электровакуум.приборы (1084498), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Существенным недостатком виднкона является его инерционность, проявляющаяся при передаче быстро движущихся обьектов в виде снижения четкости и контрастности изображения, Инерционность резко уменьшается при увеличении освещенности. Световая характеристика видикона (рис. 22.9) зависит от свойств мишени, напряжения на сигнзльной пластине и тока луча. В плюмбиконе в отличие от видикона фотомишень состоит нз трех слоев и представляет собой рчнлютруктуру (рис. 22.10).
Проводящее прозрачное покрытие — сигнальная пластина 1, как и в видиконе, нанесено на внутреннюю поверхность планшайбы трубки 5. Слой 2 (полупроводник л-типа) прилегает к сигнальной пластине, а слой 4 (1ьтипа) обращен к развертывающему лучу. Между двумя этими слоями расщоложена область 1 с собственной проводимостью 3. Эта область выполняется из окиси свинца толщиной 10 — 15 мкм и имеет упорядов-еэ53 257 ченную кристзллическую структуру в виде иголок размером 0,1 Х Х 0,1 Х 1,0 мкм, расположенных перпендикулярно мишени.
Темповое сопротивление области 1' около 10 Ом см. На сигнзльную пластину подается небольшое положительное напряжение +20 + 30 В относительно катода. Если учесть, что на первый и второй аноды подводят напряжение 300 — 500 В, то развертка фотомишени осуществляется мед. ленными электронами. Рассмотрим работу плюмбикона. Пусть поверхность мишени не освещена. При развертке мишени лучом потенциал ее доводится до равновесного значения, равного потенциалу катода, т. е, нулю (режим медленных электронов).
При этом происходит заряд злементарнтах конденсаторов. При проецировании на мишень оптического изображения носители тока 1злектроны и дырки), возникающие в области 1', проходят ее, не рекомбинируясь. Такое прохождение носителей тока обусловлено высокой напряженностью электрического полн и малой концентрацией ловушек. Под последними следует понимать примесные атомы, захватывающие электроны или дырки. Генерируемые при освещении фотомишени носители тока разряжают элементарные конденсаторы, а на поверхности слоя 4 образуется потенциальный рельеф. При считывании потенциального рельефа, так же как и в видиконе, на резисторе нагрузки образуется напряжение вццеосигнала.
Плюмбикон по сравнению с видиконом имеет ряд преимуществ; высокую чувствительность, соизмеримую с чувствительностью суперортикона, низкую инерционность, линейную световую характеристику в широком диапазоне освещенностей, спектрзльные характеристики, близкие к кривой чувствительности глаза. Эти достоинства обеспечили применение их в современных камерах цветного телевидения.
Кремннкон имеет мишень, состоящую иэ сверхминиатюрных фото- диодов 1рис. 22.11). Основой мишени служат пластина кремния толщиной приблизительно 20 мкм с проводимостью п-типа. При изготовлении мишени используется метод планарной технологии кремниевых интегрзльных схем. На поверхности, обращенной к прожектору, формируются области с проводимостью р-типа, образующие с кристаллом кремния мозаику фотодиодов. Противоположная сторона пластины имеет потенциал 10 — 15 В относительно катода прожектора. При коммутации мишени сфокусированным пучком медленных электронов робласти доводятся до равновесного потенциала, равного потенциалу катода.
При этом диоды матрицы приобретают смещение в обратном направлении, происходит заряд элементарных конденсаторов — диодов. При проецировании на мишень оптического изображения в ее теле генерируются пары электрон — дырка, которые захватываются внешним полем мишени и разряжают элементарные конденсаторы. Степень разрядки пропорционзльна освещенности элемента. Формирование сигна- 258 123Ч и — 38 и+- Я + Реаис плеик рак- да й ча элект Рис. 22.10.
Мишень ииюмби. кона Рис. 22.11. Мишень кремни- кона ла в кремниконе аналогично плюмбикону и стандартному видикону. Важным свойством рассматриваемой трубки является отсутствие выжигания мишени при длительном воздействии значительных освещенностей. Суперкремииконы являются модификацией кремникона. В них осуществлено электронное усиление сигнала за счет переноса изображения подобно известной передающей трубке — суперортикону. Суперкремниконы обладают высокой чувствительностью 110 лк), сравни. тельно небольшой инерционностью и достаточно высокой разрешающей способностью.
