Когда границы спектральной чувствительности фотокатода выходят за пределы видимого диапазона, под коэффициентом преобразования потока излучения т} часто понимают отношение потока излучения экрана к потоку излучения, падающему на" фотокатод, tj = Феэ/ек-

Если изображение переносится с фотокатода на экран с изменением масштаба, то, как следует из формулы (23.1), коэффициент усиления яркости равен коэффициенту преобразования, умноженному на отношение площадей изображений на фотокатоде и на экране.

Преобразование спектрального диапазрна излучения объекта определяется спектральной чувствительностью фотокатода. Если представить сложный поток излучения объекта в виде ряда монохроматических потоков, то световой поток с экрана при воздействии каждого из них на фотокатод можно определить по формуле

где SeX - спектральная чувствительность фотокатода на длине волны X, а ФеХ - монохроматический поток на этой длине волны. В этом случае спектральный коэффициент преобразования tjj, равный световому потоку с экрана, приходящемуся на один ватт монохроматического потока, находится из выражения

Этот параметр зависит от длины волны и измеряется в люменах на ватт.

Способность ЭОП сохранять четкость изображения объекта на экране характеризуется пределом разрешения, измерение которого производится по тест-таблицам, носящим название штриховых мир. Предел разрешения обьино оценивается числом пар черно-бельгх линий миры, приходяпдихся на миллиметр ее изображения на фотокатоде. Четкость изображения определяется рассеянием электронов, вьшетающих из различных точек фотокатода, обусловленным разбросом начальной энергии электронов и аберрацией фокусирующей системы, а также рассеянием излучения в зернах люминофора. Важным параметром ЭОП, определяющим правильность воспроизведения на экране деталей наблюдаемого объекта, является коэффициент сохранения контраста Ск, который равен отношению контраста изображения на экране к контрасту этого изображения на фотокатоде. Он измеряется при проецировании на фотокатод непрозрачного объекта диаметром 1-2 мм и рассчитьшается по формуле

Ск= (5о-5тем)/(5о+5тем).

где Во и Вем - яркости освещенного участка и изображения объекта на экране соответственно.

Коэффициент сохранения контраста во многом зависит от темнового фона, обусловленного тoкaш термо- и автоэлектронной эмиссий, ионной обратной связью, оптической обратной связью между фотокатодом и экраном и рассеянным отражением излучения, прошедшего через полупрозрачный фотокатод, от деталей фокусирующей системы.

Пороговый поток ЭОП в оснойном определяется шумами термо-и автоэлектронной эмиссий фотокатода, а также флуктуациями токов ионной и оптической обратных связей.

Если- ЭОП используется как регистратор оптических излучений, то его пороговый поток Ф„ может быть представлен зависимостью

где 5р - чувствительность к потоку от реального объекта; гщ - среднеквадратическое значение суммарного шумового тока.

Определение порогового потока ЭОП, используемого в качестве усилителя или преобразователя изображения с учетом требуемых контраста и предела разрешения, является более сложной задачей.

23.2. ОДНОКАМЕРНЫЕ ЭОП

В простейшем двухэлектродном плоском ЭОП, конструкция которого представлена на рис. 23.2, перенос электронов производится только за счет действия однородного электростатического поля. Каждая точка фотокатода изображается на экране в виде кружка рассеяния, диаметр 2г которого зависит от расстояния фотокатод-экран и от значения приложенного напряжения

где - напряжение, эквивалентное начальной кинетической энергии электрона (при начальной кинетической энергии 1 эВ f/p = 1 В); -расстояние фотокатод - экран; С/д - приложенное напряжение.

Приближенно можно считать, что предел разрешешя ЭОП обратно пропорционален диаметру кружка рассеяния.

Для обеспечения электрической изоляции расстояние между фотокатодом и экраном не может быть менее J 5 одного миллиметра при Сэ = 10 кВ. Плос-

кие ЭОП позволяют получить коэффици ент усиления яркости около 20 при преде-/\ Ш I / ле разрешения до 25 пар линий на милли-

Рис. 23.2. Конструкция двухэлектродного плоского ЭОП:

I - баллон; 2 - фотокатод; 5- манжеты-; 4 - экран; 5 - выводы

Рис. 23.3. Конструкция трех-электродного ЭОП:

/ - фотокатод; 2 - манжета; 3 - корпус; 4 - фокусирующий электрод; 5 -анод; 6 - экран

метр. Для снижения обратной оптической связи экран покрывают оплошной непрозрачной алюминиевой пленкой, которая должна иметь низкий коэффищ1ент отражения для излучения, проходящего через полупрозрачный фотокатод.

Одним из достоинств плоских ЭОП является отсутствие всех аберраций, кроме хроматической. Предел разрешения в ЭОП одинаковый по всей площади экрана. Недостатком таких ЭОП являются низкий коэффициент преобразования из-за ограниченного напряжения и технологические трудности при их создании. Увеличение междуэлектродного расстояния с целью повьпиения напряжения приводит к резкому ухудшению предела разрешегшя.

Этот недостаток в значительной мере устранен при использовании в ЭОП электростатических линз с двумя, тремя и т. д. электродами между фотокатодом и экраном. На рис. 23.3 приведен вариант конструкции трехэлектродного ЭОП. Поле двух иммерсионньгх линз образуется манжетой фотокатода, фокусирующим электродом в виде диафрагмы или цилиндра и анодным электродом, имеющим вид усеченного конуса с диафрагмой. Анодный электрод имеет потенциал экрана 15-20 кВ. Фокусировка изображения на экране производится регулировкой потенциала фокусирующего электрода.

В ряде однокамерных ЭОП применяется магнитная фокусировка электронов. Прибор помещается в длинную катушку с сильным магнитным полем. Электроны, ускоряемые электрическим полем, двигаются по спиральным траекториям вдоль силовых линий магнитного поля. Предел разрешения ЭОП с магнитной фокусировкой может быть получен очень высокий. Недостатком таких ЭОП является громоздкость магнитных фокусирующих систем и значительная потребляемая мощность.

23.3. МЕТОДЫ УСИЛЕНИЯ ЯРКОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Как следует из (23.5) и (23.6), коэффициент преобразования ЭОП зависит от чувствительности фотокатода, светоотдачи экрана и напряжения между электродами. Если напряжение, приложенное к ЭОП, превы-