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。     

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.     

基于空间光通信卡塞格伦天线弊端的探讨

对于任何通信系统而言，天线能否正确发射和接收有效信号是人们最为关心的问题。对于点对点的激光通信系统而言，由于激光与电波迥然不同的特点，在天线系统的设计上更需严格要求。在空间光通信系统中，光学天线是一个物镜系统，通过折射、反射和折射一反射光学系统实现，目前应用比较广泛的是牛顿系统、格林系统以及卡塞格伦系统。讨论了卡塞格伦天线系统．该系统的结构（双反射式）决定了存在遮挡比造成光能量浪费的潜在问题，也就是所谓的渐晕现象。另一个问题是像差，也就是卡塞格伦天线系统要获得良好的像质必须以牺牲视场为代价。基于这两点提出了减小渐晕的几种新方案，并从减小像差上进行了理论分析。     

基于退化模型的图像渐晕处理技术

针对反射镜拼接光学系统中的图像渐晕问题进行讨论,从几何光学角度分析了反射镜遮挡导致的部分光线无法在像面上成像出现的能量损失问题,对渐晕能量分布进行了定量分析。根据分析结果,提出了一种适合反射镜拼接渐晕的退化模型,采用最速下降法进行模型参数的求解,推导了Hesse矩阵的相关参数,较好地解决了不规则曲面拟合的问题,进而实现了拼接渐晕的处理。实验结果表明:文中方法能够有效地估计退化模型的相关参数,处理后图像的信噪比提高了至少15 dB,有效地去除了拼接带来的渐晕失真,且达到实时应用的要求,具有广泛的应用价值。     

水下距离选通成像系统调制传递函数模型分析

随着国家对水下成像探测、水下资源勘查等应用需求增加,建立符合实际情况的水下光电成像模型,成为目前水下成像研究者的目标。为了探究水下距离选通成像系统性能,建立了距离选通成像系统各个模块调制传递函数模型,以及总的系统调制传递函数模型。对目前市场上主流成像系统所采用的超第二代、第三代像增强器的选通成像性能进行理论对比仿真分析,完成了对水下距离选通成像系统性能模型的仿真。结果表明,前向散射光调制传递函数以及后向散射光调制传递函数随着探测距离以及选通时间的增加呈现逐渐下降趋势,并且前向散射光调制传递函数下降的速度更快;系统调制传递函数随着探测距离、选通时间和空间频率的增加而逐渐下降,并且通过理论模型分析得到典型的第三代像管的性能比超第二代像管的性能在水下距离选通成像过程中更具优势。     

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。     

紫外像增强管的研究

研究了采用碲铷（日盲）光电阴极，近贴聚焦，二块微通道板（ＭＣＰ）、Ｙ－２０屏光屏，２５／２５ｍｍ有效直径紫外像增强管。详细论述了像增强管的工作原理、结构设计、制造工艺、测试方法以及应用前景等方面问题。     

微通道板防离子反馈膜性能的研究

介绍了微通道板（ＭＣＰ）防离子反馈膜在三代微光象增强器中的作用，测量了防离子反馈膜的电子透过特性和离子透过特性，比较了用带膜ＭＣＰ做成的二代薄片管和不带膜的ＭＣＰ做成的二代薄片管的脉冲幅度分布、寿命和阴极灵敏度衰减。实验发现，非晶态Ａｌ２Ｏ３防离子反馈膜能有效地透过电子，阻止反馈离子，降低闪烁噪声，延缓阴极灵敏度衰减，延长象管工作寿命。     

硅橡胶对像增强器亮度增益的影响

分析了一代像增强器中亮度增益下降的若干可能原因，通过解剖分析，找出了一批像增强器因密封材料——硅橡胶缺陷造成像管报废的实质内容，这一工作为像增强器生产厂家及其用户对像管性能的改善提供了有益的参考     

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。     

近贴聚焦成像器件管体熔铟层气孔产生的因素分析

为解决成像器件管体熔铟层产生流散不均匀、熔层断裂、体内气泡造成的光电阴极与管体封接漏气问题,深入分析了产生根源,研究了一种管体注铟技术,使管体注铟合格率达到了100%,光电阴极与管体封接气密性成品率达到了98%。     

条纹管激光成像雷达在近程海面监测应用分析

近程海面监测通常要在低照度条件下,获得高清晰、高分辨目标图像,以提高监测效能。与传统被动红外成像监测相比,激光成像雷达是一种主动成像技术,能获取目标强度像和距离像（统称为四维像）,具有较高的目标探测与目标识别概率。分析了美国条纹管激光成像雷达的发展现状及具有的技术优势,阐述了条纹管激光成像雷达采用的闪光式体制、一次成像、高速获取目标数据的原理。指出条纹管激光成像雷达既适用于近程海面监测,也可与现有监测手段,如被动红外、微波雷达等复合使用,提高监测效率。     

