanalbereich der MCP um wenigstens 10 % vermindert und vorzugsweise um im wesentlichen 75 bis 85 % gesenkt durch Aufbringen einer viel dickeren Metallisierungsschicht für die Ausgangselektrode der Mikrokanalplatte, als dies üblich ist. Die für die verwendete Ausgangselektrode typische Metallisierungsdicke beträgt 110 nm (1100 Å, d.h. 0,11 um). Gemäß dieser Erfindung wird für eine MCP mit 10 um Durchmesser-Kanälen und einem 12,5 um Mitte-zu-Mitte-Kanalabstand eine 7 um dicke Aluminiumschicht auf die MCP-Oberfläche mit Standarddünnfilmabscheidungsverfahren, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, aufgebracht. Das Elektrodenmaterial kann beispielsweise an die MCP bei einem Einfallswinkel von 60 bis 70º zur MCP aufgebracht werden, während die MCP gedreht wird. In diesem Beispiel ist der offene Kanalausgangsbereich um ungefähr 25 % desjenigen einer normal bearbeiteten MCP gesenkt. Es wurde herausgefunden, daß die Transmission der Platte für Photonen, geladene oder neutrale Teilchen um einen ähnlichen Prozentsatz gesenkt ist.
Fig. 14 vergleicht die Rauschfaktoren einer Anzahl von Bildverstärkern der Generation-III, welche die verbesserte MCP gemäß dieser Erfindung enthalten, mit den herkömmlichen Leistungsdaten, die vorhergehend in Fig. 5 dargestellt sind. Die verbesserten MCPs hatten Reduktionen des freien Ausgangsbereichs bzw. der freien Ausgangsfläche von 75 bis 85 %. Die Rauschfigur der die verbesserte MCP enthaltenden Verstärker ist nicht länger eine Funktion der Photokathodenempfindlichkeit, wie das der Fall für Verstärker war, die herkömmliche MCPs enthalten. Eine graphische Darstellung des Rauschfaktors als Funktion der MCP-zu-Schirm-Vorspannung ist in Fig. 15 dargestellt. Der Rauschfaktor nimmt nun mit der MCP-zu-Schirm- Vorspannung ab und ist viel niedriger als bei herkömmlichen Verstärkern (Fig. 10). Fig. 16 zeigt eine Darstellung des Rauschfaktors als Funktion der MCP-Vorspannung für die verbesserte MCP dieser Erfindung. Der Rauschfaktor ist wiederum viel geringer als bei einem herkömmlichen Verstärker mit einer ähnlichen Photoantwort und beim Betrieb bei ähnlichen Vorspannungen (Fig. 11). Die Ergebnisse zusammen mit den vorhergehend in dieser Beschreibung dargestellten Modellresultaten zeigen, daß die verbesserte MCP nun deutliche Senkungen des Rauschens bzw. der Störungen zeigt, wenn Photonen oder Teilchen an der Ausgangsseite der MCP durch die MCP treten.
Fig. 17 vergleicht die Anzahl von auf dem Leuchtschirm eines Bildverstärkers, der eine typische herkömmliche MCP enthält, beobachtet werden, mit einem Bildverstärker, der eine MCP enthält, die, wie vorstehend in dieser Beschreibung beschrieben, mit einer 75 % Reduktion des offenen Ausgangskanalbereichs hergestellt ist. Die Anzahl heller Szintillationen ist um ungefähr eine Größenordnung im Vergleich zu einer Röhre mit der herkömmlichen MCP bei der Röhre mit der verbesserten MCP gesenkt.
Durch Ändern des offenen Ausgangsbereichs können Kompromisse bei Verstärkung und Rauschfaktor konstruktiv beherrscht werden, welches die Optimierung der MCP für eine vorgegebene Anwendung ermöglicht. Wenn die letztliche Grenze der vollständigen Verschließung der Kanalausgangsöffnung erreicht wird, wird die Senkung der MCP- Verstärkung bei einer vorgegebenen Vorspannung sichtbar werden, da die verstärkten Elektronen nicht mehr länger in der Lage sind, aus dem Kanal zu treten. Der Leitwert durch die Platte wird ebenfalls beschränkt, welches die Fähigkeit zur normalen Bearbeitung und zum Ausgasen der MCP vermindert. Bei dem anderen Grenzwert von geringer oder keiner Verminderung des offenen MCP-Ausgangskanalbereichs wird die Rückkopplung der Teilchen oder Photonen in die Platte nicht beschränkt. Eine Reduktion von 10 % oder mehr des freien Bereichs des Kanalausgangs wird benötigt, um Rückkopplung von Teilchen oder Photonen merklich zu mindern. Die Optimumreduktion des Bereichs für eine Anwendung wird durch die für die Anwendung benötigte MCP- Verstärkung im Gleichgewicht mit der benötigten Senkung der Rückkopplung von Photonen oder Teilchen in die Platte festgelegt.