Несложная конструкция, небольшие размеры и масса трубки, а также надежность в эксплуатации делают их перспективными приборами. Контрольные вопросы и задания 1. Чем объясняется повышение чувствительности в передающих трубких, работающих с использованием накопления заряда? 2. Как происходит образование и усиление видеосигнзла в суперортиконе? 3. На каком физическом явлении основана работа мишени види- кона? 4.
Нарисуйте эквивалентную схему видикона и объясните образование сигнала в нем, 5. Назовите достоинства и недостатки видикона, его применение. 6. Поясните назначение 1 слоя в плюмбиконе. 1 2 3 Глава двадцать третья ЭЛЕКТРОННО. ОПТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ Рнс. 23.1. Принцип дсйстана электронно-оптнчсского прсобраэоватспн; 1 — фотокатод; 2 — фокуснрующап ЭОС; э — катодонюмннссцснтный экран 23.1. НАЗНАЧЕНИЕ, ПРИНПИП РАБОТЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОННО ОПТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ Электронно оптическим преобразователем (ЭОП) называется электровакуумный прибор, предназначенный для преобразования спектрального состава излучения и усиления яркости изображения.
В настояшее время ЭОП находят широкое применение в науке, раз. личных областях техники и народного хозяйства. Являясь элементом оптического звена системы передачи иэображения, ЭОП позволяет решать три основные задачи: изменение спектрального состава излучения, усиление яркости (или энергетической яркости) изображения в определенном спектральном диапазоне и высокоскоростная регистрация быстропротекаюших процессов.
Приборы, предназначенные для решения первой задачи, преобразуют невидимое излучение ИК, УФ или рентгеновского диапазона в видимое излучение. Как правило, ЭОП этой группы производят и усиление преобразуемого сигнала. Эти ЭОП находят применение в приборах ночного видения, рентгеновской технике и специальной аппаратуре для научных исследований.
Приборы, служащие для усиления яркости, обычно работают в видимом диапазоне спектра и позволяют увеличивать яркость изображения объекта в сотни тысяч раз. Разработка таких ЭОП позволила изучать объекты с низким уровнем излучения, наблюдение и фотографирование которых с помошъю обычных оптических приборов не представлялось возможным (например, далекие звезды, физические продессы и т. п.) . Дпя изучения сверхбыстрых процессов в ядерной физике и лазерной технике непригодны даже самые совершенные оптико-механические затворы.
Быстродействующие ЭОП позволили создать устройства с временнйм разрешением, составляющим доли пикосекунд. Для указанных целей были разработаны многокадровые импульсные ЭОП с электронным затвором. Несмотря на многообразие конструкций принцип действия любого ЭОП основан на фотоэлектронной эмиссии, усилении слабого электронною потока по мощности при сохранении пространственного распределения его плотности и катодолюминесценции. Основными элементами конструкции ЭОП являются полупрозрачный фотокатод, кат"долюминесцентный экран и ЭОС для ускорения и фокусировки электронов. В состав последней может входить вторично-электронный умно- житель фотоэлектронов. Принцип работы однокамерного ЭОП схематически показан на рис.
23.1. Изображение объекта проецируется объективом на фотока- 260 тод. В вакуумном объеме за счет фотоэлектронной эмиссии создается электронное изображение объекта, в котором плотность распределения электронов соответствует распределению освещенности по поверхности фотокатода. Полученное электронное изображение переносится с помощью фокусируницей ЭОС на поверхность катодолюминесцентного экрана. Яркость свечения каждой точки экрана, определяемая плотностью электронного потока, попадаюшего в эту точку, будет зависеть от значения потока изучения, приходящего на соответствующую точку фотокатода.
В результате на экране образуется иэображение наблюдаемого объекта. Параметры и характеристики ЭОП, определяющие его функциональные свойства, можно разделить на две группы. Первая группа включает в себя характеристики и параметры его элементов: фотокатода, экрана ЭОС. Зти характеристики были рассмотрены в предыдуших главах. Вторую группу составляют характеристики и параметры самого ЭОП как прибора соответствуюшего назначения. В качестве фотокатодов ЭОП используются материалы, рассмотренные в гл. 12. Весьма перспективными для ЭОП спектра являются ОЭС- фотокатоды (см. б 12.3), позволяющие повысить чувствительность в ближней к ИК области спектра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
