專利名稱：一種雙近貼分幅像增強(qiáng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電成像器件技術(shù)領(lǐng)域。
縱觀當(dāng)今世界各國在分幅變像管技術(shù)領(lǐng)域的研究狀況，欲在微秒至納秒時(shí)域獲得某一瞬態(tài)過程的分幅圖像，都使用各種分幅變象管，其從原理上可分為以下幾種(1)采用截止變像管中的電子束辦法，以實(shí)現(xiàn)重復(fù)的快門作用，然后將不同曝光時(shí)間內(nèi)通過的電子束像移到熒光屏的不同位置，形成分幅圖像;(2)取消電子束的截止，而采用電子束存貯技術(shù)，分幅是靠電子束像在均勻交叉電磁場中動(dòng)態(tài)像貯存部分內(nèi)的多次反射和偏轉(zhuǎn)而達(dá)到;(3)沒有電子束的貯存和截止作用，靠掃描像通過電子束交叉點(diǎn)處孔徑板的小孔徑來實(shí)現(xiàn)曝光，再加上管中補(bǔ)償板和位移板的同步動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)分幅攝影;(4)多通道分幅技術(shù)，即以若干并列的單幅變像管或單幅雙近貼像增強(qiáng)器，按所需時(shí)間序列進(jìn)行多幅拍攝。上述這些已有技術(shù)中，總的特點(diǎn)是變象管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作難度很高，電子控制線路十分復(fù)雜，技術(shù)要求苛刻、價(jià)格高，更為重要的是所獲得的分幅圖象其空間分辨率不高、動(dòng)態(tài)范圍小。而采用若干并列的單幅雙近貼像增強(qiáng)器來獲得多幅圖像，雖能局部彌補(bǔ)上述不足，但還存在整機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大、價(jià)高的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的就是針對現(xiàn)有分幅技術(shù)中的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種雙近貼分幅像增強(qiáng)器，使一只增強(qiáng)器能獲取多幅圖像，以解決上述存在的缺點(diǎn)。
雙近貼聚焦象增強(qiáng)器一般都是由光電陰極、微通道板、熒光屏三個(gè)部件和管殼組成，增強(qiáng)器只能成單幅圖像，其封接、裝架、真空等高技術(shù)都日臻成熟，可參見CNZL93104172.4、CNZL91227072.1、CNZL87106900、CNZL89221880.0及中科院西安光機(jī)所1987年《“雙近貼聚焦增強(qiáng)器”研制報(bào)告及鑒定書》。其技術(shù)原理是將來自目標(biāo)的圖像經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)成象在光電陰極上，光電陰極把光學(xué)圖象轉(zhuǎn)換成電子束圖像，電子束進(jìn)入微通道板的輸入而后得到增強(qiáng)，通過近貼區(qū)加速轟擊熒光屏，把電子圖象轉(zhuǎn)換成可見光圖象，采用微通道板作為電子倍增器。它具有響應(yīng)時(shí)間短和高電子增益的特點(diǎn)，其每個(gè)微孔通道相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的電子倍增器，用于電子圖象增強(qiáng)時(shí)一個(gè)通道對應(yīng)一個(gè)像素。通常光電陰極與微通道板輸入面之間的間距為0.1mm，微通道板輸出面與熒光屏之間的距離為1mm。
本發(fā)明的特征在于，雙近貼聚焦像增強(qiáng)器的光電陰極制作為幾個(gè)互相絕緣的小光電陰極(如圖2所示為4個(gè))，并分別從各小光電陰極上引出電源線;光學(xué)系統(tǒng)可同時(shí)把來自目標(biāo)的多幅相同的像成在多個(gè)小光電陰極上;在電路方面，微通道板及其至熒光屏之間為通常的直流工作狀態(tài)，微通道板輸入面接零伏電壓，為了截止電子束，多個(gè)小光電陰極同時(shí)加相同的正截止電壓，然后按時(shí)間順序各小光電陰極加負(fù)的脈沖電壓打開近貼管，則就可得到所需的按時(shí)間順序排列的多個(gè)分幅像，所加電脈沖波形為矩形波，如圖3所示。由于每個(gè)小光電陰極在曝光前后均處于近貼管截止工作狀態(tài)，因此曝光前后發(fā)光物體的照射不起作用，從而達(dá)到分幅的目的。
本發(fā)明的特征在于，增強(qiáng)器由內(nèi)部的光電陰極、微通道板、熒光屏及外部的管殼構(gòu)成，內(nèi)部密閉空間的真空度為10-6mmHg以上;增強(qiáng)器輸入端的凹面為光電陰極玻璃基片和光電陰極玻璃環(huán)，輸入端的邊圈為光電陰極銦封槽和環(huán)，光電陰極的分幅電源線通過此邊圈上的玻璃球?qū)С?增強(qiáng)器輸出端的凹面為熒光屏可伐環(huán)，熒光屏可伐環(huán)向外延伸成為輸出端的邊圈;管殼的構(gòu)成從輸入端至輸出端依次為光電陰極銦封環(huán)、陶瓷環(huán)、過渡封接環(huán)、陶瓷環(huán)、微通道板支撐環(huán)、陶瓷環(huán)、封接環(huán)。
