электровакуум.приборы (1084498), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Экраны ЗОП, как правило, имеют желто-зеленьй, иногда синий, цвет свечения, характерный для цинкосульфидных люминофоров с примесями меди ипи серебра (см. гл. 18). Важным параметром люминесцируюшего экрана ЭОП является светоотдача, определяемая световым потоком, приходящимся на единицу мощности электронною потока = Ф» ~ Р. Светоотдача экранов желто-зеленого цвета свечения обычно составляет несколько десятков люменов на ватт. Одним из важнейших параметров ЭОП вЂ” усилителей яркости изображения является коэффициент усиления яркости, определяемый отношением яркости или светимости экрана 22»э к освещенности фотокатода Е»к: гт» э Ф» эПк »2в Е ~»к Ф»к э где Пк и П, — плошади изображений на фотокатоде и на экране соответственно. Отношение светового потока с экрана к световому потоку, падаюшему на фотокатод, Ф» ЫФ» к называется интегральным коэффициентом 26! нРеобРазованиЯ светового потока э1э или пРосто коэффициентом нРеобразования светового ною ка.
Если изображение переносится с фотокатода на экран без изменения масштаба, то коэффициент усиления яркости равен коэффициенту преобразования, который можно выразить через параметры фотокатода и экрана. Пусть поток излучения Фе падает на фотокатод, имеющий интегральную чувствительность к этому потоку Яе. Фототок будет равен 7„= ЮОФО.
Мощность электронного потока, бомбардирующего люминофор экрана, Р= 7„У„где Уэ — приложенное к ЭОП напряжение. Световой поток с экрана равен произведению мощности потока на светоотдачу экрана 7 Ф Фр э = Руф = 7ФБе Фе (гэ. (23.2) Световой поток от объекта, падающий на фотокатод, связан с потоком излучения соотношением Ф„„= 680Феэ2, Р' (23.3) где Ч вЂ” КПД глаза прн восприятии потока излучения реального объекта.
С помощью (11.14) и (11.16) выразим интегральную чувствительность фотокатола через световую чувствительность, известную из паспорта ЭОП: Ве = 16 6ВРКР/Кэ (23.4) где Кр и К, — коэффициенты использования фотокатодом потока излучения реального объекта и эталонного потока источника типа А соответственно. Подставив (23.3) и (23.4) в (23.2), получим Ф„,= 0,0246Ф„„7 и,ВРКР/КОЦР. Отсюда коэффициент преобразования светового потока от объекта э/э = Фр э/Фэ к = 0,02467фУэЯРКР/Кээ1р. (23.5) Допустим, световой поток, излучаемый объектом, соответствует желто-зеленой части видимой области спектра, тогда коэффициент преобразования ЭОП с многощелочным фотокатодом, имеющим световую чувствительность Вр = 200 мкА/лм, У, = 10 кВ и 7 = 50 лм/Вт, составит 60.
э 7Ф Коэффициент преобразования, указанный в паспорте ЭОП, обычно измеряется по излучению эталонного потока источника типа А. В этом случае выражение для расчета и упрощается РА Ч„А =74Р и. (23.6) 2б2 Когда границы спектральной чувствительности фотокатода вьпсодят за пределы видимого диапазона, под коэффициентом преобразования потока излучения П часто понимают отношение потока излучения эке рана к потоку излучения, падающему на фотокатод, э/ = Фе,/Ф „. Если изображение переносится с фотокатода на экран с изменением масштаба, то, как следует из формулы (23.1), коэффициент усиления яркости равен коэффициенту преобразования, умноженному на отношение плошадей изображений на фотокатоде и на экране.
Преобразование спектрального диапазона излучения объекта определяется спектральной чувствительностью фотокатода. Если представить сложный поток излучения объекта в виде ряда монохроматическнх потоков, то световой поток с экрана при воздействии кажцого из них на фотокатод можно определить по формуле Фр э = ВОХФОЛ7,(/ где ЯеХ вЂ” спектральная чувствительность фотокатода на длине волны Л, а ФОЛ вЂ” монохроматический поток на этой длине волны. В этом случае спектральный коэффициент преобразования э1 Л, равный световому потоку с экрана, приходящемуся на один ватт монохроматического потока, находится нз выражения э1ОХ = Фээ/ФОХ = ВеХ7ф~э.
Этот параметр зависит от длины волны и измеряется в люменах на ватт. Способность ЭОП сохранять четкость изображения объекта на экране характеризуется пределом разрешения, измерение которого производится по тест-таблицам, носящим название штриховых мир. Предел разрешения обычно оценивается числом пар черно. белых линий миры, приходящихся на миллиметр ее изображения на фотокатоде. Четкость изображения определяется рассеянием электронов, вьшетающих из различных точек фотокатода, обусловленным разбросом начальной энергии электронов и аберрацией фокусирующей системы, а также рассеянием излучения в зернах люминофора.
