光電成像器件-圖像增強器

1、4.5 圖像增強器功能：把亮度很低的光學(xué)圖像變?yōu)樽銐蛄炼鹊膱D像目錄基本概念像管的組成發(fā)展歷史應(yīng)用案例基本概念 能夠把亮度很低的光學(xué)圖像變?yōu)樽銐蛄炼鹊膱D像的真空光電管。 由于常和變像管一起使用，結(jié)構(gòu)又很相似，所以統(tǒng)稱為像管。 變像管：能夠把不可見光圖像變?yōu)榭梢姽鈭D像的真空光電管。P.S. 圖像增強器只是把微弱圖像增強器只是把微弱光圖像的發(fā)光強度增強，該光圖像的發(fā)光強度增強，該圖像還是屬于可見光范圍內(nèi)。圖像還是屬于可見光范圍內(nèi)。像管的組成 光電陰極 電子光學(xué)系統(tǒng)（電聚焦、磁聚焦） 熒光屏像管的組成 光電陰極涂覆于光窗內(nèi)壁的光電發(fā)射材料薄膜。工作原理：外光電效應(yīng)（將光信號轉(zhuǎn)為電信號）像管的組成 電子

2、光學(xué)系統(tǒng)（電聚焦、磁聚焦）-電聚焦靜電聚焦型像管的基本結(jié)構(gòu)示意圖靜電聚焦型像管的基本結(jié)構(gòu)示意圖電子透鏡里的圓筒形電極形成電子透鏡里的圓筒形電極形成對光電子聚焦和加速的電場。對光電子聚焦和加速的電場。1、各電極采用多個電阻串聯(lián)分壓的、各電極采用多個電阻串聯(lián)分壓的方式連接，從而使各電極電壓之比保方式連接，從而使各電極電壓之比保持不變，即使總電壓稍有改變，其電持不變，即使總電壓稍有改變，其電子軌跡也基本不變。子軌跡也基本不變。2 2、熒光屏多采用外側(cè)為平面，內(nèi)側(cè)、熒光屏多采用外側(cè)為平面，內(nèi)側(cè)為球面的光纖面板且光電陰極多作成為球面的光纖面板且光電陰極多作成曲面狀曲面狀, ,以補償電聚焦引起的像差以補償

3、電聚焦引起的像差像管的組成 電子光學(xué)系統(tǒng)（電聚焦、磁聚焦）-電聚焦靜電聚焦型像管的基本結(jié)構(gòu)示意圖靜電聚焦型像管的基本結(jié)構(gòu)示意圖電子透鏡里的圓筒形電極形成電子透鏡里的圓筒形電極形成對光電子聚焦和加速的電場。對光電子聚焦和加速的電場。1、各電極采用多個電阻串聯(lián)分壓的、各電極采用多個電阻串聯(lián)分壓的方式連接，從而使各電極電壓之比保方式連接，從而使各電極電壓之比保持不變，即使總電壓稍有改變，其電持不變，即使總電壓稍有改變，其電子軌跡也基本不變。子軌跡也基本不變。2 2、熒光屏多采用外側(cè)為平面，內(nèi)側(cè)、熒光屏多采用外側(cè)為平面，內(nèi)側(cè)為球面的光纖面板且光電陰極多作成為球面的光纖面板且光電陰極多作成曲面狀曲面狀,

4、 ,以補償電聚焦引起的像差以補償電聚焦引起的像差像管的組成 電子光學(xué)系統(tǒng)（電聚焦、磁聚焦）-電子透鏡電子透鏡：當(dāng)電子經(jīng)過電場界面時，電子透鏡：當(dāng)電子經(jīng)過電場界面時，會發(fā)生折射。會發(fā)生折射。該公式與光學(xué)的折射公式十分相該公式與光學(xué)的折射公式十分相似，所以把聚焦電場成為電子透似，所以把聚焦電場成為電子透鏡鏡像管的組成 電子光學(xué)系統(tǒng)（電聚焦、磁聚焦）電磁聚焦型像管的基本結(jié)構(gòu)示意圖電磁聚焦型像管的基本結(jié)構(gòu)示意圖管外線圈用來使管內(nèi)產(chǎn)生平行管外線圈用來使管內(nèi)產(chǎn)生平行于管軸的磁場，以形成磁透鏡。于管軸的磁場，以形成磁透鏡。優(yōu)點：聚焦作用強強、容易調(diào)優(yōu)點：聚焦作用強強、容易調(diào)節(jié)、易保證邊緣鏡像差，分辨節(jié)、易保

