Параметри електронно-оптичних перетворювачів та посилювачів яскравості оптичних зображень

Припустимо, що на фотокатод площею S_к падає світловий потік Ф_к.

1. Чутливість фотокатода (Y) повинна бути однакової по всій його поверхні. Значення фотоструму фотокатода буде дорівнювати I_ф= k Ф_к. Якщо світловіддача екрана, яка вимірюється в люменах світлового потоку, що опромінює екран, на 1 Вт потужності електронного потоку h, а анодна напруга ЕОП U_a, то екран-колектор випромінює світловий потік Ф_e, рівний k × Ф_к h × U_a, а посилення світлового потоку g_ф (коефіцієнт перетворення по яскравості) складе

g_ф = k × U_а × h .

Наприклад, при інтегральній чутливості фотокатода k =200 мкА/лм, анодній напрузі U_a = 10 кВ і світловіддачі h = 30 лм/Вт в ЕОПі забезпечується посилення світлового потоку в 60 раз.

2. Якщо зображення переноситься з фотокатода на екран без зміни масштабу, то яскравість зображення на екрані зростає в стільки ж раз, у скільки зростає світловий потік. Якщо ж зображення на екрані зменшене в m_е = раз, то яскравість екрана підвищується в Г_е² раз. Величину m_е називають електронно-оптичним збільшенням ЕОП.

3. Перетворення спектрального діапазону обумовлене різними областями спектральних характеристик фотокатода і екрана.

4. Роздільна здатність, під якою розуміється максимальне число пар, які знаходяться на лінійному міліметрі і складаються із світлої і темної лінії, які спроектовані на фотокатод можуть бути помітні на екрані. Наявність широкого електронного пучка повинне приводити до помітних аберацій зображення. При цьому при віддаленні від осі слід очікувати значного росту астигматизму і дисторсії, малоістотних у звичайних електронно-променевих трубках. Цей факт є однією з істотних причин, що знижують роздільну здатність із ростом розміру зображення. Чіткість зображення на екрані ЕОП визначається як розсіюванням електронів, так і розсіюванням світла в екрані, скляних або слюдяних вікнах, у скловолоконних елементах і т.д. Дискретна структура мікроканальних і сткловолоконих пластин, які застосовуються в сучасних ЕОП, також обмежує чіткість зображення.

5. Найважливішою характеристикою ЕОП, що визначає якість зображення на екрані, є збереження контрасту зображення, який визначається співвідношенням

де c – контраст зображення на екрані ЕОП; В_св – яскравість світлових ділянок екрана, В_т – яскравість темних ділянок екрана.

6. Зонна характеристика – залежність чутливості фотокатода від координати точки опромінення, що обумовлюється нерівномірністю чутливістю фото емісійного шару та відмінністю збору електронів з різних точок фотокатоду на перший динод.

7. Темновий струм, що утворюється за рахунок термоелектронної емісії з перших динодів, струмами витіку між анодом та іншими електродами, іонним струмом. Ступінь вкладу складових темнового струму залежить від режиму роботи.

8. Світловий (енергетичний) еквівалент темнового струму визначається потоком світла (енергії) на фотокатод, що приводить до фотоструму еквівалентному темновому.

9. Граничний потік приладу залежить від чутливості до потоку випромінювання відповідного спектрального складу та сумарного струму шумів на виході фотоелектронного приладу.

Більшість перерахованих вище параметрів відносяться і до фотоелектронних помножувачів.

По способу переносу електронного зображення з фотокатода на екран ЕОП можна розділити на три типи:

1) ЕОП з паралельним переносом зображення в одноріднім електричнім полі (плоский);

2) ЕОП з електромагнітним фокусуванням;

3) ЕОП з електростатичним фокусуванням у неодноріднім полі.