Устройство регистрации изображений в широком диапазоне освещенности

Авторы патента:

H01J31/50 - электронно-оптические преобразователи или видеоусилители, т.е. приборы с оптическим, рентгеновским и тому подобным входом и оптическим выходом

Владельцы патента RU 2535299:

Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт "Электрон" (RU)

Изобретение относится к средствам регистрации изображений в широком диапазоне освещенности для регистрации изображений в выделенных диапазонах спектра излучения, например в инфракрасном (ИК) или ультрафиолетовом (УФ) диапазоне. Технический результат заявляемого изобретения заключается в расширении регулируемого динамического диапазона интенсивностей регистрируемых изображений, а также в увеличении пороговой чувствительности прибора и улучшении отношения сигнал/шум для получаемых изображений. Результат достигается тем, что устройство регистрации изображения в широком диапазоне освещенности включает усилитель яркости, выполненный из двух ЭОП бипланарного типа с микроканальным усилением, соединенных так, что выход первого ЭОП оптически состыкован со входом второго ЭОП, ПЗС матрицу с кадровым переносом, оптически состыкованную с выходом усилителя яркости, имеющую максимальный размер пиксела и выполненную такой, что максимум спектральной характеристики принимаемого ею излучения совпадает с максимумом спектральной характеристики сигнала, получаемого с выхода усилителя яркости, а также блок питания и блок управления, выполненный с возможностью генерировать различные схемы питания усилителя яркости, заключающиеся как в подаче постоянного напряжения, так и в подаче импульсного напряжения на усилитель яркости. 1 ил.

Изобретение относится к средствам регистрации изображений в широком диапазоне освещенности. Устройство может быть использовано в различных оптоэлектронных системах, служащих для научных и специальных применений, для регистрации изображений в выделенных диапазонах спектра излучения, например в инфракрасном (ИК) или ультрафиолетовом (УФ) диапазоне. Например, данное устройство может быть использовано в системах обнаружения реактивных объектов по характерному УФ следу, остающемуся за соплом реактивного двигателя.

Известны устройства регистрации изображений, выполненные на основе соединения усилителя яркости с матричным фотоприемником, например прибором с зарядовой связью (ПЗС матрицей).

Так, в патенте США №5220164 от 30.04.1992 (заявитель General Atomics) описан лидарный ресивер, служащий для формирования изображения и измерения расстояния до объектов. Ресивер представляет собой усилитель яркости, состоящий из прозрачного фотокатода, электронного умножителя в виде микроканальной пластины (МКП) и анода, покрытого люминофором и имеющего тонкий металлический слой. Данный ресивер оптически соединен с ПЗС камерой и интегрирован в систему слежения лидарного типа. Технический результат данного изобретения заключается в том, что лидарный ресивер служит одновременно как для формирования изображения наблюдаемого объекта, так и для получения информации о расстоянии до него. Это достигается за счет использования металлического слоя на аноде, благодаря которому можно регистрировать мгновенный ток сигнала, и обрабатывая его определенным образом, получать информацию о расстоянии до регистрируемого объекта.

Недостаток данного технического решения заключается в том, что устройство не обеспечивает достаточного усиления изображения, необходимого для решения задач современного уровня техники. Устройство работает только в системах с мощной лазерной подсветкой объекта наблюдения. Оно не способно зарегистрировать слабый световой сигнал, исходящий непосредственно от объекта, т.е. данное устройство не может эффективно регистрировать сигналы в так называемом пассивном режиме работы (без лазерной подсветки).

Известен патент РФ на изобретение №2446613 от 26.05.2010 «Устройство регистрации изображений, сформированных с помощью излучения». Данное устройство предназначено для использования в системах скоростной цифровой съемки быстропротекающих процессов.

Устройство включает усилитель яркости в виде импульсного электронно-оптического преобразователя (ЭОП) бипланарного типа, принимающего электромагнитное излучение (ЭМИ) видимого диапазона, узел переноса изображения с экрана ЭОП на вход матрицы, чересстрочную ПЗС матрицу, блок управления и блок питания. Блок управления содержит формирователь прямоугольных высоковольтных импульсов напряжением 10-15 кВ, являющийся запитывающим узлом для ЭОП, и формирователь длительности импульсов, служащий для синхронизации времени работы ЭОП с ПЗС матрицей. Данное устройство имеет увеличенный динамический диапазон регистрируемого изображения за счет большого регулируемого коэффициента усиления, который обеспечивается возможностью изменять напряжение на ЭОП в широком диапазоне значений. Устройство принято в качестве прототипа.