二代倒像微光像增强器管内质量污染分析

针对二代倒像微光像增强器研制中出现的制管成品率低的问题,全面对制管工艺过程中质量污染产生的根溽和污染给管子带来的问题进行了分析、讨论,并结合制管进行了证实。有油真空处理设备中的油蒸气返流是造成管子部件污染的主要原因,而制管过程中工艺质量控制不严格和技术不成熟均影响了器件研制的成功率。通过对制管技术的研究和工艺的改进,研制成功了性能指标全面合格的二代倒像微光像增强器。     

An electrostatic image tube with planar photocathode

It has been possible to flatten the electron image of a planar photocathode sufficiently well to obtain images with good center-to-edge focus on a planar screen. The essential element in the new tube is a spherical mesh with strong curvature. This mesh serves the dual function of a prefocusing lens in the approach space, and a field-flattening lens in the image space following. Additional advantages include an incidental correction of pin-cushion geometry and improved high voltage stability. Image resolution of over 16 line pairs/millimeter has been realized with meshes as are available at present. Further progress is entirely possible pending future developments in the technology of high-resolution meshes.     

条纹管失真效应分析及其对多狭缝成像的影响

设计了一套多狭缝(MS)条纹管成像系统\.在成像过程中,激光经扩束之后照射到目标上,目标的反射光经过接收系统聚焦在光纤图像变换器上,将面图像变换为线图像后,耦合到条纹管光电阴极上,在条纹管的偏转电压作用下,对不同距离目标回波信号进行不同程度的偏转,再经过图像的还原,获得不同目标的距离像。在图像的还原过程中,条纹管在荧光屏上的成像失真问题严重影响图像的恢复能否成功。对条纹管成像失真原因及其对图像还原的影响进行了分析,模拟了条纹像出现不同失真时对图像还原的影响,结果表明,条纹图像的拉伸达到5%左右或者局部倾斜达到0.5%时即可对目标图像的还原造成明显的影响。     

用一种新的独立分量分析算法实现极化SAR图像相干斑抑制

极化SAR图像为雷达图像中的信息处理和获取提供了更为便捷的途径。本文在研究极化SAR成像特点的基础上，介绍了用一种新的独立分量分析(ICA)方法—Infomax算法来进行相干斑抑制，完成了从极化SAR图像中分离相干斑噪声的仿真试验。实验表明，Infomax算法收敛速度较慢，但稳健性好。经ICA处理后的图像其相干斑噪声得到了有效的抑制，具有较低的相干斑指数，明显地改善了图像的质量。     

Application of negative electron affinity materials to imaging devices

Recent advances in materials technology, activation technology, and device technology have brought to fruition practical imaging devices utilizing NEA photoemitters. This paper describes the characteristics of proximity-focused image tubes utilizing large-area semitransparent, single-crystal III-V photocathode structures. Since the spectral response of the photocathode is determined by choice of the material used as the photoemitting layer, specific choices allow optimization for specific applications; e.g., laser illuminators. The material selection criteria and methods of fabricating the photocathode material structure will be discussed. The use of NEA materials allows the separation of the bulk photocathode material from other tube processing variables and has allowed a high degree of reproducibility from device to device. Specific device characteristics to be included in this discussion are resolution, stability of the photocathode during operation, and photocathode spectral data.     

玻璃微光管及其应用

简述了玻璃微光管的结构和性能特点，并介绍了利用玻璃微光管开发微光夜视仪应注意的一些问题。由于玻璃微光管的价格相对低廉，其在民用和准军用方面的应用还大有可为。     

像增强管老炼工艺研究与分析

像增强管老炼工艺可以尽早排除管子的早期失效和可能出现的图像缺陷,有利于管子尽快达到稳定工作状态,起到工艺稳定和筛选的双重作用.根据新近研制成功的低噪声双碱阴极像增强管的结构和性能特点,设计了管子的老炼工艺规范,并在操作暗箱内通过无光照和有光照两种工作模式,对整管进行老炼工艺研究;同时,也对管子出现的图像缺陷进行了研究与分析,并给出了指导性的解决办法.     

基于独立分量分析和径向基网络的人脸识别方法

人脸识别是当前人工智能和模式识别的研究热点.基于小波分解和定点独立分量分析,提出了一种新的准正面人脸径向基网络识别算法.二维的小波分解具有对表情变化不敏感的特点,可以很好地压缩和表征人脸图像的特征.定点独立分量分析是一种基于高阶统计信息提取特征的方法,克服了一般ICA收敛慢的缺点;径向基网络作为分类器具有很高的推广性能,有利于大容量样本的分类.在对人脸库ORL和YEL的识别实验中,该算法的识别率达到98%以上,与传统算法相比,识别速度和识别率都明显提高.