Источники и приемники излучения - Ишанин Г.Г.
ISBN 5-7325-0164-9
Скачать (прямая ссылка):
6*
163
? ч
о
О.
с
К&рптпттМ^
Ья * si
О * Ц *
с 8 ® « г
..К I з
* 2 и
« * to *" р- = >2 аз
«О
.tf
О Vf О «Я 5 о » я о ш ?П
Н-ОЗ ; Я
но*
?3-1
о.41 5
И
о
S
о
Он
*
0>
ч
О)
•SS ^ О) «О К
о 2 ?
о.11 * 4
t> S 2
X * 5 5 О ? Я *
§IS «
Ч * ч •©•& | к
! о<* к
btf >— св ^ о я о .. я
йёг§
§ 1 g § fti д5
у-'s I
S* • * i> § ta s 5 «
ssgB
:аЗл
«за' o.r |ё"8г?
2 о 0 ".4 е я 5 2 * л ?• Я * е « “ -go
|1
о Su
я о * я 2.g 8 g.
.8 ? ?•
-^-2 С 1
- 4> L 2 23 » ? « в S.
OHS" № С 0
1.4
я
О а цк '" о « а *
2 = 3’
I *
I.
К
К
а>
к
к
*с
а>
о
S
nQ
ч
8
со
0
О
ef
<U
Ч
о
О
С
<?>
гО
К
а<
Ч Й Е~ О а 4> * а
Л 4> stf
if s*
«*э I
.. 1 -g I а*
н :-Я Ё !»«
0 А Я Я •®°
, I О S
1 [ -0*4
<© | л
.. я? 2
2*S s и Я <¦>
* F а
°&*2
1*И
* К н Ч cd <я
х 5 о a aShtf >. о 5
сч
м * t- а
! а-в* Э я >•< - и о
164
катод второго нанесены на противоположные стороны тонкой (10—5 мкм) стеклянной или слюдяной пластинки. Подобная комбинация экран — фотокатод называется каскадом усиления, а ЭОП — каскадным или многокаскадным. При использовании многощелочных фотокатодов двухкаскадные (трехкамерные) ЭОП дают усиление яркости до 106 раз при Гэ = Iх и разрешающей способности в центре 35—40 пар линий/мм. Однако из-за искривления поверхности изображения в камерах разрешающая способность на краю падает до 4 пар линий/мм.
В последние годы для усиления яркости применяют многокамерные ЭОП с динодами, работающими на прострел (рис. 5.6, б). Электронное изображение, падающее на первый динод, выбивает усиленный электронный поток вторичных электронов с его противоположной стороны и т. д. Диноды выполняют из тонкой (десятые доли микрометров) пленки, на которую с одной стороны нанесен алюминий (200—300 А), с другой (500 А) хлористый калий или магний, дающие высокую вторичную эмиссию. Коэффициент усиления по току у таких ЭОП достигает 104.
Однокамерные ЭОП часто сочленяют пластинами из стекловолокна (такие ЭОП называют модульными), а для усиления электронных потоков используют микроканальные пластинки с канальным электронным умножением (рис. 5.6, в). Коэффициент усиления таких ЭОП по току достигает 106—107, а разрешение определяется диаметром канала. Кроме электровакуумных преобразователей в последнее время разрабатывают твердотельные усилители яркости изображения, которые имеют меньшие габаритные размеры, требующие меньших напряжений питания. В них используются люминесцентные панели с нанесенным на них фотокатодом. Коэффициент усиления по яркости таких преобразователей достигает 800 при разрешающей способности 4—10 пар линий/мм и пороговой освещенности 3-10~2 лк.
Схема питания ЭОП обычно состоит из высоковольтного блока, обеспечивающего его работу, и низковольтного источника питания. Постоянный ток аккумулятора поступает на преобразователь (дающий на выходе переменный ток), а с него на повышающий трансформатор, выпрямитель, стабилизатор, делитель напряжения и ограничитель тока. Ограничитель тока предохраняет преобразователь от пробоя при сильных засветках. Напряжение на выходе высоковольтного блока (и схема делителя напряжения) зависит от типа ЭОП и колеблется от 3 до 45 кВ. Стабилизация напряжения должна осуществляться в пределах ±5—10%.
Значение потребляемого тока определяется током фотоэмиссии и составляет 10“4—10-6 А, потребляемая мощность 2—5 Вт.
Электронно-оптические преобразователи широко применяют в приборах визуального наблюдения при плохой видимости и в условиях естественной ночной освещенности порядка 10~3—10-4 лк, так как коэффициент яркости современных многокаскадных ЭОП достигает 10е—108. Приборы с ЭОП распространены и в приборах
165
наблюдения с подсветкой ИК-прожекторами и импульсными лазерами. ЭОП с плоской конструкцией широко используют для регистрации быстропротекающих процессов в ядерной физике и исследований искровых разрядов с временным разрешением до 10-14 с при напряженности поля у фотокатода 3-105 В/см.
Приборы с ЭОП используют для визуализации рентгеновского и нейтронного излучения. В астрономии ЭОП применяют для фотографирования спектров далеких звезд. Кроме того, ЭОП применяют в оптической микроскопии для наблюдения слабо светящихся объектов. Использование ЭОП в телевидении позволило создать системы, работающие в темноте по ИК-излучению объектов и при пониженной освещенности с дистанционным их наблюдением. В научной фотографии ЭОП позволяет осуществлять высокоскоростное и спектрозональное фотографирование в УФ-, видимой и ИК-областях спектра.
Глава 6
МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЕ ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ §6.1. Многоэлементные приемники излучения на основе фотодиодов и фоторезисторов
Рассмотрим вначале многоэлементные приемники излучения (МПИ), работающие без накопления сигнала. Такие МПИ еще называют приемниками «мгновенного действия», имея в виду, что в выходных цепях регистрируются установившиеся значения сигнальных токов и напряжений. Причем выходные сигналы как бы определяются мгновенными значениями оптических потоков и не зависят от времени облучения. МПИ мгновенного действия можно подразделить на две группы: с параллельным и последовательным опросом элементов.
