基于微通道板的像增强器增益饱和效应研究

为评估像增强器对强光的响应特性,开展了连续激光对像增强器的辐照实验,分析了激光辐照对其增益特性的影响。实验结果表明:持续增加激光功率,直到光阴极处激光功率密度达到点饱和阈值激光功率密度的8104倍时,仍未出现像元串扰现象,表明像增强器出现了增益饱和,其输出光强受限。建立了像增强器的微通道板等效电路模型,分析了微通道板的增益特性,得到微通道板线性增益允许的最大入射电流约为1.6410-10 A。该结果非常接近实验测量值,表明通道损失的电子得不到及时补充是增益饱和的主要原因。     

强光对超二代像增强器图像的干扰研究

通过开展非相干强光对高性能超二代微光像增强器的饱和干扰实验,得到了非相干强光对高性能超二代微光像增强器的干扰现象,对其干扰图像、干扰过程和干扰后恢复情况进行了分析,研究了强光辐射对微光像增强器电子增益的影响,分析了干扰光辐射照度与干扰形成光斑尺寸之间的关系。     

防离子反馈MCP噪声因子测试与分析

噪声因子是输入信噪比和输出信噪比的比值,能够反映微通道板的噪声特性,是影响微光像增强器信噪比的主要因素。为探寻降低微光像增强器中防离子反馈微通道板噪声因子的技术途径,根据微通道板噪声因子定义和测试原理,构建了防离子反馈微通道板噪声因子测试系统。由于防离子反馈微通道板的输入面镀覆有一层薄膜,其对微通道板的噪声因子有较大影响。因此,利用噪声因子测试系统重点测试了有、无防离子反馈膜以及不同材料、不同孔径、不同输入电子能量、不同微通道板作电压条件下的微通道板噪声因子,获得了微通道板噪声因子与输入电子能量、微通道板电压之间的关系,为降低防离子反馈微通道板噪声提供了有效的技术指导。     

电子清刷对双MCP像增强器闪烁噪声的影响

由于微通道板除气不彻底,导致双微通道板像增强器在工作时视场上出现闪烁噪声,因而无法正常工作。为了消除闪烁噪声并使微通道板增益进入一个稳定值区间,采用不同的电子清刷控制方法,对两块微通道板进行彻底除气,结果表明:增大萃取电荷量的方法在减少闪烁噪声的同时也会降低像增强器的增益,而增加台外预先电子清刷阶段并且使第二块微通道板的预先萃取电荷量大于第一块微通道板,可以完全消除闪烁噪声。选择合适的预先萃取电荷量,可以保证像增强器的增益达到105以上,制作出合格的双微通道板像增强器。     

亮度增益对基于像增强器的目标背景对比度影响

亮度增益为微光像增强器的重要参数,影响微光夜视环境下以微光像增强器为核心的目标背景对比度测试结果精度.本文基于对比度测试原理,通过对不同亮度增益的ICCD进行目标背景对比度测试,分析得到亮度增益与目标背景对比度的变化关系及影响因素.测试结果表明:亮度增益分别为12000 cd/(m2·lx)、8300 cd/(m2·l...     

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。     

像增强器亮度增益测试的重复性研究

亮度增益是衡量微光像增强器图像增强能力的一个重要技术指标,其直接影响着微光夜视系统的观察效果。为了提高像增强器亮度增益测试的重复性,在给像增强器提供稳定供电的条件下研究了光源色温、光源输出光亮度以及荧光屏发光亮度随时间的变化过程,分析了光源色温和光源输出光亮度对于亮度增益的影响机理以及荧光屏发光亮度对于亮度增益测试的影响过程,确定了光源的预热时间不少于15 min且像增强器的工作时间不少于1 min的结论。实际测试结果表明:当光源充分预热且严格控制像增强器的工作时间时测量得到的像增强器亮度增益的重复性优于3%。     

第二代倒象式MCP微光象增强器的系统设计及成象性能分析

本文讨论和分析第二代倒象式微光象增强器前级倒象电子光学系统与后级近贴系统的匹配,以及后级近贴系统的成象特性。在确定的物理模型基础上,导出了斜切的微通道板的增益表达式;分析了微通道板的入射电子能量的选择、板的工作电压及斜切角等参数,对于系统增益和成象性能的影响;最后,对所使用的微通道板、后近贴聚焦系统和荧光屏,对成象质量的影响作了解析分析,定量地给出了每一部分以及它们相综合的调制传递函数的数学表达式。     

近贴型像增强器中微通道板输入端电场模拟研究

微通道板输入端的电场分布影响光生电子的运动轨迹和近贴型像增强器的性能。由于微通道板内大量的微通道孔使微通道板和光阴极之间的电场分布复杂化,为此本文采用有限元仿真分析软件Ansoft Maxwell 3D模拟并建立了微通道板结构和像增强器中微通道板输入端电场分布的关系模型。根据电场模拟结果分析了微通道板中不同孔径直径、孔径间距、微通道板孔的倾斜角及扩口情况对通道板输入端处电场分布情况的影响。同时讨论了电场分布变化对光生电子的运动轨迹及分辨力的影响。这项研究对高品质的微通道板的制备提供了理论基础。     

饱和情况下微通道板短脉冲信号放大特性研究

采用传输线方法研究了微通道板的短脉冲信号放大特性。分析了单脉冲信号的波形畸变以及微通道增益的变化情况。当信号饱和参数大于1时，脉冲前沿消耗的电荷会对脉冲后沿的放大形成影响，造成脉冲后沿增益下降。研究了多脉冲间的互扰问题。若前一脉冲放大消耗的电荷得不到及时补充，将影响后续脉冲的放大过程。分析了信号频率对微通道板输出特性的影响。信号单脉冲电荷量恒定的情况下，提高信号频率将使得微通道板增益显著下降；信号平均电流恒定时，通道增益以及输出电流基本不随信号频率发生变化。通过脉冲激光对像增强器的辐照实验，验证了上述分析结果的正确性。