Електроннооптичний перетворювач
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Електроннооптичний перетворювач

Електроннооптичний перетворювач (ЕОП), вакуумний фотоелектронний прилад для перетворення невидимого оком зображення об'єкту (у інфрачервоних, ультрафіолетових і рентгенівських променях) у видиме або для збільшення (посилення) яскравості видимого зображення. У основі дії ЕОП лежить перетворення оптичного або рентгенівського зображення в електронне, здійснюване за допомогою фотокатода, і потім електронного зображення в світлове (видиме), отримуване на катодолюмінесцептном екрані (див. Катодолюмінесценція, Люмінофори ) . В ЕОП (див. мал. ) зображення об'єкту проектується (за допомогою об'єктиву) на фотокатод (при використанні рентгенівських променів тіньове зображення об'єкту проектується на фотокатод безпосередньо). Випромінювання від об'єкту викликає фотоелектронну емісію з поверхні фотокатода, причому величина емісії з різних ділянок останнього змінюється відповідно до розподілу яскравості спроектованого на нього зображення. Фотоелектрони прискорюються електричним полем на ділянці між фотокатодом і екраном, фокусуються за допомогою електричного або (и) магнітного поля (створюючого електронну лінзу ) і бомбардують екран, викликаючи його люмінесценцію . Інтенсивність свічення окремих точок екрану залежить від щільності потоку фотоелектронів, унаслідок чого на екрані виникає видиме зображення об'єкту. Розрізняють ЕОП одно- і багатокамерні (каскадні); останні є такими послідовними з'єднання два або більш однокамерних ЕОП, при якому світловий потік з екрану першого ЕОП (каскаду) прямує на фотокатод другого і т. д.

загрузка...

  Основні характеристики ЕОП: 1) інтегральна чутливість (ІЧ) — відношення фотоструму до інтенсивності падаючого на фотокатод випромінювання; визначається головним чином властивостями використовуваного в ЕОП фотокатода; наприклад, в ЕОП з киснево-срібний-цезієвим фотокатодом, вживаного для перетворення зображення в інфрачервоних променях (з довжиною хвиль 0,78—1,5 мкм ) , ІЧ досягає 70 мка/лм; багатолужний фотокатод (складається із з'єднань Sb з Cs і Sb з До і Na), використовуваний в ЕОП для посилення яскравості видимого зображення, забезпечує ІЧ до 10 6 мка/лм; 2) роздільна здатність, визначувана максимальною кількістю окремо видимих штрихів зображення на ділянці екрану довжиною 1 мм; лежить в межах 25—60 і більш за штрихи на 1 мм; 3) коефіцієнт перетворення — відношення випромінюваного екраном світлового потоку до променистого потоку, падаючого від об'єкту на фотокатод; в однокамерних ЕОП складає декілька тис., в каскадних — 10 6 і більш.

  Основні недоліки каскадних ЕОП — мала роздільна здатність і порівняно високий темнової фон, зображення, що приводять до погіршення якості. Останній недолік усунений в ЕОП з мікроканальним підсилювачем, запропонованим в 1940 радянським інженером І. Ф. Песьяцким. У ЕОП цього типа на дорозі фотоелектронів розташовується скляна пластина, пронизана безліччю каналів діаметром 15—25 мкм; внутрішні стінки каналів покриті матеріалом з високим коефіцієнтом вторинній електронній емісії . До пластини прикладають напругу в декілька кв, під дією якого фотоелектрони, що попали в канали, прискорюються до енергій, достатніх для виникнення вторинної електронної емісії із стінок каналів, що дозволяє підсилити первинний електронний потік в 10 5 10 6 раз. Електрони з кожного каналу попадають у відповідну точку екрану, формуючи видиме зображення. У мікроканальних ЕОП відпадає необхідність вживання електронного фокусування.

  Великий вклад в розробку ЕОП різних типів внесли радянські учені П. Ст Тимофіїв, Ст Ст Сорокина, М. М. Бутслов і ін.

  І. Ф. Усольцев.

  ЕОП застосовуються в інфрачервоній техніці, спектроскопії, медицині мікробіології, кінотехніці, ядерній фізиці і інших галузях науки і техніки. В кінці 40-х рр. за допомогою інфрачервоного ЕОП з довгохвильовим кордоном чутливості 1,1 мкм були сфотографовані спектр нічного піднебіння і невидима область центральної частини нашої Галактики, що стимулювало широке використання ЕОП в астрономії.

  Современниє багатокамерні ЕОП дозволяють реєструвати на фотоемульсії світлові спалахи ( сцинтиляції ) від одного електрона, що випускається вхідним фото-катодом. Але поряд з цим при спостереженнях слабких (слабоїзлучающих або слабоосвітлених) небесних об'єктів можливе накопичення сигналів про такі спалахи в пам'яті ЕОМ(електронна обчислювальна машина). Існують спектральні прилади, що працюють на цьому принципі, які одночасно реєструють близько тисячі елементів спектру небесного світила і стільки ж елементів спектрів порівняння; здібність до накопичення інформації практично обмежується об'ємом пам'яті ЕОМ(електронна обчислювальна машина). Такі прилади забезпечують істотний виграш при спостереженні слабких об'єктів на тлі свічення нічного піднебіння.

  Цей виграш пропорційний , де h — квантовий вихід приймача (відношення числа фотоелектронів до падаючих квантів), t — час накопичення. За допомогою таких приладів може бути здійснене підсумовування зображень, що отримуються за допомогою декількох телескопів.

  В деяких типах ЕОП зображення реєструється матрицею з електроночувствітельних елементів (в кількості 10—100), встановленою замість люмінесцентного екрану.

  П. Ст Щиглів.

 

  Літ.: Зайдель І. Н., Куренков Р. І., Електронно-оптичні перетворювачі, М., 1970; Козелкин Ст Ст, Усольцев І. Ф., Основи інфрачервоної техніки, 2 видавництва, М., 1974; Курс астрофізики і зоряної астрономії, під ред. А. А. Міхайлова, 3 видавництва, т. 1, М., 1973; Щиглів П. Ст, Електронна телескопія, М., 1963.

Структурна схема електроннооптичного перетворювача: А — об'єкт спостереження; Про — об'єктив; Ф — фотокатод; ФЕ — фокусуючий електрод; Е — люмінесцентний екран; До — скляний або керамічний корпус; стрілками показаний хід променів зовні (оптичних) і усередині (електронних) приладу.