微通道板质量污染对二代倒像微光管性能的影响

为解决二代微光倒像管研究中制管合格率低问题,对微通道板处理过程工艺质量和放气成分进行分析。结果表明,微通道板质量不合格、表面污染、性能一致性差是造成器件阴极灵敏度低、视场暗斑、分辨率低、背景大的主要因素。对其采用清洗,无油真空炉处理工艺,消除了工艺过程对微通道板的污染,研制成功了总体性能全面合格的二代倒像微光管。     

1XZ20／30W二代微光像增强器电子光学系统设计计算与研制

本文论述了１ＸＺ２０／３０Ｗ二代微光像增强器电子光学系统具有的特点，像增强管前级倒像系统电子光学的设计计算，电子光学成像参量的计算，像增强管的结构与工艺特点，最后介绍了研制结果并与国际上同类产品进行了比较。１ＸＺ２０／３０Ｗ二代微光像增强器技术性能优良，工艺技术先进，结构设计合理，像增强器所用零件和原、材、辅料基本实现国产化，适于大批量生产。     

基于超二代像增强器的微光夜视仪设计

提出了一种设计手持式微光夜视仪的思路,选择了高质量的超二代像增强器,设计了性能优良的光学系统,进行了精细的像差校正,实现了Gen II+像增强器、光学系统和人眼的光谱匹配.在10-3 lx照度下,对人视距提高到350～400 m,对车辆视距达到700～900 m.     

三代微光像增强器光阴极保护方法研究

本文主要研究三代微光像增强器光阴极保护.通过对三代微光像增强器性能分析,确定高照度下影响像增强器光阴极性能的主要因素,并分析了常规直流高压电源阴极保护电路,给出自动门控电源两种阴极保护电路设计思路.实际测量了基于常规直流高压电源的三代像增强器工作状态,自动门控电源两种阴极保护电路实际工作状态,验证了阴极保护电路设计.最后对研究课题进行了总结并确定了自动门控电源光阴极保护电路形式.     

微光像增强器信噪比校正测试方法研究

信噪比是衡量微光像增强器的一个重要参数,它直接影响了微光整机的性能,因此,对像增强器的信噪比测试技术的研究具有重要意义.本文提出了一种微光像增强器信噪比校准测试方法,将经上一级计量机构校准过信噪比的像增强器作为校准管,通过校准管传递的方式,对微光像增强器信噪比测试设备进行校准测试,本文通过对此种方法的可行性以及产生误差进行分析,对3只像管5次测试的相对误差都在2％以内,测试结果更加精准,为微光像增强器的理论研究提供更加精确的数据支持.     

关于微光像增强器的品质因数

20世纪60年代以来,微光夜视像增强器的技术进步一直是以“代”来评价的。通常理解是一代比一代优越。20世纪,在微光夜视像增强器发展的过程中,相继出现60年代的纤维光学面板级联耦合的像增强器(第一代),70年代的微通道板像增强器(第二代)和80年代的GaAs负电子亲和势光阴极像增强器(第三代)。从事夜视技术的科学家们一直在探索新一代或第四代像增强器技术。什么是第四代,在夜视学术界是有争论的。问题在于,像增强器以代来划分,以代来评价,是否合适和全面;评价像增强器的优劣是性能还是技术;以什么表示像增强器的性能更好和更全面;这些问题引起了夜视学术界的深思。文中阐述了微光像增强器总体性能应以品质因数而不是代的概念进行评价。     

三代微光像增强器亮度增益对像质影响的分析

为研究三代微光像增强器亮度增益对像质的影响,提出对不同增益条件下荧光屏输出图像的像质进行对比分析,以提高三代微光像增强器的成像质量。首先,在三代微光像增强器的理论基础上,论证了亮度增益会直接影响像增强器的成像质量。然后,通过图像质量评价的两个重要参数信噪比和分辨力,建立像质评价系统并搭建实验装置。最后,通过实验结果表明,在无月夜天光照度条件下,当亮度增益取得最佳值时,输出图像在视场明亮清晰的同时分辨力由32 lp/mm提升至40.3 lp/mm。证明该研究对夜间环境中,如何通过合理设置亮度增益值使微光夜视仪获得最佳成像质量具有指导意义。     

微光像增强器塑料外壳受力分析

为摸清微光像增强器塑料外壳受力规律,掌握质量变化特点,运用形变理论,建立硅橡胶形变数学模型,拟合塑料外壳受力曲线,据此确定微光像增强器塑料外壳出现开裂的必然性和寿命周期特点.结果表明:数学模型与试验数据高度吻合,能够表征塑料外壳受力情况及寿命变化规律.     

