国内首条高量子效率的20吋新型光电倍增管生产线建成并运行

11月25日,由中国科学院高能物理研究所牵头成立的微通道板型大面积光电倍增管研制合作组(以下简称“合作组”)在北方夜视技术股份有限公司南京分公司召开了第26次合作组会。会上,合作组宣布国内首条年产7500支的20吋微通道板型光电倍增管(MCP-PMT)的生产线建成并运行,其核心工艺设备——阴极制备设备具有生产效率高、工艺控制稳定等特点,具有完全自主知识产权,属于世界首创。在未来2年内,北方夜视技术股份有限公司将为中科院战略性先导科技专项——江门中微子实验提供15000支该产品。中科院高能所所长王贻芳、中科院重大科技任务局何京东副处长、北方夜视科技集团有限公司总经理曾桂林及合作组各成员单位的相关研制人员出席了会议,共同见证了这一重要时刻。


国内首条高量子效率的20吋新型光电倍增管生产线建成并运行

光电倍增管局部特写图


曾桂林表示,20吋微通道板型光电倍增管的研制成功及生产线建成启动是企业支持国家重大科学研究的一个典范,打破了该领域的国际垄断,为国家节约了宝贵的科研经费;同时,该举措也为夜视公司的可持续发展提供了新的空间,并成为了公司跨界发展的全新增长点;生产线的建成只是一个阶段性胜利,在正式投产后,公司在供应链、售后服务方面的工作将超前筹划、逐一落实,保证保质保量完成好交付任务。


王贻芳回顾了国内外光电倍增管研制、发展的历程。他指出,作为高能物理研究关键基础器件的光电倍增管,20吋光电倍增管是最高水平的代表;国内光电倍增管的发展历经曲折,微通道板型大面积光电倍增管研制合作组坚持5年艰苦攻关,最终取得成功实属不易;该项目的成功表明我国在高端产品方面的国际竞争力在不断提高。他感谢夜视公司和合作组的多年持续努力,并表示将来大家仍然并肩作战、共同努力,不仅圆满完成江门中微子实验的生产任务,还要推动产品走向国际,获得更大的成功。


何京东对生产线的建成启动表示祝贺。他表示该生产线的建成也是江门中微子实验先导专项的一个重大阶段性成果,为中微子先导专项完成目标奠定了坚实的基础。20吋新型光电倍增管技术不仅为中微子先导专项江门中微子实验提供技术支撑,而且该技术的突破使我国在该领域技术水平进入世界前列,将带动我国相关产业技术的跨越发展,这也是先导专项成果的一个重大产出。希望各合作单位继续相互密切合作、相互支持,生产线尽快投产达标,确保中微子先导专项的顺利完成。


光电倍增管是粒子物理及核物理实验的关键通用部件,其主要作用是将光信号转换为电信号。高能所在2008年提出大亚湾中微子实验二期实验(现更名“江门中微子实验”)设想时,当时国际上的商业产品技术无法满足要求,依靠国外公司研发成本则居高不下。高能所决定启动新型光电倍增管的预研并希望实现国产化。考虑到所需20吋光电倍增管的质量要求及研发难度,当时的项目筹备组曾先后与国内许多相关单位进行洽谈和合作,2011年底成立由高能所牵头、由北方夜视技术股份有限公司、中国科学院西安光学精密机械研究所、中核控制系统股份有限公司和南京大学等单位组成的微通道板型大面积光电倍增管研制合作组。在四年的合作过程中,项目组先后召开了二十余次合作组会议和十余次技术研讨会,经过艰苦攻关,攻克了高量子效率的光阴极制备技术、微通道板、大尺寸玻壳、以及真空光电子器件封装技术等多个技术难点,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,拥有完全的自主知识产权。


国内首条高量子效率的20吋新型光电倍增管生产线建成并运行
江门中微子实验探测器效果图


20吋光电倍增管的成功研制及批量生产主要得益于有效合作机制的建立。合作组成立的同时,就制定了严格的合作章程和保密协议。保证了合作组项目资料的对内共享和对外保密;合作组设有项目执行委员会、项目顾问委员会、科技成果转化委员会以及项目发言人,合作组成员就研制方案的相关内容分别或共同承担不同的课题。研发过程中所出现的各类问题均提交给相应的委员会协商解决。合作组会议约每3个月召开一次,以推动各课题组的阶段性进展并及时协调合作单位间的各项合作事宜,必要时召开专门技术研讨会解决关键技术问题及集体攻关。


2016年8月,20吋新型光电倍增管在美国芝加哥召开的第38届国际高能物理大会上作了展示,这项中国拥有完全自主知识产权的技术创新受到了与会者的广泛关注与赞誉,国际上相关的实验组和商家纷纷表示了合作和采购的意愿。


20吋新型光电倍增管的成功研制大大提升了国内企业在超大型电真空器件的创新能力和国际竞争力,生产线建成及运行标志着20吋新型光电倍增管正式进入批量生产阶段,这不仅是产学研有机结合的范例,也将为我国在中微子实验的研究领域再登高峰夯实基础。


国内首条高量子效率的20吋新型光电倍增管生产线建成并运行


国内首条高量子效率的20吋新型光电倍增管生产线建成并运行
 


中科院高能所

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