5、證邊緣鏡像差，分辨率高。率高。缺點：尺寸和重量都較大，結(jié)缺點：尺寸和重量都較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜構(gòu)較復(fù)雜 電子光學(xué)系統(tǒng)（電聚焦、磁聚焦）-磁聚焦像管的組成 熒光層經(jīng)聚焦、加速后的電子撞擊到熒光屏上時，電子的動能激發(fā)熒光物質(zhì)（硫化鋅鎘）產(chǎn)生可見光，得到人們所需要得影像。 鋁膜防止輸出屏的熒光反射到輸入屏的光電陰極和防止二次電子反跳。熒光屏發(fā)展歷史 第一代像增強器：三級級聯(lián)式圖像增強管 第二代像增強器：通過微通道板實現(xiàn)單極高增益圖像增強器 第三代像增強器：微通道板配以負(fù)電子親和勢光電陰極第一代像增強器：三級級聯(lián)式圖像增強管第二代像增強器：微通道板（Micro channel plates-MCP） 第二

6、代像增強器：微通道板（Micro channel plates-MCP） 優(yōu)點： 體積小，重量輕，整管長度和重量約為一代級聯(lián)管的二分之一 亮度便于調(diào)節(jié) 減少了熒光屏的光反饋 整管電壓較低 缺點： 噪聲大，主要是的附加噪聲； 圖像不夠均勻； 工藝難度大，主要是的制作以及后續(xù)工序?qū)CP有影響。第三代像增強器：微通道板配以負(fù)電子親和勢光電陰極第二代象增強器的微通道板結(jié)構(gòu)配以第二代象增強器的微通道板結(jié)構(gòu)配以負(fù)電子親和勢光電陰極負(fù)電子親和勢光電陰極，構(gòu)成第三代像增強器。構(gòu)成第三代像增強器。第三代像管具有高增益、低噪聲、較高的圖像分辨力的優(yōu)點，第三代像管具有高增益、低噪聲、較高的圖像分辨力的優(yōu)點，成為目

7、前性能最優(yōu)越的直視型光電成像器件。成為目前性能最優(yōu)越的直視型光電成像器件。應(yīng)用案例（一）WGS15-1型手持微光夜視儀型手持微光夜視儀主要特點：主要特點：該夜視儀是以微光像增強器為核心攜帶方便的一代該夜視儀是以微光像增強器為核心攜帶方便的一代手持微光夜視儀，該夜視儀配有手持微光夜視儀，該夜視儀配有IR助視燈，視場大、體積小、重助視燈，視場大、體積小、重量輕、使用方便。量輕、使用方便。用途：用途：用于夜間和低照度下進(jìn)行觀察。在公安偵破、邊防守衛(wèi)用于夜間和低照度下進(jìn)行觀察。在公安偵破、邊防守衛(wèi)、海關(guān)及科學(xué)研究等方面均可廣泛運用。、海關(guān)及科學(xué)研究等方面均可廣泛運用。主要性能：主要性能：物鏡孔徑：物鏡孔徑：48毫米毫米放大倍率：放大倍率：1.8倍倍物方視場：物方視場：17調(diào)焦范圍：調(diào)焦范圍：5米無窮遠(yuǎn)米無窮遠(yuǎn)視度范圍：視度范圍：5屈光度屈光度出瞳直徑：出瞳直徑：7毫米毫米分辨力：分辨力：2.8毫弧度毫弧度工作電壓：工作電壓：3伏直流（采用標(biāo)準(zhǔn)伏直流（采用標(biāo)準(zhǔn)5號電池號電池）像增強器：像增強器：一代像增強器（一代像增強器（XX1490）尺寸：尺寸：192（L）66（W）88（H）質(zhì)量：質(zhì)量：0.7公斤公斤