微光像增强器管壳内部真空度恶化分析研究

微光像增强器是重要的光电器件,本文研究该器件在制作过程中出现的部分像管工作寿命低的原因,根据潘宁放电原理,结合气体在材料中的扩散理论和气体在极其微小漏孔中的流动理论,对密封像管管壳内部真空度变化进行了检测和分析,提出引起管壳内部真空度下降的主要原因是像管管壳封接端面存在的缺陷.这对制备长寿命微光像增强器有很高的应用价值.     

基于超二代像增强器的微光夜视仪设计

研究了超二代微光像增强器性能随工作时间的变化规律,掌握性能变化特点。通过性能测试和曲线拟合,得出亮度增益、信噪比随工作时间的变化逐渐下降,分辨力随工作时间的变化几乎保持不变。其中,亮度增益与工作时间呈指数函数变化,即当超二代微光像增强器在10000 h的工作时间内,亮度增益随工作时间的变化速率较快,但随着工作时间增加,亮度增益下降速率变慢,且最终趋于平稳。信噪比随工作时间呈多项式函数变化,且随着工作时间的增加信噪比逐渐下降。将长时间工作的微光像增强器进行解剖分析后,其亮度增益、信噪比变化主要与光电阴极灵敏度、荧光屏发光效率和微通道板增益稳定性息息相关,且相比灵敏度和荧光屏发光效率而言,微通道板增益的稳定性变化较大。     

二代微光像增强器的发展与应用

微光像增强器在90年代中后期进入了新的发展和应用阶段,主要表现为二代像增强器在性能指标上有了质的提高,出现了性能能与三代微光像增强器相媲美的高性能超二代像增强器.本文着重对超二代像增强器在国内的应用前景进行分析和比较.     

微光像增强器亮度增益测量及寿命预测

亮度增益是进行微光像增强器寿命预测时常用的一个重要参量,高精确度的亮度增益测量可以提高微光像增强器寿命预测的准确性.本文基于亮度增益的测量原理,通过分析测量装置的组成部分及相关误差特性,给出了能有效降低亮度增益测量误差的处理方案,该方案经试验证明像增强器寿命预测的准确度有所提高,其与试验结果之间的相对偏差小于4％,为提高微光像增强器的工程研制效率提供一种有效检测手段.     

一种16 mm微光像增强器电源MCP高压调控电路设计

16 mm微光像增强器电源是16 mm微光像增强器的重要组成部件,为像增强管提供阴极、微通道板(MCP)、屏极提供所需的工作电压,实现像增强器的自动亮度控制(ABC)和阴极保护功能.本文通过对16 mm微光像增强器MCP高压的控制方式进行分析研究,利用开关器件隔离控制功能实现MCP高压的动态调控,设计一种满足小体积电源需求的MCP高压调控电路.     

一种微光像增强器阴极选通模块的设计

高速成像分幅相机通过阴极选通模块控制微光像增强器的光电阴极选通工作可实现ns级的时间分辨率,传统阴极选通模块存在开关速度慢、只有负压输出或正负压不能满幅值输出等问题。本文基于CMOS推挽输出结构和电压电平转移电路,设计实现一种能够使用低边驱动器驱动PMOS和NMOS开关的阴极选通模块,并采用死区时间控制避免上、下管交叉导通。实测验证该电路具有结构简单、性能可靠等优点,实现了ns级上升、下降沿,占空比0~100%可调和满幅值+30~-200 V脉冲输出,十分适合微光像增强器阴极选通使用。     

基于自动门控电源的微光像增强器信噪比研究

针对实验中同一微光像增强器的信噪比在装配自动门控电源后有偏低现象,从而开展了以下研究:首先通过借鉴微光像增强器的信噪比公式,理论推导分析了阴极高压脉冲对信噪比的影响;其次分别给微光像增强器光电阴极施加高压脉冲和直流高压,通过实际测量两种状态下的信噪比,来验证理论推导分析的正确性;最后提出了一种自动门控电源阴极高压脉冲控制电路的设计方法,解决了基于自动门控电源的微光像增强器测试时的信噪比偏低问题.     