Недостатком данного технического решения является необходимость формирования очень больших импульсных напряжений (10÷15 киловольт) для работы ЭОП. Время включения и выключения (фронты) таких высоковольтных импульсов достаточно большое. Во время фронтов устройство работает с изменяющимся коэффициентом усиления, что отрицательно влияет на сформированное изображение, уменьшая его контраст и отношение сигнал/шум. В прототипе используется чересстрочная матрица, недостаток которой заключается в пониженной светочувствительности, связанной с относительно малой эффективной рабочей площадью пикселов, воспринимающих свет. Также недостаток использования чересстрочной матрицы заключается в том, что два телевизионных поля, образующих кадр изображения, формируются последовательно, т.е. в разное время, и для быстропротекающих процессов и движущихся с большой скоростью объектов наблюдения будут получаться "смазанные" изображения.

Задача настоящего изобретения состоит в создании универсального устройства, работающего в "пассивном" и "активном" режимах, для регистрации изображений в широком диапазоне освещенности. Технический результат заявляемого изобретения заключается в расширении регулируемого динамического диапазона интенсивностей регистрируемых изображений, а также в увеличении пороговой чувствительности прибора и улучшении отношения сигнал/шум.

Это достигается за счет того, что устройство регистрации изображения в широком диапазоне освещенности включает усилитель яркости, выполненный из двух ЭОП бипланарного типа с микроканальным усилением, соединенных так, что выход первого ЭОП оптически состыкован с входом второго ЭОП, ПЗС матрицу с кадровым переносом, оптически состыкованную с выходом усилителя яркости, имеющую максимальный размер пиксела и выполненную такой, что максимум спектральной характеристики принимаемого ею излучения совпадает с максимумом спектральной характеристики сигнала, получаемого с выхода усилителя яркости, а также блок питания и блок управления, выполненный с возможностью генерировать различные схемы питания усилителя яркости, заключающиеся как в подаче постоянного напряжения, так и в подаче импульсного напряжения на усилитель яркости.

В усилителе яркости каждый ЭОП содержит фотокатод для приема излучения и преобразования его в поток электронов, как минимум одну микроканальную пластину (МКП), работающую как электронный умножитель, и анод, покрытый люминесцентным слоем (люминофором), служащим для преобразования усиленного потока электронов в оптическое изображение. Благодаря наличию МКП требуется приложение значительно меньшего напряжения для достижения требуемых коэффициентов усиления.

Первый ЭОП служит, как правило, для выделения сигнала исследуемой области спектра излучения (например, ИК или УФ), преобразования его в оптический сигнал и усиления. Второй ЭОП служит для дополнительного усиления сигнала. Усиление в каждом ЭОП обеспечивается как за счет увеличения потока электронов на самой МКП, так и за счет приложенной к промежутку между МКП и анодом разности потенциалов, увеличивающей энергию потока электронов. Количество электронов, вылетающих из микроканальной пластины, также зависит от приложенного к МКП напряжения. То есть коэффициент усиления можно регулировать за счет изменения напряжения на МКП, при этом прикладывая к МКП значительно меньшее напряжение по сравнению с прототипом.

Усилитель яркости оптически состыкован с ПЗС матрицей с кадровым переносом, имеющей максимальный размер пиксела и выполненной такой, что максимум спектральной характеристики принимаемого ею излучения совпадает с максимумом спектральной характеристики люминофора экрана второго ЭОП. Принцип действия ПЗС матрицы с кадровым переносом таков: заряд, образованный изображением, спроецированным на фоточувствительную поверхность матрицы, перемещается в промежуточную буферную область с защитным экраном. Когда изображение текущего кадра считывается из буферной области, матрица регистрирует следующий кадр. Все вышеописанные недостатки чересстрочных матриц здесь отсутствуют, при этом данные матрицы имеют также наибольшую эффективную площадь пиксела. Чем больше размер пиксела, тем больше чувствительность матрицы к принимаемому излучению.

