КАТЕГОРИЯ:


Електрон-оптични изображения преобразуватели

Тема 16. електро-оптични преобразуватели. Структурата на ECO с електронно-оптичен преобразувател, на принципа на ДОС, основните характеристики на усилване на изображението, формирането на информационни сигнали. Уреди за нощно виждане.

Дизайн и функция. Електрон-оптичен преобразуватели се наричат ​​други електронни устройства, които превръщат оптичен образ на спектрален състав (като UV или IR) в междинно съединение електронно изображение, и след това от електронни на видими. ДОС се използва широко в различни съоръжения за научни изследвания и в уреди за нощно виждане.

Схемата е проста електро-оптичен преобразувател е показан на фигура 1. усилване на изображението, е проектирана като стъклена колба с паралелно предните и задните стени. На предната стена на полупрозрачен покритие кислород-цезий фотокатодния, а на гърба - флуоресцентен екран от цинков сулфид. Екранът на катод и среброто се отлага върху прозрачна подложка които са датчиците електроди. Между електродите приложни ускоряващо напрежение от 10 000 V.

Фиг.1. Схемата е проста електрон-оптичен преобразувател: 1 - обект на наблюдение; 2 обектива; 3 - фотокатодния; 4 - стъклена колба; 5 - Screen

Образът на обекта в инфрачервена светлина се проектира върху лещата 2 на фотокатода 3 в същото излъчване фотокатода е пропорционална на светли и тъмни области на обекта на. Ето защо, радиация вълнува повече акценти върху фотокатодни повече електрони и повече от своите емисии от тъмните области, от които photoemission по-малко. Изхождайки от fotokotoda електрони, които влизат в електрическото поле между катода и на екрана, и да се ускори движението си, бомбардирането на екрана, като го кара да светят. Интензитетът на луминисценцията на отделните пиксели екран зависи от интензивността на електронен лъч. Тъй като интензивността на потока, за да се превърне зависи от интензивността на районите за облъчване, съответстващи фотокатодния, резултатът се появява на изображението на екрана на видимия обект. За да се придвижват електроните от анода към екрана без сблъсък с въздушните молекули в стъклена колба, тръбата вакуум от около 10 ... 10 -2 -3 Ра.

Тъй като такава проста конструкция конверторни електрони, произтичащи от една точка на фотокатода не е фокусирана електрическо поле, и това поле се прехвърлят само на екрана, точката на изображението на екрана се получава като кръгът от объркване. Това се дължи на факта, че електроните се движат между катода и екрана не са успоредни помежду си и заедно параболични траектории и Nakonechny точка на маршрута поради първоначалното разпространението на електрон скорост, има някои разсейване с електронен лъч. Диаметърът на кръга разсейване може да се определя по формулата



(1)

където U 0 - напрежение определя първоначалната електронна енергия (за кислород serebryanotsezievogo фотокатодния U 0 = 0,3 V), U Y - ускоряващо напрежение, л - разстоянието между фотокатода и на екрана.

Фиг.2. Траекторията на движение на електрона

ускоряващо напрежение Където Е - силата на електричното поле, и траекторията на електрона е описано с формулата:

(2)

0 ако V = 0, тогава и по време на полет на електрона:

(3)

От (1) е ясно, че за да се увеличи резолюцията на усилване на изображението трябва да се увеличи ускоряващо напрежение и да се намали разстоянието между катода и на екрана. Въпреки това, тази разпоредба е валидна само до определени граници. Когато напрегнатостта на полето в фотокатода от порядъка на 10 кВ / см започва с катод на емисии на поле, което води до блясъка на екрана, и значително намалява контраста на изображението. Увеличаването на ускоряващо напрежение и намаляване на разстоянието между фотокатода и на екрана може да доведе до електронно разпределение между тръбата и изхода на сградата; Освен намаляване л води до осветяването обратно на радиация фотокатодния екрана и появата на фалшиви фон. Тези фактори ограничават разрешаването на датчика за два електрода. Максималната резолюция, която може да стигне до тях, е не повече от 10-12 LP / mm. За подобряване на разделителната способност на тръбите на подкана за електростатично или магнитно електронен фокусиране.

Схемата на устройството с електростатичен система на фокусиране на електронни лъчи са насочени от електрическо поле, генерирано от обектива на електрони. Обективът на електрони се състои от две метални електроди.

Тъй като електрически интензивността на полето се увеличава от катода към екрана постепенно, плавно, а екранът е разпределена за дълго разстоянието от фотокатода, става възможно да се използват големи ускоряващи напрежения, без риск от катод с емисии на поле или interelectrode аварии. Промяна на съотношението на екрана между акцент електродите могат да бъдат произведени с тръби с приближаване и отдалечаване. Чрез намаляване на яркостта на изображението се увеличава на екрана и яркостта на изображението се увеличава чрез увеличаване на притока на плътност на тока.

Решение на този вид тръби 40-60 LP / мм в центъра на зрителното поле. тръби за усилване на изображения с плосък фотокатодния решаването на енергия пада рязко в краищата на катода поради кривината на еквипотенциалните линии в близост до повърхността на катода. С цел подобряване на разделителната способност за област катод могат да бъдат направени плоски и изпъкнали. Въпреки това, изпъкналата катода изисква сложна специална оптика, която в някои случаи може да бъде неприятно.

За да се фокусира изображението електрон може да се приложи магнитно леща. Тъй като магнитното поле се променя само по посока на движението на електроните, не им енергия в EOPe магнитна леща между фотокатода и на екрана се ускорява електрод, създавайки ускоряване електрическо поле. Допълнителна поле магнитно леща фокусира електронен лъч и участва в образуването на изображения на екрана.

