發(fā)布時(shí)間：2021-04-14 02:39

　　超二代像增強(qiáng)器與三代像增強(qiáng)器長(zhǎng)期保持著并行發(fā)展的態(tài)勢(shì),但迭代性能劃定和命名之爭(zhēng)也貫穿其發(fā)展歷程。隨著多堿光電陰極的光譜拓展取得實(shí)質(zhì)性突破,同時(shí)無(wú)膜微通道板在一些GaAs光陰極像增強(qiáng)器中也成為可能,像增強(qiáng)器的"代"已徹底失去意義,可對(duì)各自所能達(dá)到的實(shí)際使用性能仍然缺乏一個(gè)全面準(zhǔn)確的評(píng)判。通過(guò)回顧像增強(qiáng)器的發(fā)展歷程及其標(biāo)志性的迭代性能突破,和隨之多次引發(fā)的迭代性能劃定和命名之爭(zhēng),進(jìn)一步說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在準(zhǔn)確評(píng)價(jià)像增強(qiáng)器的迭代性能特征及其實(shí)際使用性能方面存在不足,同時(shí),數(shù)字化可集成的夜視技術(shù)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),數(shù)字像增強(qiáng)相機(jī)也已成為像增強(qiáng)技術(shù)的一種新的產(chǎn)品形態(tài),像增強(qiáng)器的標(biāo)準(zhǔn)更新及其性能參數(shù)與實(shí)際使用性能對(duì)應(yīng)關(guān)系的研究已經(jīng)顯得很有必要。 

【文章來(lái)源】：紅外技術(shù). 2020,42(06)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

不同夜天空的450～900m波段的輻射Fig.3Detailednightskyradiantinthe450-900mband

－1，可靠性MTTF為2500～4000h。二代像增強(qiáng)器奠定像增強(qiáng)器在軍用夜視裝備中的技術(shù)基矗像增強(qiáng)器原理與結(jié)構(gòu)至今未發(fā)生大的改變，之后像增強(qiáng)技術(shù)的發(fā)展都是圍繞著光陰極靈敏度的提升和響應(yīng)范圍拓展，以及MCP功效的改善來(lái)展開(kāi)，包括自動(dòng)選通。而隨后的三代像增強(qiáng)器與迭代進(jìn)步的超二代像增強(qiáng)器之間的界限變得越來(lái)越模糊不清，迭代劃定和命名之爭(zhēng)也貫穿像增強(qiáng)器的發(fā)展始終。1.1三代像增強(qiáng)器與超二代像增強(qiáng)器三代像增強(qiáng)器出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，與二代像增強(qiáng)器原理結(jié)構(gòu)基本相同，如圖1所示，但有兩個(gè)顯著特征，負(fù)電子親和勢(shì)（negativeelectronaffinity，NEA）的GaAs光電陰極和MCP的離子阻擋膜。三代管的光電陰極采用Al1－xGaxAs/GaAs的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，以熱膨脹匹配的Al1－xGaxAs窗口層與7056玻璃輸入窗熱壓粘接，通過(guò)Cs:O激活，在原子級(jí)清潔的GaAs表面生成的GaAs-O-Cs:Cs-O-Cs雙偶極層，形成NEA的光陰極，可使導(dǎo)帶底部的光電子自由逸出。但MCP工作狀態(tài)下的離子反饋，撞擊光陰極將導(dǎo)致NEA功效的迅速衰竭，為此需要在MCP輸入面上制作一層Al2O3的薄介質(zhì)膜，以阻止反饋離子從通道逸出，并采用了雙銦封的結(jié)構(gòu)和10－9Pa超高真空封裝制程。但為優(yōu)化離子阻擋膜的電子透射特性，三代管增大了MCP與光陰極的間距和場(chǎng)強(qiáng)，導(dǎo)致halo尺寸變大。halo是明亮的光源被一個(gè)比正常的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)要大得多的暈輪所包圍的現(xiàn)象，是來(lái)自光陰極的光電子在MCP輸入表面的散射和彈性反射的結(jié)果，這個(gè)反彈距離可達(dá)到光陰極與MCP的近貼間距的兩倍。GaAs光陰極具有極好的靈敏度，響應(yīng)范圍上限為GaAs

表面的散射和彈性反射的結(jié)果，這個(gè)反彈距離可達(dá)到光陰極與MCP的近貼間距的兩倍。GaAs光陰極具有極好的靈敏度，響應(yīng)范圍上限為GaAs帶隙對(duì)應(yīng)的900nm（室溫），雖然Al1－xGaxAs的帶隙限定了對(duì)600nm以下的響應(yīng)度，但相比于S-25光電陰極，靈敏度有顯著提升，并與星光的光譜分布也有更好的匹配。而無(wú)月星光夜天空在800nm以上近紅外波段的豐富輻射，特別是該波段自然和人工物體反射率存在的顯著差異，使GaAs光陰極的800nm以上近紅外響應(yīng)優(yōu)勢(shì)得以充分體現(xiàn)，如圖2和圖3所示，可在無(wú)月星光的夜晚提供更豐富的場(chǎng)景信息和增強(qiáng)的場(chǎng)景對(duì)比度，有助于夜間地形特征識(shí)別[5-7]，三代像增強(qiáng)器成為像增強(qiáng)技術(shù)的又一里程碑標(biāo)志。(a)Gen2tube(b)Gen3tube圖1二代管和三代管的結(jié)構(gòu)差別Fig.1DifferencebetweenGen2tubeandGen3tube圖2早期三代與二代加光陰極輻射靈敏度曲線(xiàn)Fig.2RadiantsensitivityofGaAsphotocathodeandS-25圖3不同夜天空的450～900m波段的輻射Fig.3Detailednightskyradiantinthe450-900mband早期三代管光陰極靈敏度接近1000A/lm，暗電流低至10－16A/cm2，亮度增益達(dá)到50000/π～80000/πcd·m－2·lx－1，可靠性達(dá)到7500～10000h。1982年美國(guó)陸軍開(kāi)啟Omnibus夜視裝備采購(gòu)計(jì)劃，為大規(guī)模軍用夜視裝備奠定了基礎(chǔ)，像增強(qiáng)器性能隨之逐步提高。OmniVII前歷次Omnibus采購(gòu)都以FOM劃定最低性能要求。OminI的信噪比是16.2，


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