Die mikrophotographische Darstellung von Fig. 13 zeigt die abgeschiedene Elektrode an der Ausgangsfläche einer Mikrokanalplatte. Diese Darstellung zeigt die Struktur der abgeschiedenen Elektrodenoberfläche. Die an der Oberfläche durch den dünnen Film der Aluminiumelektrode der Oberfläche bereitgestellte Strukturierung senkt ferner, so nimmt man an, die Röntgenstrahltransmission einer Mikrokanalplatte. Dies ist ein Ergebnis der Verminderung der spiegelnden Reflexion von Röntgenstrahlen, welche die strukturierte Elektrodenoberfläche streifen.
Eine alternative Aus führungsform dieser Erfindung umfaßt das Strukturieren der Oberfläche der Kanäle. Die Strukturierung senkt die Röntgenstrahltransmission einer MCP stark. Es wird angenommen, daß das meiste der weichen, durch eine MCP transmittierten Röntgenstrahlen das Ergebnis spiegelnder Reflexion der Röntgenstrahlen durch die Kanalwände bei streifenden Winkeln bis zu 10º von der normalen Richtung zur MCP-Oberfläche in Abhängigkeit von der Röntgenstrahlenergie ist. Durch Aufrauhen der Kanalwandfläche können die meisten Röntgenstrahlen in der Kanalwand absorbiert werden und werden nicht durch die Platte zur Photokathode transmittiert, wo Störungspulse erzeugt werden.
Die Ausgangselektrode wird vorzugsweise mit einem relativ hämmerbaren Metall hergestellt. Derartige Metalle umfassen Gold oder Aluminium. Ein hämmerbares bzw. schmiedbares Metall kann in sehr dicken Schichten ohne Probleme des Abschälens oder der Flockenbildung aufgebracht werden. Die Standardmetalle, wie beispielsweise Inconel oder Nichrom, die typischerweise als MCP-Elektrodenmaterial verwendet werden, schälen sich ab oder schuppen ab aufgrund der beachtlichen Spannung, die in dicken Filmen dieser Materialien beim Abscheiden durch Aufdampfen vorhanden sind, und sind somit keine bevorzugten Materialien für diese Anwendung.
Aluminium ist ein bevorzugteres Metall. Typischerweise bildet sich eine sehr dünne Schicht (in der Größenordnung von 6 nm/60 Å) von Al&sub2;O&sub3; an dessen Oberfläche nach Einwirkung von Luft. Dieses Oxid ist ein relativ guter Sekundärelektronenemitter im Vergleich zu den herkömmlichen Oberflächen, die aus Inconel oder Nichrom hergestellt wurden. Elektronen, welche die Al&sub2;O&sub3;-Oberfläche dieser Erfindung treffen, erzeugen mehr als ein Sekundärelektron, wodurch die Verstärkung der modifizierten MCP relativ zu einer MCP mit ähnlichen Elektroden, die aus Nichrom oder Inconel gebildet sind, erhöht wird. Die herkömmlichen Oberflächen, die sich mit Inconel oder Nichrom ergeben, erzeugen typischerweise weniger als ein Sekundärelektron pro einfallendem Primärelektron.
Gemäß einem weiteren Aspekt der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Vorteil der mit Aluminiummetallisierung erhaltenen höheren Verstärkung genutzt durch Verwenden von Aluminium für die Eingangselektrodenmetallisierung 124. Die Verwendung von Aluminium beeinflußt in vorteilhafter Weise sowohl die MCP-Verstärkung als auch den -Rauschfaktor im Vergleich zur Verwendung von Inconel oder Nichrom für die Eingangs-MCP- Elektrodenmetallisierung aufgrund des höheren Sekundärelektronenemissionskoeffizienten von Al&sub2;O&sub3;. Die Verwendung des gleichen Metalls für sowohl die Front- als auch Rückelektrode an der MCP vereinfacht ebenfalls die Herstellung der Platte, da beide Oberflächen in der gleichen Aufdampfausrüstung beschichtet werden können.
Die Mikrokanalplatten und ihr Herstellungsverfahren erlauben gemäß dieser Erfindung die Herstellung von Bildverstärkerröhren mit ungefähr 25 % niedrigerem Rauschfaktor als Röhren der Generation-III, die eine Standard-, mit Film versehene MCP enthalten. Diese Röhren weisen ebenfalls merklich niedrigere Szintillationsstörungen auf als eine Standardröhre. Darüber hinaus können diese Röhren bei höheren Verstärkungen betrieben werden als die in der Vergangenheit verwendeten, mit niedrigerer Verschlechterung des Signal-zu-Rausch- Verhältnisses, als es sich mit herkömmlichen MCPs enthaltenden Röhren ergeben würde.
Obwohl die Erfindung im Hinblick auf MCPs, die in verschiedenen Formen in Nachtsichtröhren verwendet werden, beschrieben wurde, ist festzuhalten, daß die Erfindung vorteilhaft bei anderen Anwendungen für MCPs, wie beispielsweise der Instrumentierung und ähnlichem anwendbar ist, wo ähnliche Bedingungen und Probleme angetroffen werden.

