ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области разработки и производства электронно-оптических приборов, а именно - электронно-оптических преобразователей (ЭОП) и может быть использовано при изготовлении указанных приборов.
Известны ЭОП, содержащие фотоэмиттирующий катод для эмиссии потока электронов, соответствующего потоку излучения, которое проектируется на фотоэмиттирующий катод, ускоряющие и фокусирующие электроды и люминесцентный экран. Кроме того, известны ЭОП, содержащие в своем составе микроканальную пластину (МКП), расположенную между фотоэмиттирующим катодом и люминесцентным экраном [1]. Микроканальная пластина предназначена для увеличения потока электронов, вышедших из фотокатода. Однако фотоэлектроны, вылетающие из фотокатода, после соударения со стенками каналов МКП обуславливают выбивание положительных ионов, которые бомбардируют фотокатод и разрушают слой окиси цезия CsO на поверхности фотокатода. В результате резко уменьшается срок службы ЭОП.
Из того же источника [1] известны ЭОП третьего поколения без ионно-барьерной пленки с автоматической регулировкой импульсного режима питания промежутка между фотокатодом и МКП. Частота включений напряжения составляет 30 герц. При подаче на МКП импульсного напряжения порядка +600 вольт относительно фотокатода ЭОП работает в обычном режиме. При подаче на вход МКП запирающего напряжения, составляющего часть импульса, ЭОП заперт, электроны не достигают МКП и ионы в каналах МКП не образуются.
В результате в таком режиме снижается скорость деградации фотокатода. Из-за малого времени открытия ЭОП за каждый период импульсного питания, а также из-за отсутствия ионно-барьерной пленки и, в связи с этим, очень малого потока отраженных от входа МКП фотоэлектронов, существенно снижается яркость ореолов вокруг изображения ярко светящихся объектов.
Недостатком такого технического решения борьбы с яркостными ореолами является усложнение конструкций приборов ночного видения из-за наличия блоков импульсного питания и, главное, ограниченность областей применения такого решения, так как в большинстве ситуаций использования приборов ночного видения ярко освещенные объекты отсутствуют и для обеспечения необходимой чувствительности при распознавании слабо освещенных объектов время закрытого состояния промежутка фотокатод - МКП стремится к нулю, ЭОП работает в обычном режиме, ионы в каналах МКП постоянно образуются и фотокатод быстро деградирует.
В качестве прототипа предлагаемой конструкции выбрана конструкция ЭОП третьего поколения, содержащая в своем составе МКП, поверхность которой со стороны фотокатода покрывают тонкой, порядка 6 нм, ионно-барьерной пленкой из окиси алюминия, уменьшающей поток положительно заряженных ионов от МКП к фотокатоду [1].
Недостатком конструкции ЭОП с МКП, на поверхность которой со стороны фотокатода нанесена ионно-барьерная пленка, является то, что, в частности, при работе приборов ночного видения с такими ЭОП возникают проблемы в распознавании объектов с ярко светящимися элементами. Вокруг изображения ярко светящихся элементов возникают широкий слепящий ореол, существенно мешающий распознаванию наблюдаемых объектов. Это явление связано с тем, что яркий луч вызывает интенсивный пучок электронов, часть которых отражается от ионно-барьерной пленки и возвращается на МКП, ускоренная электрическим полем катод - МКП, распространяясь по МКП в радиусе около четырех расстояний от фотокатода до МКП.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание конструкции ЭОП, содержащей МКП с ионно-барьерной пленкой, в которой практически полностью устраняется явление возникновения ореола от ярко светящихся элементов.
Поставленная задача решается таким образом, что в качестве ионно-барьерной пленки используется пленка линейно-цепочечного углерода.
Технический результат, получаемый при реализации предложенной конструкции, состоит в создании конструкции ЭОП, в котором реализована возможность устранения на получаемом изображении ореола от ярко светящихся элементов.
Новизна предложенной конструкции заключается в том, что в отличие от известных конструкций ЭОП с микроканальной пластиной, покрытой со стороны фотокатода ионно-барьерной пленкой, в качестве ионно-барьерной пленки используется пленка линейно-цепочечного углерода.
Пример реализации полезной модели.
На фиг.1 приведена схема предложенной конструкции ЭОП, где 1 - фотокатод из арсенида галлия, 2 - экран, 3 - корпус ЭОП, 4 - МКП, 5 - газопоглотитель, 6 - высоковольтный источник питания, 7 - ионно-барьерная пленка на МКП.
ЭОП с ионно-барьерной пленкой из линейно-цепочечного углерода функционирует следующим образом. Поток электронов от фотокатода свободно проходит через прозрачную для электронов пленку линейно-цепочечного углерода, не отражаясь от нее. Проницаемость для электронов пленки линейно-цепочечного углерода связана с ее регулярной структурой, состоящей из плотно спрессованных линейных углеродных цепочек, оси которых ортогональны плоскости пленки. Благодаря регулярности структуры толщина электронно-прозрачных пленок линейно-цепочечного углерода может быть существенно больше толщины обычно используемых для покрытия МКП пленок из двуокиси алюминия, что существенно повысит ее непрозрачность для вылетающих из каналов МКП положительных ионов. Толщина использованных пленок линейно-цепочечного углерода, полученных методом импульсно-дугового осаждения, составляла 100 нм, что на порядок выше толщин пленок двуокиси алюминия используемых в конструкции прототипа. Отсутствие отражения электронов от поверхности пленок линейно-цепочечного углерода устраняет явление возникновения ореола от ярко светящихся объектов. Улучшается и чувствительность ЭОП, так как пленки двуокиси алюминия не являются полностью прозрачными для фотоэлектронов, в то время как пленки линейно-цепочечного углерода, как уже отмечалось выше, для электронов абсолютно прозрачны.
Литература:
1. Куклев С.В., Сколов Д.С., Зайдель И.Н. Электронно-чувствительные преобразователи. - М., 2004, стр.77, стр.82.