Когато магнитното акцент повишаване на теглото и размерите на устройството с EOPom и лещата изисква допълнителен източник на електрическа енергия. Въпреки тръби с магнитно фокусирани даде възможност на нас, за да се получи изображение с висока резолюция в рамките на зрителното поле, защото на тези недостатъци, тези тръби се използват много по-рядко, отколкото с тръби от електростатичен акцент.

Тръби на фотокатоди произведени чрез вакуумно отлагане от няколко слоя от различни метали полупрозрачен метал (обикновено сребро) субстрат. сребърен слой (подложка) се нанася върху вътрешната страна на прозореца вход на обвивката на тръба. На практика повече слоеве се използват, съединение формира от антимон цезий, с цезиев окислява сребро и антимон калиев, натриев и цезий.

За производството на екрани на преобразувателите, цинков сулфид фосфор, сулфид или цинков селенид, цинк силикат (вилемит). След контакт с електрони фосфорни те наричат ​​го стимулирано излъчване, и има блясък - така преобразува електронна енергия в светлина енергия. Цвят на светлината зависи от вида на фосфор. тръби за усилване на изображения, използвани за визуални фосфор наблюдение с жълто-зелено сияние. За да снимам екрана по-лесно да фосфор със синя светлина, спектралните характеристики на емисията на които е в по-добро споразумение със спектралната чувствителност на филма. За да се увеличи силата на светене на екрана вътрешната повърхност е покрита с тънък слой от алуминий. Даване на увеличенията на екрана, поради отражение на светлинния поток от вътрешния екран повърхността на алуминиевия слой като огледалото по посока на наблюдателя.

Качеството на електрона-оптични преобразуватели може да бъде направена оценка на основните характеристики.

Параметрите и характеристики.

Integral чувствителност S се характеризира с отношението на фототока на радиация преобразувател надолу по веригата (фотокатоди чувствителност, определени от лампата на радиация с нажежаема жичка с цветна температура T в едно = 2854 K), достигайки фотокатода:

,

където S е изразена в нестабилна стенокардия / LM.

Спектралната чувствителност на S λ е съотношението на фототока и ламбда стойност на потока от източника на монохроматична радиация F X и дефинира област на спектъра, който може да работи за усилване на изображението.

Понякога тръба се характеризира с чувствителност към излъчване единици. Осветеността на фотокатода

,

където Е к се изразява в лукс; ρ - коефициент на отражение на обекта на наблюдение; T - оптична система пропускливост използва за EOPom; E около - осветление на обекта; съотношение отвор (съотношението на диаметъра на зеницата вход на системата за фокусното разстояние) - А.

Например, с помощта на тръбата, с чувствителност от 10 -3 лукса да видите обекти на земята с осветление

лукс,

Ако ρ = 0,1; τ = 0,5 и A = 1.1.

Коефициент на преобразуване η - коефициент на потока на излъчената към външен екран полукълбо на радиация поток достига фотокатода на:

,

където ξ υ -. излъчената светлина на екрана, който е отношението на светлинния поток, излъчван от екрана на силата на осветяване на екрана на електронния лъч (силата на инцидента с електронен лъч на екрана е равна на P е = Ui е = USF да Понякога светлинния поток, изразен в CD / W, този случай ξ υ '= ξ υ / π CD / W, като светлинния поток, излъчван от екрана F д = πI д, където I е - интензитет на светлината, излъчвана от екрана), LM / W, ξ υ' = P е / Р д; U - ускоряващо напрежение V.

Electron оптично увеличение G д характеризира с увеличаване или свиване линеен образ на обекта от размера на екрана в сравнение с размера на изображението на обекта на фотокатода един.

Luminance фактор η L - яркост съотношение на екрана, за да околна светлина (излъчване) фотокатода на:

,

Brightness в числителя на формулата се въвежда, защото окото, когато наблюдавате разширени обекти реагира на яркостта на екрана.

Повишаване на яркостта на изображението може да се постигне по EOPe отдалечаване, както и увеличение на обменния курс и увеличи блендата на обектива, използван с EOPom.

N Resolution се определя от таблиците за бар (светове), като минималното разстояние между ударите, които все още могат да се различат под надзора на световете от екрана на тръба. Изразено резолюция е броят на ударите, разграничение в областта от 1 мм (LP / mm).

Резолюция е ограничена до тръби с песъчинки и фосфор фотокатодни и изображения аберации.

Тъмно яркостта на фона на L се характеризира с яркостта на екрана, без излъчване фотокатодния. Тази светлина е причинен от топлинната емисия на електрони от катода на снимка и води до намаляване на контраста, когато се гледа изображението.

Намаляването на контраста на изображението се дължи на тъмния фон се характеризира с коефициент на контраст

,

Инерцията на тон, и се определя главно от инерцията на екрана на тръба. Инерцията се характеризира с продължителността на възбуждане на фосфор след появата на електронен лъч и продължителността на сиянието на екрана след прекратяване на експозиция. Продължителността на процеса на възбуждане, и сияние фосфор зависи от вида и може да бъде от няколко микросекунди до няколко часа.

За да се увеличи чувствителността може да се използват тръби от серия свързване на два или повече тръби, че поток, излъчван от първия прозорец на втория инцидент на фотокатода, и т.н., в този случай последваща втора преобразуватели се използват за подобряване на яркостта на изображението. Коефициентът на преобразуване на такава система може да достигне десетки или стотици хиляди, което позволява да се наблюдава и при много ниски нива на осветеност. Електро-оптични устройства, състоящи се от няколко последователно свързани тръби се наричат ​​каскада или мулти-камера, електронът-оптични преобразуватели.

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| Електрон-оптични изображения преобразуватели

; Дата: 05.01.2014; ; Прегледи: 788; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



ailback.ru - Edu Doc (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото попълнение
Page генерирана за: 0.027 сек.