Claims

1. Mikrokanalplatte, die eine Vielzahl von Kanälen und eine Ausgangselektrode mit einer leitenden Schicht enthält, die wenigstens 10 % der offenen Fläche am Ausgangsende der Kanäle verschließt.

2. Mikrokanalplatte nach Anspruch 1, bei der die leitende Schicht die offene Fläche am Ausgangsende der Kanäle im Bereich zwischen 10 und 85 % verschließt.

3. Mikrokanalplatte nach Anspruch 2, bei der die Ausgangselektrode 75 % der offenen Fläche der Kanäle verschließt.

4. Mikrokanalplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Ausgangselektrode ein dehnbares Metall umfaßt.

5. Mikrokanalplatte nach Anspruch 4, bei der das dehnbare Metall Aluminium umfaßt.

6. Mikrokanalplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Eingangselektrode, die eine leitende Schicht aus Aluminium auf der Eingangsseite der Kanäle umfaßt.

7. Mikrokanalplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die leitende Schicht eine strukturierte Oberfläche besitzt.

8. Mikrokanalplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Innenfläche der Kanäle eine strukturierte Oberfläche besitzt.

9. Waferröhren-Bildverstärker mit einem Vakuumgehäuse, das ein erstes Ende zur Aufnahme eines Eingangsfensters und ein zweites Ende zur Aufnahme eines Ausgangsfensters besitzt, mit einem Eingangsfenster, das abgedichtet am ersten Ende des Gehäuses befestigt ist und eine Photokathode auf seiner inneren Oberfläche besitzt, mit einem Ausgangsfenster, das abgedichtet am zweiten Ende des Gehäuses befestigt ist und einen Leuchtschirm auf seiner Innenfläche besitzt, und

mit einer Mikrokanalplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die in dem Gehäuse befestigt ist, deren Eingangsfläche der Photokathode und deren Ausgangsfläche dem Leuchtschirm zugewandt sind.

10. Verfahren zur Begrenzung der Rückkopplung in einem Waferröhren- Bildverstärker, der ein Eingangsfenster mit einer Photokathode, ein Ausgangsfenster mit einem Lichtschirm und eine Mikrokanalplatte zwischen dem Eingangsfenster und dem Ausgangsfenster besitzt, mit den Verfahrensschritten:

Erzeugen von Elektronen an der Photokathode unter Ansprechen auf ein auf das Eingangsfenster auftreffendes Bild,

Übertragen eines Elektronenbildes von der Photokathode durch die Mikrokanalplatte auf den Leuchtschirm und

Abfangen von Strahlungspartikeln, die vom Leuchtschirm in Richtung auf die Photokathode zurückkehren, über wenigstens 10 % der offenen Fläche an den Ausgangsenden der Kanäle der Mikrokanalplatte.

11. Verfahren zur Herstellung einer Vielkanalplatte mit den Verfahrensschritten:

Erzeugen eines Bündels aus einer Vielzahl optischer Fasern, die je aus einem Kernglas, umgeben von einem Mantelglas, zusammengesetzt sind, Schneiden des Bündels zur Bildung einer Platte,

Entfernen des Kernglases aus der Platte, derart, daß eine Vielzahl von miteinander verschweißten Kanalelementen zurückbleibt, die je ein Eingangs- und ein Ausgangsende besitzen,

Bilden einer Halbleiterschicht auf der Kanalwand-Oberfläche und Aufbringen einer Ausgangselektrode auf die Ausgangsfläche der Kanalplatte, wobei die Elektrode wenigstens 10 % der offenen Fläche am Ausgangsende der Kanäle bedeckt.

12. Verfahren nach Anspruch 11,

bei dem der Schritt des Aufbringens der Ausgangselektrode das Aufbringen von Aluminium aus einer Quelle unter einem Auftreffwinkel zwischen 60 und 70º auf die Ausgangsfläche der Mikrokanalplatte umfaßt.