Для увеличения чувствительности матрицы к принимаемому излучению, матрицу изготавливают с максимально возможным для данной системы размером пиксела. Максимальный размер пиксела матрицы однозначно определяется по размерам фоточувствительной области матрицы и значению кадровой частоты - частоты считывания сигнала с матрицы. Размеры фоточувствительной области матрицы определяются из условия, что матрица должна принимать максимальный объем излучения с выхода УЯ. Для этого размеры фоточувствительной области ПЗС матрицы должны совпадать с габаритами оптического выхода УЯ.

Т.о., чтобы достичь наибольшей чувствительности, необходимо, чтобы матрица принимала максимальный объем излучения с выхода УЯ. Для этого, во-первых, размеры фоточувствительной области ПЗС матрицы должны соответствовать габаритам оптического выхода УЯ, во-вторых, размер пиксела должен быть максимально возможным для данной системы, а в-третьих, спектр регистрируемого матрицей излучения должен максимально соответствовать спектру излучения выхода УЯ.

Благодаря наличию каскада усиления, состоящего из двух последовательно установленных ЭОП с МКП, и увеличению чувствительности матрицы, во-первых, увеличивается пороговая чувствительность прибора, то есть появляется возможность регистрировать чрезвычайно слабые сигналы, а во-вторых, расширяется динамический диапазон регистрируемого изображения. Такая конструкция позволяет регистрировать сигнал в широком диапазоне освещенности - от чрезвычайно слабого при ультранизких уровнях освещенности, до достаточно сильного при высокой освещенности. Таким образом, обеспечивается расширение динамического диапазона регистрируемого изображения до 10⁶ против достигнутого в известных устройствах 10⁴.

Данное устройство эффективно при различных режимах работы. Так как оно имеет высокую пороговую чувствительность, его можно использовать в "пассивном" режиме работы, то есть без подсветки наблюдаемого объекта лазерным лучом. Также данное устройство может быть использовано совместно с лазерной подсветкой (т.е. в "активном" режиме). Этот режим обеспечивается подачей импульсного (т.н. стробирующего) напряжения на промежуток фотокатод-вход МКП первого ЭОП. Это позволяет также измерять расстояние до объекта визуализации.

При запирании (стробировании) МКП второго ЭОП в периоды отсутствия полезных сигналов достигается дополнительное отсечение шумов всей системы УЯ в целом от матрицы. Это особенно важно для УФ диапазона, при регистрации которого высокоэнергетические фотоны могут пролетать через фотокатод первого ЭОП на его МКП, создавая фоновый сигнал, уменьшающий динамический диапазон. Таким образом, более чем на порядок улучшается отношение сигнал/шум и, соответственно, увеличивается контрастность формируемого изображения.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется схемой, представленной на рис.1.

Устройство содержит усилитель яркости, состоящий из ЭОП бипланарного типа с микроканальным усилением 1, оптически состыкованного со вторым ЭОП бипланарного типа с микроканальным усилением 2 через соответствующие узлы переноса изображения 8 и 9, выполненные в виде оптоволоконных пластин (планшайб). Первый ЭОП 1 содержит входное окно 3 с фильтром излучения 4, отсекающим лишний диапазон спектра, фотокатод 5, выполненный из материалов, предназначенных для регистрации электромагнитного излучения исследуемого диапазона спектра (например, ультрафиолета), микроканальную пластину 6, люминесцентный экран 7. Таким образом, первый ЭОП 1 служит для выделения сигнала исследуемого диапазона спектра, его усиления и преобразования в изображение оптического диапазона спектра. Второй ЭОП 2 содержит фотокатод для регистрации электромагнитного излучения оптического диапазона спектра 10, микроканальную пластину 11, люминесцентный экран 12.

ЭОП 2 оптически состыкован с ПЗС матрицей 15 через узлы переноса изображения 13 и 14, выполненные в виде оптоволоконных пластин (планшайб). Для достижения наибольшей чувствительности изготавливают специализированную широкоформатную монохроматическую ПЗС-матрицу с кадровым переносом, с максимальным размером пиксела, такую что максимум спектральной характеристики принимаемого ей излучения совпадает с максимумом спектральной характеристики излучения, испускаемого люминесцентным экраном 12. Узел переноса изображения 14, являющийся входным окном ПЗС матрицы 15, прилегает к чувствительному слою матрицы и покрыт специальным прозрачным проводящим покрытием (на рис. не показано) для защиты матрицы от большого потенциала на люминофоре экрана ЭОП 2. Без защитного покрытия потенциал с люминофора люминесцентного экрана 12 может "стечь" на ПЗС матрицу 15 и повредить ее.

