Оглавление
- 1 Усилитель изображения
- 1.1 История и развитие усилителей изображения
- 1.2 Поколение 0: первые инфракрасные электрооптические преобразователи изображений
- 1.3 Преобразователи солнечных штор
- 1.4 Поколение 1: значительное усиление
- 1.5 Каскадные (пассивные) усилители изображения
- 1.6 Поколение 2: микроканальная пластина
- 1.7 Поколение 2: Инверсия и фотокатоды
- 1.8 Супер второе поколение
- 1.9 Поколение 4: Беспленочные трубки
- 1.10 Тонкая пленка поколения 3
- 1.11 4G: Спецификация производительности
- 1.12 Терминология и функции
- 1.13 Срок службы трубок ночного видения
- 1.14 Наработка на отказ
- 1.15 MTF (функция передачи модуляции)
- 1.16 Факторы, влияющие на MTF
- 1.17 Дополнительные устройства
- 1.18 Полный текст статьи:
- 2 Усилитель изображения – Arc.Ask3.Ru
Усилитель изображения
-
История и развитие усилителей изображения
- Усилители изображения преобразуют фотоны в электроны, усиливают их и преобразуют обратно в фотоны.
- Первые попытки создания усилителей изображения были неудачными, но в 1934 году Хольст создал первую успешную инфракрасную преобразовательную лампу.
- В 1930-х годах в США и Германии были разработаны первые инвертирующие усилители изображения.
-
Поколение 0: первые инфракрасные электрооптические преобразователи изображений
- Использовались фотокатоды S1, обладающие чувствительностью около 60 мкА/лм и квантовой эффективностью около 1%.
- Эти устройства не могли значительно усиливать окружающий свет и требовали источник инфракрасного излучения.
-
Преобразователи солнечных штор
- Обнаруживают ультрафиолетовый свет с длиной волны менее 280 нм.
- Разработаны в 1953 году Тафтом и Апкером.
-
Поколение 1: значительное усиление
- Использование более эффективных материалов для фотокатодов повысило чувствительность и квантовую эффективность.
- Фотокатод S20 обладал чувствительностью от 150 до 200 мкА/лм.
-
Каскадные (пассивные) усилители изображения
- В 1950-х годах США начали использовать каскадные трубки для увеличения интенсивности освещения.
- В 1960-х годах появились волоконно-оптические пучки, что позволило создавать оптические прицелы Starlight.
-
Поколение 2: микроканальная пластина
- Использование фотокатода S25 с увеличенной светоотдачей на красный свет.
- Микроканальная пластина (MCP) усиливает сигнал до 30 000 раз.
-
Поколение 2: Инверсия и фотокатоды
- Инверсия достигается электростатической инверсией или пучком волокон.
- Фотокатоды GaAs—CsO-AlGaAs более чувствительны и обладают отрицательным сродством к электронам.
- Фотокатоды третьего поколения разрушаются при отравлении положительными ионами, что требует защиты.
-
Супер второе поколение
- Разработано Жаком Дюпюи и Джеральдом Вользаком в 1989 году.
- Повышает чувствительность фотокатодов и улучшает микроканальную пластину.
- Используется за пределами США, особенно компанией Photonis.
-
Поколение 4: Беспленочные трубки
- Разработаны компанией Litton в 1998 году.
- Проблемы с хрупкостью и отравлением ионами.
- Усовершенствованы методы очистки и внедрен автоподжиг.
-
Тонкая пленка поколения 3
- Технология тонких пленок стала стандартом после проблем с поколением IV.
- Толщина пленки уменьшается, напряжение на фотокатоде снижается.
- Используется в большинстве устройств усиления изображения, используемых военными США.
-
4G: Спецификация производительности
- Выпущена в 2014 году компанией PHOTONIS.
- Включает спектральную чувствительность, минимальный показатель полезности, высокое разрешение и размер ореола.
-
Терминология и функции
- Стробирование: электронное управление для включения и выключения трубки.
- ATG: автоматическое стробирование для работы при ярком освещении.
- Чувствительность: измеряется в мкА/лм, определяет количество электронов на свет.
- Разрешение: измеряется в lp/мм, показывает разрешающую способность.
- Коэффициент усиления: измеряется в cd·m−2·lx−1 или Fl/Fc, создает проблемы в маркетинге.
- Наработка на отказ: среднее время между отказами.
-
Срок службы трубок ночного видения
- Трубки изнашиваются со временем, уменьшая усиление.
- Срок службы трубки определяется коэффициентом усиления, достигающим 50% от нового уровня.
- Условия использования и уровень освещенности влияют на срок службы.
- Включение и выключение прибора не сокращает срок службы.
-
Наработка на отказ
- Включает только часы работы.
- Современные лампы второго поколения имеют наработку на отказ до 15 000 часов.
-
MTF (функция передачи модуляции)
- Мера выходной амплитуды темных и светлых линий.
- Указывается в процентах при заданной частоте линий.
- Уменьшается при увеличении разрешения.
- Предельное разрешение определяется как точка, где MTF составляет 3% или меньше.
-
Факторы, влияющие на MTF
- Прохождение через волоконную пластину, стекло, экран и фотокатод.
- Качество оптики также влияет на MTF.
-
Дополнительные устройства
- Прибор ночного видения.
- Усилитель рентгеновского изображения.
- Усиленная ПЗС-камера.