光电检测技术

级联式像增强器是由几个分立的单 级变像管组合而成
上图为三级级联式像增强器的结构示意图。 为了保证连接后的成像效果，应注意：
1.图中每个单级变像管的输入和输出都用光纤面板制成，便于级与级 之间的耦合。
2.必须注意荧光屏和后级光电阴极的光谱匹配。
三级级联像增强器，若单级的分辨率大于50lp/mm，三级可达: 30～38lp/mm，亮度增益可达105。
P-3 ZnS:Cu
P-2 (Zn: Cd)S:Ag
P-1 ZnS:Ag
6.1.2.像管的特性参数 1. 光谱响应特性和光谱匹配
光谱响应特性由光电阴极的响应特性决定，因此描述像管光谱响应 性的参量与第5章光电阴极的一致。
光谱匹配是指像管的光源与光电阴极、光电阴极与荧光屏、荧光屏与 人眼视觉函数或摄像机之间的光谱分布匹配，匹配良好，像管将获得较高 的灵敏度。
3.第三代像增强器 第二代像增强器的微通道板结构配以负电子亲和势光电阴极，就构
成第三代像增强器。这种像增强器能同时起到光谱变换和微光增强的作 用，因此可做到一机二用。 4. X射线像增强器
X射线像增强器实质是一种变像管，它的作用是将不可见的X射线图 像转换成可见光图像，并使图像亮度增强。如下图所示，一般的X射线 像增强器是由输入转换屏、光电阴极、电子光学系统和输出荧光屏几部 分组成的。
第6章 真空成像器件
光电成像器件是能输出图像信息的一类器件.
管内有无扫描机构
真空成像器件 光电成像器件
固体成像器件
像管
像增强管
变像管
摄像管 摄像管
视像管
象管和摄象管的主要区别:象 管内部没有扫描机构，不能 输出电视信号，对它的使用 就跟使用望远镜去观察远处 景物一样，观察者必须通过
它来直接面对着景物。
三级级联式像增强器属第一代像增强器。
2. 微通道板像增强器
属于第二代像 增强器。
微通道板像增强器有两种结构形式：双近贴式和倒像式
双近贴式像增强器，如下图所示，用微通道板代替电子光学 系统，实现电子图像增强。
光电阴极、微通道板、荧光 屏三者相互靠得很近，故称 双近贴
倒像式像增强器，它与单级像管结 构十分相似，只是在电子光学系统 与荧光屏之间插入微通道板，像增 强器的输入、输出端均采用光纤面 板。
摄像管根据光电靶转换的方式又分为 摄像管和视像管两类
区别
固体成像器件，只要通过某些特殊结构或电路（即自扫描形式）读出 电信号，然后通过显示器件再成像。
真空成像器件都具有一个真空管，都将光电成像单元放置于真空管中， 所以也可称为真空光电成像器件
为什么呀?
§6.1 像管
像管包括变像管和像增强器,都具有光谱变换、图像增强和成像的 功能。
用目测法能分辨得开的黑白相间等宽距条纹的对数，单位lp/mm。
§6.2.常见像管 1. 红外变像管 红外变像管结构如下图所示。该管由光电阴极、阳极和荧光屏三部分组成
光电阴极和荧光屏都是平面， 使边缘像质变差
光电阴极和荧光屏制成平凹形，经过光 学纤维面板的导光大大提高了像质
2．紫外变象管
紫外变象管的窗口材料为石英玻璃，紫外变象管与光学显微镜结合 起来，可用于医学和生物学等方面的研究。
二是电子光学部分，即电子透镜，有电聚焦和磁聚焦两种形式，它可以使光电阴极发 射出来的光电子图象，在保持相对分布不变的情况下进行加速；
三是电光变换部分，即荧光屏,它可以使打到它上面的电子图象变成可见光图像。
1. 光电阴极 光电阴极使不可见的亮度很低的辐射图像转换成电子图像。
银氧铯光电阴极；
像管中常用的光电阴极有四种
3. 荧光屏 荧光屏的作用是在高速电子的轰击下将电子图像转换成可见光图像。 一般要求荧光屏不仅应具有高的转换效率，而且屏的发射光谱要同
人眼或与之耦合的下级光电阴极的吸收光谱一致。 常见荧光屏发光材料的光谱发射特性如下图所示。 通常在电子入射的一边镀上铝层。这样可以引走荧光屏上积累的负
电荷，同时避免光反馈，增加发射光的输出。
聚焦型 静电系统
非聚焦型
静电聚焦型电子光学系统有双圆筒电极系统和双球面电极系统两种形式如左 下图所示。从图可知，从光电阴极发出的电子只能从阳极中间的小孔通过；由等 位线可以看出：电子从阴极到阳极运动过程中会受到聚焦和加速，然后射向荧光 屏，并在荧光屏上成一倒像，如右下图所示。
电磁聚焦系统中既有磁场也有电场。如下图所示，该系统的磁场是由像管外面的 长螺线管通过恒定电流产生的，电场是由光电阴极和阳极间所加直流高压产生的。因 此，从光电阴极面上发出的电子，在纵向电场和磁场的复合作用下，都能以不同螺旋 线向阳极前进；由阴极面上同一点发出的电子，只要在轴向有相同的初速度，如右下 图所示就能保证在一个周期之后相聚于一点，起到聚焦作用。
3. 选通式变像管
下图所示的变像管的光电阴极和阳极间增加一对带孔阑的金属电 极—控制栅极，就成为选通式变像管。
只要改变栅极的电压就可控制变像管的导通。因此只要使选通式 变像管的工作周期与光源的调制周期一样，同步工作，于是可以提高 图像的对比度和图像质量。
6.2.2.常见像增强器 1. 级联式像增强器
变像管是一种能把各种不可见辐射图像转换成可见光图像的真空 光电成像器件。
像增强器是能把微弱的辐射图像增强到人眼可直接观察的真空光 电成像器件，因此也称为微光管。
6.1.1.像管结构和工作原理
像管由三个 基本部分组
成
一是光电变换部分，即光电阴极，它可以使不可见光图象或亮度很低的光学图象，变 成光电子发射图象；
单碱和多碱光电阴极； 各种紫外光电阴极；
2. 电子光学系统
负电子亲和势（NEA）光电阴极
电子光学系统对电子施加很强电场，使电子获得能量，因而能将光电阴极发出 的电子束加速并聚焦成像在荧光屏上；从而实现图像亮度的增强，使荧光屏发射 出强得多的光能。
电子光学系统有两种形式，即静电系统和电磁复合系统。
前者靠静电场的加速和聚焦作用来完成， 后者靠静电场的加速和磁场的聚焦作用来共同完成。
2. 增益特性
增益是荧光屏的亮度Ba和入射至光电阴极面上的照度Ek之比，以GB表
示：
GB
பைடு நூலகம்
Ba Ek
3. 等效背景照度
等效背景照度是指在荧光屏上产生同暗背景相等的亮度时，光电阴极
面上所需的输入照度值，以
EBI Bb GB
Bb为暗背景亮度
4. 分辨率
分辨率是指用标准测试板通过像管成像后，在荧光屏的每毫米长度上