Электронно-оптические преобразователи 1, 2 и ПЗС матрица 15 запитаны от блока питания 16, соединенного с блоком управления 17, генерирующим различные схемы управления напряжением на ЭОПах для обеспечения указанных выше режимов работы, а также синхронизации процесса работы УЯ с ПЗС матрицей.

Данное устройство работает следующим образом. Регистрируемое излучение поступает на вход первого ЭОП 1, где фильтр изучения 4 формирует требуемую спектральную характеристику, например, "солнечно-слепой" или "видимо-слепой" УФ поддиапазон, отсекая видимые и инфракрасные компоненты излучения. Далее, фотоны выделенного диапазона излучения попадают на фотокатод 5, обладающий, например, высокой чувствительностью к ультрафиолету, и преобразуются в поток электронов. При смещении напряжения на фотокатоде в отрицательную сторону относительно входа МКП поток электронов вылетает из фотокатода 5 и попадает на МКП 6, которая работает как электронный умножитель. Усиленный поток электронов выходит из микроканальной пластины 6 и, разгоняясь под действием разности потенциалов между МКП 6 и экраном 7, попадает на люминесцентный экран 7, где преобразуется в изображение оптического диапазона спектра. Таким образом, ЭОП 1 обеспечивает выделение, например, ультрафиолетовой составляющей изображения из потока поступающего излучения, преобразование в изображение оптического диапазона спектра и его усиление. Далее, через узел переноса изображения 8, являющийся оптическим выходом ЭОП 1, и узел переноса изображения 9, являющийся оптическим входом ЭОП 2, данное изображение попадает на фотокатод 9, преобразующий излучение оптического диапазона спектра, соответствующего спектру свечения люминесцентного экрана 7, в поток электронов. Далее, данный поток электронов под действием разности потенциалов между фотокатодом и входом МКП попадает на МКП 11. В МКП 11 происходит дополнительное усиление потока электронов. Таким образом, в ЭОП 2 происходит дополнительное усиление изображения. Далее, усиленное изображение через узлы переноса изображения 13 и 14 передается на ПЗС матрицу 15, представляющую собой широкоформатную ПЗС-матрицу с кадровым переносом, максимальным размером пиксела, выполненную такой, что максимум спектральной характеристики принимаемого ею излучения совпадает с максимумом спектральной характеристики сигнала, полученного с выхода усилителя яркости.

Данная матрица обеспечивает увеличение чувствительности за счет того, что, во-первых, сигнал регистрируется большей площадью фоточувствительной области, т.к. размеры фоточувствительной области ПЗС матрицы согласованы с габаритами выходного окна УЯ, во-вторых, выходной сигнал регистрируется матрицей с максимальным размером пиксела, а в-третьих, такая матрица максимально чувствительна именно к спектру излучения выхода УЯ, так как максимум спектральной характеристики матрицы совпадает с максимумом спектральной характеристики выхода УЯ.

Блок управления 17 генерирует различные схемы управления напряжением в устройстве, реализуемые блоком питания 16. Напряжение между фотокатодом и входом МКП используется для включения и выключения ЭОП. Если напряжение на фотокатоде смещено в положительную сторону по сравнению с входом МКП, электроны не вылетают из фотокатода и ЭОП находится в выключенном состоянии. Если же напряжение на фотокатоде смещено в отрицательную сторону относительно входа МКП, то поток электронов вылетает из фотокатода по направлению к МКП, и ЭОП включается.

Так, ЭОП находится в выключенном состоянии при напряжении на фотокатоде +50 В относительно входа МКП. Для отпирания фотокатода 5 ЭОП 1 подается напряжение в диапазоне -150 В÷-200 В, при этом вход МКП 6 заземлен. Для усиления потока электронов на МКП 6 подается напряжение в диапазоне +400 В÷+1000 В, а на люминесцентный экран 7 подается напряжение в диапазоне: +5 кВ÷+6 кВ. Схема питания для ЭОП 2 аналогична ЭОП 1.

Для обеспечения импульсного режима работы УЯ (т.н. режима стробирования) на фотокатод 5 подают прямоугольные импульсы с напряжением в диапазоне от -150÷-200 В до +50 В. Это может быть одноразовый импульс (строб) длительностью ≥10 нс или последовательность импульсов с частотой в диапазоне 50-100 Гц и более. Для обеспечения отсечения темновых токов фотокатода в моменты отсутствия полезных сигналов напряжение на МКП 11 уменьшается до 0 В, в результате чего электроны не вылетают из МКП и МКП оказывается запертой.