Важным параметром ЭОП, определяющим правильность воспроизведения на экране деталей наблюдаемого объекта, является коэффициент сохранения контраста С, который равен отношению контраста изображения на экране к контрасту этого изображения на фотокатоде. Он измеряется при проецировании на фотокатод непрозрачного объекта диаметром 1— 2 мм и рассчитывается по формуле Сн (ВО Вээм) / (ВО + Вээм) где ВО и „— яркости освещенного участка и изображения объекта на экране соответственно. 263 Коэффициент сохранения контраста во многом зависит от темнового фона, обусловленного токами термо- и автоэлектронной эмиссий, ионной обратной связью, оптической обратной связью между фотокатодом и экраном и рассеянным отражением излучения, прошедшего через полупрозрачный фотокатод, от деталей фокусирующей системы. Пороговый поток ЭОП в основном определяется шумами термои автоэлектронной эмиссий фотокатода, а также флуктуациями токов ионной и оптической обратных связей.
Если ЭОП используется как регистратор оптических излучений, то его пороговый поток Ф„может быть представлен зависимостью Фп = Х1 ею !5рэ2 гДе 5р — чУвствительность к потокУ от Реального объекта; г,з„— сРецнеквадратическое значение суммарного шумового тока. Определение порогового потока ЭОП, используемого в качестве усилителя или преобразователя изображения с учетом требуемых контраста и предела разрешения, является более сложной задачей. 23.2. ОДНОКАМЕРНЫЕ ЗОП В простейшем двухзлектродном плоском ЭОП, конструкция которого представлена на рис. 23.2, перенос электронов производится только за счет действия однородного электростатического поля. Каждая точка фотокатода изображается на экране в виде кружка рассеяния, диаметр 2г которого зависит от расстояния фотокатод †экр и от значения приложенного напряжения 2г = 4с! х! 0о/ ~э где 1!о — напряжение, эквивалентное начальной кинетической энергии электрона (при начальной кинетической энергии 1 эВ !!о = 1 В); с!— расстояние фотокатод — экран; Ег, — приложенное напряжение.
Приближенно можно считать, что предел разрешения ЗОП обратно пропорционален диаметру кружка рассеяния. Для обеспечения электрической изоляции расстояние между фото- катодом и экраном не может быть менее 5 одного миллиметра при 1!э = 10 кВ. Плоские ЗОП позволяют получить коэффициент усиления яркости около 20 при преде- 1 ле разрешения до 25 пар линий на милли- Рис, 23.3. Конструкция трех- 1 электродного ЗОП; ! — фотокатод; 2 — макжета; 3 — корпус; 4 — фокусируэошиа электрод; 5 анод; б — экран метр. Для снижения обратной оптической связи экран покрывают сплошной непрозрачной алюминиевой пленкой, которая должна иметь низкий коэффициент отражения для излучения, проходящего через полупрозрачный фотокатод Одним из достоинств плоских ЭОП является отсутствие всех аберраций, кроме хроматической.
Предел разрешения в ЭОП одинаковый по всей площади экрана. Недостатком таких ЭОП являются низкий коэффициент преобразования из-за ограниченного напряжения 1!э и технологические трудности при их создании, увеличение межцуэлектродного расстояния с целью повышения напряжения приводит к рез. кому ухудшению предела разрешения. Этот недостаток в значительной мере устранен при использовании в ЗОП электростатических линз с двумя, тремя и т.
д. электродами между фотокатодом и экраном. На рис. 23.3 приведен вариант конструкции трехэлектродного ЭОП. Поле двух иммерсионных линз образуется манжетой фотокатода, фокусирующим электродом в виде диафрагмы или цилиндра и анодным электродом, имеющим вид усеченного конуса с диафрагмой. Анодный электрод имеет потенциал экрана 15 — 20 кВ. Фокусировка иэображения на экране производится регулировкой потенциала фокусирующего электрода. В ряде однокамерных ЭОП применяется магнитная фокусировка электронов. Прибор помещается в длинную катушку с сильным магнитным полем.
Электроны, ускоряемые электрическим полем, двигаются по спиральным траекториям вдоль силовых линий магнитного поля. Предел разрешения ЭОП с магнитной фокусировкой может быть получен очень высокий. Недостатком таких ЭОП является громоздкость магнитных фокусирующих систем и значительная потребляемая мощность. 23.3. МЕТОДЫ УСИЛЕНИЯ ЯРКОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ 2б4 Рис. 23.2.
Коисгрукцяя двухэлектродлого плоского ЗОП: 1 — баллон; 2 — фогокагод; 3 — малжегы; 4 — экраи; 5- выводы Как следует из (23.5) и (23.б), коэффициент преобразования ЭОП зависит от чувствительности фотокатода, светоотдачи экрана и напряже- ния между электродами. Если напряжение, приложенное к ЭОП, превы- 265 шает 25 — 30 кВ, то возникают рентгеновское излучение из люминофора и паразитные явления, обусловленные автоэлектронной эмиссией. Одним из путей повышения коэффициента усиления яркости (см. (23.1)( является уменьшение размеров изображения на экране по сравнению с размером его на фотокатоде. Использование для этой цели электростатических фокусирующих систем приводит к ухудшению предела разрешения ЭОП. В ряде случаев от ЭОП требуется усиление яркости изображения объекта в сотни тысяч раз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