本發(fā)明的特征還在于，光電陰極材料可以是多堿、雙堿或銻銫，對可見光敏感;也可以是金對紫外光和X射線敏感;也可以是碘化銫對軟X射線敏感。在光電陰極基片玻璃面上分割多個(gè)互相絕緣的區(qū)域，再壓制金屬網(wǎng)導(dǎo)電基底，在其上制作多個(gè)小光電陰極，多個(gè)分幅電源線與光電陰極玻璃環(huán)燒結(jié)在一起，當(dāng)光電陰極鍍鋁后，分幅電源線與光電陰極連通。
本發(fā)明的特征還在于，選用長余輝、高轉(zhuǎn)換效率的熒光粉，在熒光屏玻璃基片面上制備出耐高場強(qiáng)的熒光屏。
附

圖1是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的雙近貼分幅像增強(qiáng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2為所設(shè)計(jì)增強(qiáng)器的4個(gè)小光電陰極分割示意圖，附圖3是本發(fā)明所需之分幅快門脈沖波形示意圖。圖中，1為光電陰極，2為光電陰極玻璃環(huán)，3為分幅電源線，4為玻璃球，5為光電陰極銦封環(huán)，6為銦封槽，7為陶瓷環(huán)，8為封接環(huán)，9為熒光屏可伐環(huán)，10為微通道板支撐環(huán)，11為微通道板壓環(huán)，12為過渡封接環(huán)，13為熒光屏玻璃基片，14為微通道板，15為熒光屏，16為光電陰極玻璃基片，17為絕緣帶，18為在4個(gè)小光電陰極上得到的S1、S2、S3、S4四幅圖像。附圖3中，tg為每幅曝光時(shí)間，ta為畫幅間隔時(shí)間。
根據(jù)附圖1、2、3設(shè)計(jì)制作了一種φ50mm的雙近貼分幅像增強(qiáng)器，能獲得φ15mm四幅圖像，主要技術(shù)性能為光增益＞104，動(dòng)態(tài)空間分辨率25線對/毫米，動(dòng)態(tài)范圍104，曝光時(shí)間≥1ns，有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力，可在幾萬高斯強(qiáng)磁場條件下使用。
本發(fā)明以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)構(gòu)成一種新型的雙近貼分幅像增強(qiáng)器相機(jī)，能廣泛應(yīng)用于光化學(xué)、光生物學(xué)、凝聚態(tài)物理、激光物理、激光光譜學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，對人類認(rèn)識自然界進(jìn)一步揭示客觀規(guī)律具有重要價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種雙近貼分幅像增強(qiáng)器，是由內(nèi)部的光電陰極、微通道板、熒光屏及外部的管殼構(gòu)成，其特征在于內(nèi)部空間為10-6mmHg以上的真空度；光電陰極制作成多個(gè)互相絕緣的小光電陰極，并分別從各小光電陰極上引出電源線；光學(xué)系統(tǒng)可同時(shí)把來自目標(biāo)的多幅相同的像成在多個(gè)小光電陰極上，由各小光電陰極發(fā)出的光電子經(jīng)微通道板增強(qiáng)后，通過近貼區(qū)加速轟擊熒光屏輸出多個(gè)按時(shí)序排列的光學(xué)圖象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)器，其特征在于，光電陰極可以是對可見光敏感的多堿或雙堿或銻銫材料，也可以是對紫外、X射線敏感的金，也可以是對軟X射線敏感的碘化銫;在光電陰極玻璃基片上分割多個(gè)相互絕緣的區(qū)域，再壓制金屬網(wǎng)導(dǎo)電基片，在導(dǎo)電基片上制作多個(gè)小光電陰極，分幅電源線與光陰極玻璃環(huán)燒結(jié)在一起，光電陰極鍍鋁后，分幅電源線與光電陰極連通;所加脈沖波形為矩形波。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)器，其特征在于，增強(qiáng)器輸入端的凹面為光電陰極玻璃基片和光電陰極玻璃環(huán)，輸入端的邊圈為光電陰極銦封環(huán)和銦封槽，光電陰極的分幅電源線通過此邊圈上的玻璃球?qū)С?其輸出端的凹面為熒光屏玻璃基片和熒光屏可伐環(huán)，可伐環(huán)向外延伸成為輸出端的邊圈;管殼的構(gòu)成從輸入端至輸出端依次為光電陰極銦封環(huán)、陶瓷環(huán)、過渡封接環(huán)、陶瓷環(huán)、微通道板支撐環(huán)、陶瓷環(huán)、封接環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的增強(qiáng)器，其特征在于，選用長余輝高轉(zhuǎn)換效率的熒光粉，在熒光屏玻璃基片面上制備出耐高場強(qiáng)熒光屏。
全文摘要
一種雙近貼分幅像增強(qiáng)器，本發(fā)明的特征是光電陰極制作成相互絕緣的多個(gè)小光電陰極，因此能獲得多個(gè)按時(shí)序排列的分幅圖像，從根本上克服了以往分幅變像管結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、分辨率不高和動(dòng)態(tài)范圍小等缺點(diǎn)。
文檔編號H01J1/34GK1086347SQ9310951
公開日1994年5月4日 申請日期1993年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月4日
發(fā)明者高耀龍 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所