Блок управления 17 обеспечивает синхронизацию времени работы УЯ с ПЗС матрицей 15.

Для работы в "пассивном" режиме на все электроды обоих ЭОП 1 и 2 подаются постоянные напряжения. Для работы в "активном" режиме первый ЭОП 1 стробируется импульсами по промежутку "фотокатод - вход МКП", либо для улучшения отношения сигнал/шум дополнительно производится стробирование МКП 11 второго ЭОП 2 импульсами с регулируемой амплитудой.

Благодаря данному техническому решению обеспечивается расширение регулируемого динамического диапазона интенсивностей регистрируемого изображения, а также увеличение пороговой чувствительности прибора и увеличение отношения сигнал/шум.

Устройство регистрации изображения в широком диапазоне освещенности включает усилитель яркости, выполненный из двух ЭОП бипланарного типа с микроканальным усилением, соединенных так, что выход первого ЭОП оптически состыкован с входом второго ЭОП, ПЗС матрицу с кадровым переносом, оптически состыкованную с выходом усилителя яркости, имеющую максимальный размер пиксела и выполненную такой, что максимум спектральной характеристики принимаемого ею излучения совпадает с максимумом спектральной характеристики сигнала, получаемого с выхода усилителя яркости, а также блок питания и блок управления, выполненный с возможностью генерировать различные схемы питания усилителя яркости, заключающиеся как в подаче постоянного напряжения, так и в подаче импульсного напряжения на усилитель яркости.

Изобретение относится к квантовой электронике и электронной технике и может быть использовано в приборах со сканирующим световым лучом. Лазерная электронно-лучевая трубка выполнена в виде вакуумируемой колбы с выходным оптическим окном и имеет электронно-оптическую ось, вдоль которой последовательно расположены источник электронов, система электродов для формирования электронного пучка и активная пластина с высокоотражающим покрытием на первой своей поверхности, закрепленная на хладопроводящей подложке.

Фотокатодный узел вакуумного фотоэлектронного прибора с полупрозрачным фотокатодом и способ его изготовления // 2524753

Изобретение относится к области создания вакуумных фотоэлектронных приборов, а точнее к конструкции фотокатодного узла таких приборов, в частности, конструкции фотоэлектронных приборов (ФЭП), электронно-оптических преобразователей (ЭОП).

Импульсный электронно-оптический преобразователь // 2521599

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение разрешающей способности с использованием электронно-оптических преобразователей (ЭОП) 3-го поколения в широком диапазоне освещенности и снижение потребляемой мощности.

Компактная трубка-усилитель яркости изображения и система ночного видения, снабженная таким усилителем // 2510096

Изобретение относится к трубке-усилителю яркости изображения и системе ночного видения, снабженной такой трубкой. Трубка-усилитель яркости изображения содержит многослойную керамическую подложку, герметично прикрепленную к входному устройству и выходному устройству, так чтобы обеспечить герметизацию вакуумной камеры, ограниченной корпусом трубки.

Импульсный электронно-оптический преобразователь // 2473146

Изобретение относится к области электротехники. .

Фотоэлектронное устройство // 2472250

Изобретение относится к области электронно-оптической и полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении оптико-электронных наблюдательных и регистрирующих приборов, предназначенных для эксплуатации в условиях естественных освещенностей (от сумерек до глубокой ночи).

Входной узел времяанализирующего электронно-оптического преобразователя // 2470406

Изобретение относится к области электронно-оптической техники и может быть использовано при построении многоканального хронографического электронно-оптического (ЭО) регистратора с N волоконно-оптическими входами для исследования в динамике с пикосекундным временным разрешением одним ЭО регистратором N физических процессов нано-, пикосекундного диапазона в тех случаях, когда источник процесса удален от места регистрации на расстояние до 3-5 км.

Устройство регистрации изображений, сформированных с помощью излучения // 2446613

Изобретение относится к средствам регистрации оптических изображений и может быть использовано в системах скоростной цифровой съемки для исследования быстропротекающих процессов, когда изображение объекта исследования формируют с помощью различных видов излучений: электромагнитного излучения (ЭМИ) или проникающего излучения, например, протонного.

