Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Назначение и устройство теплопеленгаторов 

1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

единичных моментальных снимков выбирается люминофор с длительным послесвечением (силикат цинка - виллемит); в тех случаях, когда на экране ЭОП необходимо наблюдать последовательность быстро перемещающихся объектов, люминофор изготовляют из сульфида цинка с небольшой присадкой никеля. Наименьшее время послесвечения - у люминофоров из оксида цинка, кальция и циркония.

ч

0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 Л,МШ

Рис. 12. Спектральные характеристики люминофоров:

/ - ФС-5; 2 - ФС-1: 3 - ЖЗ-2: 4 - К-67; S - К-40.

По времени послесвечения экраны условно делятся на пять групп: 1) с очень коротким послесвечением (< 10~ с); 2) с коротким послесвечением (10~-10 с); 3) со средним послесвечением (10~-10~ с); 4) с длительным послесвечением (0,1-16 с); 5) с очень длительным послесвечением (> 16 с). Большинство технических люминофоров имеет малое время послесвечения (10~®-10~ с).

Излучение люминофоров является не мЬнохроматиче-ским, так как энергия фотонов, излучаемых центрами свечения, различна. Распределение интенсивности излучения люминофоров по спектру определяется их спектральной характеристикой (рис. 12). В табл. 2 приведены основные параметры люминофоров [22].

Люминофоры желто-зеленого свечения применяются для визуального наблюдения изображения, а фиолетово-синего - для фотографирования изображения или для дальнейшей его передачи с помощью телевизионных передающих трубок.

Разрешающая способность экрана ЭОП зависит от толщины слоя люминофора, величины зерен и их расположения, а также от технологии изготовления экрана. В ЭОП пре-

имущественно используются экраны, получаемые осаждением люминофоров из водной суспейзии. Этот метод позволяет при максимальной светоотдаче экрана в широких пределах варьировать его цвет свечения и время послесвечения.

Таблица 2

Основные параметры люминофоров, используемых в электроннооптических преобразователих

Цвет свечения

Состав люминофора

Длина волны в максимуме спектральной характеристики, мкм

Время послесвечения, с, при спаде яркости до 5%

Фиолетово-синий

ZnS: Ag

0,45

5 . 10-2

Фиолетово-синий

ZnS : Ag (Ni)

0,45

(3-4) 10-

Желто-зеленый

ZnS X ZnSe : Cu

0,55

5 . 10-2

Желто-зеленый

ZnS X ZnSe : Ag

0,55

(3-4) . 10-

Желто-зеленый

ZnS X CdS : Ag

0.55

7 . 10-2

Осажденный на стеклянной пластине слой люминофора высушивают и покрывают органическим лаком, который заполняет неровности поверхности пластины. На слой лака наносят зеркальный слой алюминия испарением в вакууме. После алюминирования экран нагревают до температуры 400° С и органическая пленка полностью сгорает.

Светоотдача алюминированных экранов почти в два раза больше, чем неалюминированных, так как излучение люминофора, направленное внутрь ЭОП, отражается зеркальной алюминиевой пленкой. Последняя защищает слой люминофора от взаимодействия с парами щелочных металлов, возникающих при изготовлении фотокатода ЭОП. Толщина алюминиевой пленки выбирается равной 0,1- 0,2 мкм; потери энергии электронов в такой пленке при ускоряющем напряжении 15 кВ не превышают 5%.

Толщина слоя люминофора сильно влияет- на его светоотдачу. Если толщина слоя меньше глубины проникновения электронов в экран, то первичные электроны проходят через слой, не отдавая ему своей энергии (при малой толщине слоя в нем возникают просветы благодаря конечным размерам кристаллов люминофора). При возрастании



толщины слоя величина светового потока, проходящего через слой стекла к наблюдателю, уменьшается и в конце концов становится равной нулю из-за рассеяния и поглощения света в слое. Существует оптимальная толщина слоя, при которой указанный световой поток наибольший. Для вилле-митового экрана оптимальная толщина слоя составляет

примерно (5 . 10~ Н/см).

Параметры ЭОП. Кроме ранее отмеченных параметров ЭОП (диаметр кружка рассеяния й^, разрешающая способность N, электроннооптическое увеличение Г интегральная ф2 И спектральная фх чувствительность фотокатода, квантовый выход фотокатода Y, коэффициент усиления по току ki, яркость темного фона В', световая отдача ? и энергетический выход у экрана, яркость свечения экрана Bg, время послесвечения т), можно назвать еще следующие параметры.

