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.     

用光电倍增管测量微光像增强器噪声

在微光像增强器成像中,迭加在图像上的时空域噪声,不仅限制系统可工作的最低照度,而且使显示图像有随机蠕动颗粒闪烁的外观。随着低噪声、声增益的光电倍增管的出现,比较精确地测量微弱光信号成为可能,于是在此基础上提出了采用光电倍增管来测试像增强噪声的方法,实验中发现这种方法能比较准确并直观地反映像增强器噪声大小。     

InGaAs光电阴极像增强器研究

ＩｎＧａＡｓ 光电阴极像增强器的光谱为１－０ ～１－３μｍ 和１－０ ～１－１μｍ 。对用于像增强器中的ＩｎＧａＡｓ 光电阴极进行了研究。研究的方法有：光致发光法、微型瑞曼法、扫描俄歇俄法。将ＩｎＧａＡｓ 像增强器的光谱和标准的第二代和第三代像增强器进行比较。文中还报导了负电子亲和势ＩｎＧａＡｓ 光电阴极摄像管的性能参数：光谱灵敏度、白光光响应、等效背景照度、信噪比、调制传递函数以及像增强器的性能。对ＩｎＧａＡｓ 负电子亲和势光电阴极和标准第二代像增强器阴级直接进行比较。最后评价了近红外ＩｎＧａＡｓ 光电阴极像增强器的先进性。     

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.     

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。     

ZnO薄膜在微光像增强器中的潜在应用

ZnO 薄膜是一种新型的宽带隙透明氧化物薄膜材料,具有优良的物理和化学特性。在微光像增强器中具有多方面的潜在应用。通过对ZnO 材料晶格参数等的研究, 发现可以作为制备高质量GaN 紫外光电阴极的缓冲层。通过对ZnO 能带的研究,发现ZnO 本身还可以独立的作为负电子亲和势光电阴极材料,一旦p 型ZnO 制备获得成功,将更有利于形成负电子亲和势光电阴极。此外,采用蒙特卡罗模拟的方法发现ZnO 薄膜比传统的Al2O3 防离子反馈膜对碳等正离子具有更强的阻挡作用,有可能取代Al2O3 薄膜用于制备三代微光器件防离子反馈膜。ZnO 薄膜还具有较高的二次电子发射系数和适合的电阻率,可以用来制备Si 微通道板打拿极。     

近红外像增强器

介绍近红外像增强器。重点介绍ＩｎＧａＡｓ光电阴极的性能、特性以及 像增强器的性能参数。     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于自动门控电源的微光像增强器局部强光防护

自动门控电源作为微光像增强器的能量来源,其局部强光防护方法研究对完善自动门控电源控制策略、提升微光像增强器强光使用性能具有重要意义。分析了匹配传统直流高压电源与自动门控电源的微光像增强器大动态照度范围应用的优劣势,提出了一种能够使微光像增强器兼具高照度应用和低照度局部强光防护能力的自动门控电源设计思路,并给出了自动门控电源电路的控制策略实现方法。     

微光成像器件阴极封接铟锡合金焊料杂质分析研究

为解决微光成像器件管体熔化铟锡合金层出现的气泡、熔层断裂,流散不均匀等质量问题,利用俄歇谱仪和CS-344碳硫联合测定仪对焊料材料杂质进行了分析研究。结果表明,焊料体内吸收的杂质主要是H2,O2,C,S元素,它们是焊料熔层气泡产生的主要原因。焊料基材表面氧化,污染会造成焊料熔层断裂,通过改进工艺,研究了一种管体高效焊料熔化工艺,保证了焊料熔化质量,研制成功了高性能二代近贴微光管和紫外阴极像增强器。     

二代象增强器的可靠性

对二代象增强器的可靠性问题进行了讨论。根据工程实践，对设计、制造使用二代象增强器中存在的若干问题作了剖析，为二代象增强器可靠性的提高提供了有益的参考。     

二代近帖聚焦像增强器纳秒响应技术

从理论上对光电阴极面发射电子过渡过程进行分析,光电阴极面电阻是影响光电发射过渡过程的主要因素.通过对光电阴极制备技术的改进,使二代近帖聚焦像增强器的管子时间响应小于2ns.     

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.     

像增强器阴极脉冲与屏极亮度稳定性关系研究

针对装配有自动门控电源的像增强器在高照度的情况下会出现闪烁的现象,结合自动门控电源阴极高压脉冲信号的离散特性和人眼视觉特性,分析了整管在高照度的情况下出现人眼可见闪烁现象的原因及解决办法,提出亮度最小可觉差和视觉暂留效应是有关人眼观察舒适性的重要特性.在高照度的情况下,由于自动亮度控制功能的介入,阴极高压脉冲信号的占空比会自动降到一个较低的值,但是由于器件的限制,阴极高压脉冲信号占空比的步进值是一个固定的常数,故阴极高压脉冲信号的占空比越低,其步进值对阴极高压脉冲信号的影响越大,最终也就对像增强器的屏极亮度稳定性影响越大.通过对人眼视觉特性的分析及对阴极高压脉冲信号的计算,给出了阴极脉冲信号允许的最小占空比及最小开启脉冲宽度的要求,并给出了计算方法.