Двухчастотный лазерный электронно-лучевой прибор для генерации пикосекундных импульсов // 2427951

Усилитель электронного потока // 2387042

Изобретение относится к вакуумной электронике и может быть использовано в клистронах, мощных СВЧ лампах и устройствах защиты от мощных СВЧ импульсов. .

Гибридный фоточувствительный прибор для регистрации изображений низкого уровня освещенности // 2538273

Изобретение относится к гибридным фоточувствительным приборам, предназначенным для регистрации изображений низкого уровня освещенности. Технический результат - увеличение коэффициента усиления гибридного фоточувствительного прибора, отношения сигнал/шум, улучшение разрешающей способности, обеспечение электрической прочности и повышение пробивного напряжения корпуса. Гибридный фоточувствительный прибор состоит из вакуумного герметичного корпуса, входного окна с фотокатодом и расположенного напротив фотокатода анода, представляющего собой основание с закрепленной на нем электронно-чувствительной матрицей формирования изображения, с соответствующими средствами обеспечения ускоряющего напряжения между фотокатодом и анодом, а также средствами считывания сигнала с матрицы и вывода его за пределы герметичного корпуса. Входное окно прибора выполнено чашеобразной формы, выступающей внутрь корпуса по направлению к матрице формирования изображения, с плоским дном, на которое нанесен фотокатод, с боковой частью в форме боковой поверхности усеченного конуса и с выступающим краем, служащим для крепления входного окна к вакуумному герметичному корпусу. 1 ил.

Входное окно для вакуумных фотоэлектронных приборов проксимити типа // 2543530

Изобретение относится к области полупроводниковой техники. Входное окно предназначено для использования в вакуумных фотоэлектронных приборах проксимити типа. Технический результат - упрощение технологии изготовления входного окна, в том числе для фотокатодов на основе гетероэпитаксиальных структур, а также обеспечение значительного коэффициента усиления фотоэлектронных приборов типа проксимити при увеличении их электрической прочности и повышении пробивного напряжения. Входное окно для вакуумных фотоэлектронных приборов типа проксимити выполнено чашеобразной формы, составным, включающим боковую часть конусообразной формы, имеющую ступенчатый выступ со стороны меньшего диаметра, и плоское дно, имеющее ступенчатый выступ вдоль края, соединенные посредством примыкания соответствующих ступенчатых выступов друг к другу, причем соединение зафиксировано индиевым уплотнением. 2 ил.

Электронно-оптический визуализатор и способ его изготовления // 2558387

Изобретение относится к преобразователям невидимых электромагнитных излучений (инфракрасного, рентгеновского, ультрафиолетового, гамма-излучения) в видимое. Может быть использовано в устройствах визуализации, работающих на аналоговых и цифровых принципах. Визуализатор выполнен как стеклянный вакуумно-герметичный корпус-пакет формы таблетки, состоящий из двух стеклянных крышек, катодной и анодной, имеющих пленочные электродные покрытия, склеенных вакуум плотно по краю низкоплавким свинцовым стеклом. Между крышками расположена микрокапиллярная пластина (МКП). Катодная и анодная крышки корпуса выполнены из термопрочного стекла, анодная - тонкая (0,5-1 мм), катодная - предельно тонкая (менее 0,5 мм). Катодная крышка доводится в собранном пакете шлифовкой тонким абразивом и химико-механической полировкой. МКП механически, электрически и оптически плотно присоединена к анодной и катодной крышкам благодаря технологической подгонке размеров и атмосферному давлению на крышки собранного вакуумированного пакета. Катод выполнен из материалов двух несовместимых вариантов - не чувствительного или, наоборот, чувствительного к свету визуальной люминесценции. Анодная пленка выполнена из прозрачного проводящего материала и имеет показатель преломления и толщину, обеспечивающие интерференционное пропускание света визуальной люминесценции. Люминофор и газопоглотитель выполнены в виде покрытий нанопорошков на поверхности микрокапилляров МКП. Нанопорошки наносятся из общей суспензии в легко летучей жидкости после ее «пропитки» микрокапилляров с последующим испарением при подогреве светом и одновременном воздействии на МКП ультразвуком. Количества люминофора и газопоглотителя варьируются и подбираются в конкретных вариантах визуализаторов путем изменений состава суспензии. Яркость и четкость получаемого на выходе изображения готового прибора регулируются изменением напряжения на МКП в широком диапазоне его величин. Технический результат - улучшение управляемости параметрами изображения; повышение долговечности чувствительного катода, увеличение удельной площади люминофорного и газопоглощающего покрытий; расширение функций работы и применений. 5 ил.

