微光像增強(qiáng)器熒光屏發(fā)光特性及測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、微光像增強(qiáng)器是夜視技術(shù)的核心部件，經(jīng)歷了一代、二代、超二代、三代和四代等發(fā)展歷程。美國(guó)正在進(jìn)行三代像增強(qiáng)器的生產(chǎn)和四代像增強(qiáng)器的研究，我國(guó)研究技術(shù)落后美國(guó)20～25年，正在進(jìn)行三代像增強(qiáng)器的研究，需要微光像增強(qiáng)器熒光屏綜合參數(shù)測(cè)試設(shè)備，國(guó)內(nèi)沒(méi)有，但涉及提升器件水平的在線測(cè)試設(shè)備國(guó)外對(duì)我國(guó)禁運(yùn)。為了滿足微光夜視技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)三代微光像增強(qiáng)器研究的需要，本文開(kāi)展了微光像增強(qiáng)器熒光屏發(fā)光特性及測(cè)試技術(shù)研究，提出像增強(qiáng)器熒光屏發(fā)光亮度、均

2、勻性、發(fā)光效率和余輝測(cè)試方法，研制出像增強(qiáng)器熒光屏綜合參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)和熱電子面發(fā)射源，給出像增強(qiáng)器熒光屏綜合參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的最佳工作參數(shù)和熒光屏的測(cè)試結(jié)果。 在分析研究熒光屏發(fā)光機(jī)理和特性的基礎(chǔ)上，給出表征微光像增強(qiáng)器熒光屏性能的主要參數(shù)為熒光屏發(fā)光亮度、發(fā)光的均勻性、發(fā)光效率和余輝。針對(duì)這四個(gè)主要性能參數(shù)的測(cè)試要求，提出并采用百萬(wàn)級(jí)CCD和成像亮度計(jì)測(cè)試熒光屏發(fā)光亮度和均勻性；提出并采用光通量探測(cè)器和光功率計(jì)、電流計(jì)測(cè)試熒光屏發(fā)光

3、效率；提出并采用光敏電池探測(cè)器和信號(hào)處理器測(cè)試余輝，為設(shè)計(jì)和成功研制微光像增強(qiáng)器熒光屏綜合參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。 為了滿足微光像增強(qiáng)器熒光屏發(fā)光亮度、均勻性、效率和余輝四個(gè)主要性能參數(shù)的測(cè)試要求，首先需要研制滿足測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的熱電子面發(fā)射源。運(yùn)用真空環(huán)境下熱輻射公式推導(dǎo)出平面螺旋燈絲的熱平衡方程，得出了在工作時(shí)平面螺旋燈絲每點(diǎn)溫度相同的結(jié)論，根據(jù)熱電子發(fā)射方程，從而確定了燈絲每點(diǎn)熱電子發(fā)射相同；采用Φ0.3mm鉭絲材料、研制出平面

4、螺旋燈絲，其燈絲間距為1mm、平面螺旋直徑為Φ8mm，并且研究了平面螺旋燈絲熱電子發(fā)射的特性；在圓柱坐標(biāo)系中，通過(guò)求解軸對(duì)稱(chēng)靜電場(chǎng)Laplace方程，得出熱電子面發(fā)射源電場(chǎng)分布，通過(guò)求解軸對(duì)稱(chēng)場(chǎng)中電子的子午軌跡方程，得到熱電子面發(fā)射源的電子軌跡，從理論上確定了獲得均勻熱電子面發(fā)射源的物理參數(shù)：再通過(guò)反復(fù)調(diào)試和驗(yàn)證，最終研制出具有發(fā)散、均勻、匯聚和淹沒(méi)的電子特性的熱電子面發(fā)射源。 為國(guó)防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成功研制了微光像增強(qiáng)器熒光屏綜合參