微光像增强器亮度增益和等效背景照度测试技术

研制了一台微光像增强器亮度增益和等效背景照度测试仪,对测试仪的总体结构、光学系统、机械结构、信号处理模块和计算机软硬件等部分进行了设计,采用测试入射像增强器阴极面光通量和荧光屏输出光通量之比的方法实现了像增强器的亮度增益测试,合理的结构设计保证了一台仪器对两个参量的测试.利用研制的测试仪对多种型号的像增强器的亮度增益和等效背景照度进行了测试,并分析了测试结果.     

微光像增强器信噪比测试中的K因子研究

在已有的微光像增强器信噪比测试仪基础上,利用测试过程中获得的背景和信号噪声的性质,建立与系统等效的线性低通滤波模型,采用AR模型法对信号的功率谱进行估计,实现了Burg算法,获得了像增强器信噪比测试中的K校正系数.     

欧洲超二代像增强器技术的选择及进一步发展

二代像增强器采用Na₂KSb光电阴极,三代像增强器却采用GaAs光电阴极。由于GaAs光电阴极具有更高的阴极灵敏度,因此三代像增强器的性能远高于二代像增强器。在二代像增强器基础上发展的超二代像增强器,阴极灵敏度有了很大提高,因此性能也有很大提高,同时大大缩短了与三代像增强器的性能差距。超二代像增强器属于Na₂KSb材料体系,生产成本低,与三代像增强器相比性价比较高,所以欧洲的像增强器产商选择了超二代像增强器技术的发展路线。超二代与三代像增强器技术并行发展了30多年,两者性能均有大幅提高。超二代与三代像增强器的性能差距主要体现在极低照度（＜10－4 lx）条件下,而在其它照度条件下,性能基本相当。超二代像增强器的性能仍有提高的空间。增益方面,在微通道板的通道内壁上制作高二次电子发射系数的材料膜层可以提高增益;信噪比方面,采用光栅窗可提高阴极灵敏度,从而提高信噪比;分辨力方面,在微通道板输出端制作半导体膜层、采用高清荧光屏均可提高分辨力。阴极灵敏度是光电阴极的指标,不是像增强器的整体性能指标。阴极灵敏度对像增强器整体性能的影响体现在增益、信噪比以及等效背景照度指标中。无论是超二代还是三代像增强器,都区分不同的型号。不同型号的超二代或三代像增强器性能均不相同。超二代和三代像增强器的性能指标是在A光源条件下测量的,而A光源光谱分布与实际应用环境中的光谱分布并不等同,同时Na₂KSb和GaAs光电阴极的光谱分布不相同,所以超二代和三代像增强器的信噪比、分辨力等性能指标不具备可比性。     

普通高压电源超二代微光像增强器亮度增益温度特性研究

针对匹配普通高压电源的超二代微光像增强器亮度增益在高温条件下大幅下降的问题,根据理论分析搭建了高低温试验平台,并分别对普通高压电源超二代像增强器、像增强管和普通高压电源的高低温特性进行研究。试验结果表明,匹配普通高压电源的超二代像增强器高温（55℃）亮度增益与低温（-55℃）相比衰减约65%;在阴极电压、MCP电压和阳极电压恒定的条件下,像增强管高温亮度增益仅衰减约20%,且主要是由于阴极灵敏度和荧光屏发光效率随温度升高而降低导致的;普通高压电源高温（55℃）与低温（-55℃）相比阴极电压降低约40 V,MCP电压降低约18 V,阳极电压降低约100 V,三者共同作用加剧了普通高压电源超二代像增强器高温亮度增益的衰减。因此,在高温条件下通过软、硬件的方式对电源阴极电压、MCP电压和阳极电压进行补偿是提高普通高压电源超二代微光像增强器高低温亮度增益一致性的有效手段。     

用于准确预测微光像增强器寿命的光灵敏度测量技术

光阴极光灵敏度的测量误差大小对微光像增强器寿命预测结果影响很大,高精确度的光灵敏度测量可以实现微光像增强器寿命的准确预测.本文通过分析光阴极光灵敏度测量原理、方法和装置特性,利用光灵敏度误差分配方法,在保证满足寿命预测所需光灵敏度测量误差的前提下,确定了一种合成测量误差为3.8％的光灵敏度测量方案,基于该方案预测的微光像增强器寿命与实际寿命试验验证结果的相对偏差不超过2％,为提高微光像增强器的工程研制效率提供了有效的检测手段.