Структура умножения электронов для использования в вакуумной трубке, использующей умножение электронов, и вакуумная трубка, использующая умножение электронов, снабженная такой структурой умножения электронов // 2576326

Изобретение относится к структуре умножения электронов для использования в вакуумной трубке, использующей умножение электронов, и к вакуумной трубке, использующей умножение электронов, обеспеченное такой структурой умножения электронов. Структура умножения электронов предложена для использования в вакуумной трубке, использующей умножение электронов, причем структура умножения электронов включает в себя входную поверхность, которая должна быть направлена в сторону входного окна вакуумной трубки, выходную поверхность, которая должна быть направлена в сторону регистрирующей поверхности вакуумной трубки, где структура умножения электронов, по меньшей мере, составлена из слоя полупроводникового материала, расположенного вблизи с регистрационными окнами. Технический результат - повышение эффективности вторичной эмиссии и упрощение устройства. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Бинокль для дневного и ночного наблюдения // 2581386

Изобретение относится к биноклю для дневного и ночного наблюдения. Бинокль содержит дневной канал, состоящий из двухкомпонентного объектива, оборачивающей системы и окуляра с сеткой. Также бинокль содержит ночной канал, состоящий из двухкомпонентного объектива ночного канала, электронно-оптического преобразователя, проекционного объектива ночного канала и общего с дневным каналом окуляра с сеткой. Дополнительно бинокль содержит систему оптической коммутации, состоящую из четырех оптических дефлекторов. При этом первый компонент объектива дневного канала является двухлинзовой склейкой, которая состоит из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, второй компонент является вогнуто-плоской линзой. Первый компонент объектива дневного канала используется в качестве первого компонента объектива ночного канала. Заявленное решение обеспечивает создание бинокля для дневного и ночного наблюдения, в котором объектив дневного канала выполнен двухкомпонентным, в котором фокусное расстояние его первого компонента меньше фокусного расстояния объектива дневного канала. 1 ил.

Спектрометр для мягкого рентгеновского и вуф диапазона // 2593423

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и касается спектрометра для вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) и мягкого рентгеновского (MP) диапазона. Спектрометр включает в себя входную щель, вогнутую дифракционную решетку скользящего падения, регистратор изображения со стробируемым МКП детектором, люминесцентный экран, внешний электрод и импульсный генератор. МКП детектор включает в себя микроканальную пластину, на входной стороне которой формируется спектр отраженного от вогнутой дифракционной решетки излучения. Внешний электрод установлен напротив входной стороны микроканальной пластины. Люминесцентный экран установлен напротив выходной стороны МКП. Импульсный генератор вырабатывает стробирующие импульсы электрического напряжения между электродом входной стороны МКП и электродом люминесцентного экрана, а также импульсы напряжения между внешним электродом и электродом входной стороны МКП. Технический результат заключается в повышении чувствительности, снижении уровня шума, расширении динамического диапазона измерений и увеличении временного и спектрального разрешения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Комбинированный электронно-оптический преобразователь // 2593648

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается электронно-оптического преобразователя. Преобразователь включает в себя корпус с вакуумно-плотными входным и выходным окнами, фотокатод на основе алмазной пленки, ускоряющие электроды, волоконно-оптическую пластину, люминесцентный экран и геттер. На входном окне расположен тонкий слой прозрачного в УФ области спектра соединения сурьмы с цезием. За входным окном расположена прозрачная для ультрафиолетового диапазона пластина с нанесенным на нее со стороны, обращенной к люминесцентному экрану, фотокатодом на основе слаболегированной акцепторами поликристаллической алмазной пленки. Технический результат заключается в обеспечении возможности управления квантовой эффективностью и положением «красной границы» фоточувствительности. 2 ил.

