ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Заявляемая полезная модель относится к электронной технике, в частности, к устройству электронно-оптического преобразователя (ЭОП), предназначенного для приборов наблюдения, связи и локации под водой.
rd
Известны ЭОП с фотокатодами на основе InGaP фирмы ITT с квантовым выходом 7% на λ=500-600 нм (сообщение New Developments in Photodetection 3 Beaune Conference June 17-12, 2002 Arlynn Smith, Keith Passmore, Roger Sillmon, Rudy Benz ITT Industries - Night Vision). Разработанные фирмой ОАО «Катод», г.Новосибирск ЭОП с фотокатодом на основе InGaP имеют квантовую эффективность 24-32% на λ=500-600 нм при интегральной чувствительности 300-520 мкА/лм. Несмотря на согласованные решетки GaAs, InGaP эмиссионные свойства (диффузионная длина электронов и рекомбинация на гетерогранице стопорный слой - активный слой) ограничены качеством структур. ЭОП с фотокатодом на основе GaAsP фирмы ОАО «Катод», г.Новосибирск имеет квантовую эффективность 30-42% на λ=500-600 нм при интегральной чувствительности фотокатодов 450-610 мкА/лм.
Недостатком данных ЭОП является уровень интегральной чувствительности, позволяющий получить для ЭОП параметр сигнал/шум только в пределах 30-50.
Известны ЭОП, содержащие фотокатод на основе GaAsP, микроканальную пластину, керамический корпус, экран, источник питания (каталог фирмы Hamamatsu, Япония, 2006 г., прототип). Квантовая эффективность фотокатода 50%, интегральная чувствительность у фотокатода до 700 мкА/лм.
Недостатками данного ЭОП являются наличие дислокационной сетки в электронном изображении, уровень интегральной чувствительности не позволяют получить важный для ЭОП параметр сигнал/шум выше 50.
Задача на решение которой направлена заявляемая полезная модель заключается в создании ЭОП с фотокатодом, имеющим максимум спектральной характеристики в диапазоне 500-600 нм, квантовую эффективность не менее 40% на λ=550 нм при интегральной чувствительности фотокатода не менее 1000 мкА/лм, что позволяет получить у ЭОП сигнал/шум в пределах 55-60.
-8
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в предлагаемом ЭОП, содержащим фотокатод на основе GaAs-гетероэпитаксиальной структуры, микроканальную пластину, экран, источник питания фотокатод на основе GaAs-гетероэпитаксиальной структуры выполнен с буферным слоем толщиной 100-120 , активным слоем толщиной 0,35-0,45 мкм и просветляющим покрытием толщиной 760-800  на основе SiO. Для смещения коротковолнового края спектральной характеристики до 0,4 мкм толщина буферного слоя составляет 100-120 . Выполнение активного слоя толщиной 0,35-0,45 мкм позволяет уменьшить фотоэмиссию в длинноволновой части спектральной характеристики 0,6-0,9 мкм, обеспечить интегральную чувствительность фотокатода не менее 1000 мкА/лм.. Выполнение просветляющего покрытия толщиной 760-800  на основе SiO позволяет уменьшить отражение света в фотокатоде на λ=550 нм и обеспечить максимальное поглощение света в диапазоне 500-600 нм. Стабилизация квантового выхода не менее 40% обеспечивается уровнем поддерживаемого в технологических камерах установки сборки и герметизации вакуума не более 1-10 Па.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется рисунком.
На рисунке представлен эскиз заявляемого ЭОП.
ЭОП содержит фотокатод 1 на основе GaAs-гетероэпитаксиальной структуры с просветляющим покрытием 2 толщиной 760-800  на основе SiO, буферным слоем 3 толщиной 100-120 , активным слоем 4 толщиной 0,35-0,45, микроканальную пластину 5, экран 6, металлокерамический корпус 7, источник питания 8.
Предлагаемый ЭОП работает следующим образом.
При освещении пучком падающих фотонов GaAs фотокатод 1 эмитирует электроны в вакуумный промежуток между фотокатодом 1 и МКП 5, электроны ускоряются в сторону МКП 5 приложенным напряжением. Электроны попадают в каналы МКП 5 и за счет процесса вторичной электронной эмиссии МКП 5 усиливает вышедший электронный поток до тысячи раз. Электроны, выходящие из МКП 5, ускоряются в сторону экрана 6 и преобразуются в световую картинку слоем люминофорного покрытия экрана 6.
Использование заявляемой полезной модели позволяет за счет смещения максимума спектральной характеристики в диапазон длин волн 500-600 нм, совпадающего с максимумом спектра пропускания слоя воды, повысить квантовую эффективность фотокатода до 40% на λ=550 нм, обеспечить интегральную чувствительность фотокатода в пределах 1000-1300 мкА/лм, что обеспечивает у ЭОП величину параметра сигнал/шум до 55-60, на основе разработанного ЭОП создать серию приборов, работающих под водой и выполняющих функции наблюдения, связи и локации под водой.