Коэффициент преобразования ti - отношение величины светового потока, излучаемого экраном, к величине светового потока, падающего на фотокатод от источника типа А. Коэффициент преобразования рассчитывается по формуле

Л = яф2f/,g. (1.15)

Коэффициент усиления яркости (т^в) - отношение величины яркости экрана к соответствующей величине освещенности фотокатода. Для диффузно излучающих экранов однокамерных ЭОП

riiB = -= --2-; (1.16)

э э

ДЛЯ двух- и трехкамерных ЭОП (см. параграф 2) соответственно

э1 э2

Г2 г2 г2 э1 э2 эЗ

= Яф2,f/a252 (1.17)

= Яф2,/аз1з^а^г2- (1-18)

2. КАСКАДНЫЕ

ЭЛЕКТРОННООПТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Идея создания каскадного ЭОП на основе оптического контакта слоя люминофора и фотокатода двух простейших ЭОП была впервые предложена Арденом в 1936 г. [73]. Эта

идея не была сразу реализована из-за низкой эффективности фотокатодов и люминофоров. Попытки немецких и американских ученых в этом направлении не увенчались успехом и только в пятидесятых годах в СССР, а затем в США и Англии, были созданы многокаскадные ЭОП с предельным



Рис. 13. Каскадный (двухкамерный) ЭОП (а) и слоистая структу. ра типа сэндвич (б);

1 - фотокатод; 2 - фокусирующие электроды; 3 - анод; 4 - экран - фотокатод; б - экран: 6 - черненный алюминиевый слой; 7 - отражающий алюминиевый слой; 8 - люминофор; 9 - подложка; 10 - фотокатод.

усилением яркости изображения. Большая заслуга в разработке таких приборов принадлежит советским ученым М. М. Бутслову, Е. К. Завойскому, А. Г. Плахову и 1 Е. Смолкину [7].

Каскадный (двухкамерный ) ЭОП (рис. 13, а) выполнен в виде единого многокамерного электровакуумного прибора.



каждая камера которого представляет собой ЭОП. Изображение между каскадами переносится при помощи слоистой структуры типа сэндвич (рис. 13, б). На стеклянную

или слюдяную пластину, толщиной 5-10 мкм, нанесены с одной стороны люминофор, а с другой - фотокатод. Создаваемый люминофором световой поток проходит сквозь подложку и возбуждает фотокатод следующего каскада. Комбинация экран - фотокатод называется каскадом усиления, поэтому ЭОП, изображенный на рис. 13, является однокаскадным, или двухкамерным.

Аналогично устроен двухка-скадный (трехкамерный) ЭОП (рис. 14). При использовании многощелочного входного фотокатода трехкамерные ЭОП имеют коэффициент усиления яркости до 10* [22]. Для получения высокого коэффициента усиления спектральные характеристики экрана и фотокатода (каскада усиления) должны быть подобраны соответствующим образом. Так, спектральные характеристики наиболее эффективного сурьмяно-цезиевого фотокатода хорошо согласуются со спектральными характеристиками экрана из люминофора типа ФС. Их максимумы чувствительности находятся в синей области спектра. Разрешающая способность каскада усиления зависит от диаметра кружка размытия светового пятна, образуемого на катодной стороне прозрачной пластины каскада усиления при прохождении через нее света. В свою очередь эта величина определяется толщиной пластины: чем тоньше пластина, тем больше разрешающая способность ЭОП.

Контактная оптическая связь между экраном первого


Рис. 14, Двухкаскадный (трехкамерный) ЭОП:

/ - волоконный светопровод диаметром 25 мм; 2 - фокусирующий электрод; 3 - анод; 4 - экран - фотокатод; 5 - экран.

ЭОП и фотокатодом второго дает меньшую разрешающую-способность электронного изображения, чем при визуальном наблюдении экрана. Такое уменьшение обусловлена рядом факторов, главные из которых - распространение света в толще прозрачной мембраны между экраном и фотокатодом и в толще люминофора. Хотя толщина мембраны больше толщины люминофора в 1,5 раза, распространение света в толще мембраны сказывается на снижении разрешающей способности ЭОП меньше, чем распространение света в толще люминофора, так как частицы люминофора не находятся в плотном оптическом контакте с мембраной.

Разрешающая способность каскадных ЭОП резко изменяется в пределах площади фотокатода из-за искривления поверхности изображения в камерах. Так, если в центре фотокатода двухкамерного ЭОП разрешающая способность составляет 18 линий/мм, то на расстоянии 10 мм от центра фотокатода она уменьшается до 4 линий/мм.

При напряжении на камере, равном 12 кВ, яркость темнового фона экрана каскадного ЭОП с коэффициентом преобразования около 1000 составляет 3 . IQ-*-3 10 кд/м^. Если напряжение снизить до 10 кВ, яркость темнового фона значительно уменьшается.

Свечение экрана каскадного ЭОП с коэффициентом преобразования порядка 1000 неоднородно. В результате случайного характера эмиссии фотоэлектронов на экране возникают маленькие танцующие по всему полю точки, вызывающие свечение экрана с яркостью около 0,06 кд/м^, что соответствует плотности светового потока на фотокатоде 2 10-* лм/м^. Свечение экрана сильно возрастает даже при слабом увеличении давления газов в ЭОП.

Наружный диаметр колбы каскадных ЭОП с электростатической фокусировкой около 100 мм, а электронно-оптическое увеличение равно единице. Подушкообразная дисторсия, присущая электростатическим ЭОП, особенна значительна в каскадных ЭОП. Чтобы свести к минимуму подушкообразную дисторсию в ЭОП с диаметром колбы 100 мм, используется лишь центральная площадь экрана и катода диаметром всего 25 мм.

Для уменьшения разрешающей способности на краю экрана, снижения дисторсии и уменьшения линейных размеров каскадных ЭОП применяют магнитную фокусировку. Магнитное поле образуется соленоидом или постоянным магнитом. Рабочий диаметр фотокатода такого



1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95