Стробируемая телевизионная система с импульсным источником подсвета // 2597889

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к системам, предназначенным для обнаружения различных объектов и наблюдения за ними в условиях ограниченной видимости (в темное время суток, при наличии дождя и тумана, во время снегопада, при задымлении окружающей среды, во время пылевой бури), и может быть использовано при проведении поисково-спасательных работ, в охранных системах, в военном деле, в различных транспортных средствах, например в речных и морских судах. Техническим результатом является повышение разрешающей способности и чувствительности активно-импульсной телевизионной системы. Результат достигается тем, что в стробируемую систему ночного видения, содержащую каскадно-соединенные блок импульсного питания оптического излучателя, оптический излучатель и передающий объектив, формирующий луч подсветки, каскадно-соединенные узкополосный пропускающий оптический фильтр, приемный объектив, электронно-оптический преобразователь (ЭОП), согласующий объектив, осуществляющий перенос изображения с экрана ЭОП на оптический вход прибора с зарядовой связью (ПЗС) телевизионной камеры, телевизионную камеру, включающую ПЗС со строчным переносом изображения, схему управления режимом его работы и синхрогенератор, формирователь стобирующих импульсов, монитор и блок управления, дополнительно введены формирователь импульсов управления затвором ЭОП и коммутатор, выходы строчных синхроимпульсов и тактовых импульсов синхрогенератора, соединенные с дополнительными входами блока управления, выходы блока управления, соединенные через коммутатор и формирователь импульсов управления затвором ЭОП со входом формирователя высоковольтных импульсов стробирования ЭОП. Такое исполнение активно-импульсной телевизионной системы позволяет исключить узкополосный оптический фильтр и позволяет обеспечить высокую точность и стабильность формирования задержек и длительностей импульсов, используемых в телевизионной системе, а также обеспечивает возможность использования естественного освещения при формировании изображения в режиме импульсного подсвета и задержки стробирования. 3 ил.

Способ изготовления фотоэлектронного прибора // 2616973

Изобретение относится к электровакуумной технике, к технологии изготовления фотоэлектронных приборов (ФЭП), содержащих одну или несколько микроканальных пластин (МКП). Технический результат - увеличение срока службы ФЭП без ионно-барьерной пленки. В способе изготовления фотоэлектронного прибора, включающем изготовление корпуса прибора, катодного узла, коллектора электронов, монтаж внутренних деталей и узлов, сварку узлов прибора, загрузку всех узлов в высоковакуумную установку финишной сборки, откачку всей системы, термическое обезгаживание всех узлов в вакууме, электронное обезгаживание МКП и коллектора электронов в вакууме, изготовление фотокатода на катодном узле, герметизацию прибора, выгрузку ФЭП из установки финишной сборки, после загрузки в высоковакуумную установку финишной сборки катодного узла, корпуса с микроканальными пластинами и коллектора электронов осуществляют откачку всей системы до давления не более 10-8 Па, термическое обезгаживание всех узлов в вакууме в течение не менее 4 ч при температуре от 300 до 400°С, электронное обезгаживание МКП и коллектора электронов, для чего в течение не менее 30 сек при температуре от 0 до 400°С направляют электронный поток от входа к выходу МКП и далее на коллектор электронов, после чего корпус с МКП при помощи манипулятора переворачивают и направляют электронный поток от выхода к входу МКП и далее на коллектор электронов, синхронно меняя полярность напряжения питания между входом и выходом МКП, выдерживают в течение не менее 30 сек, снова переворачивают корпус с МКП, меняя полярность напряжения, и повторяют так в течение не менее 2 ч до полного обезгаживания МКП, постепенно увеличивая напряжение на МКП и выходной ток МКП до значений, не ухудшающих параметры МКП, после чего формируют фотокатод на катодном узле и далее корпус с МКП устанавливают на коллектор электронов, а катодный узел на корпус и выполняют герметизацию прибора. 2 ил.

Высоковольтный гибридный фоточувствительный прибор для регистрации излучения малой интенсивности // 2622397

Изобретение относится к гибридным фоточувствительным приборам, предназначенным для регистрации излучения малой интенсивности. Технический результат - обеспечение функции стробирования гибридного фоточувствительного прибора при больших напряжениях. Технический результат достигается за счет того, что высоковольтный гибридный фоточувствительный прибор для регистрации излучений малой интенсивности содержит последовательно расположенные в вакуумном корпусе фотокатод, проводящую сетку, выполненную из материала с низким коэффициентом вторичной эмиссии, электронно-чувствительную матрицу формирования изображения, а также расположенный за пределами вакуумного корпуса блок питания для подачи напряжения на фотокатод, сетку и матрицу, обеспечивающий подачу переменного напряжения противоположных полярностей между фотокатодом и сеткой для запирания и отпирания фотокатода.1 ил.