[发明专利]一种测量超二代像增强器阴极近贴聚焦距离的方法

说明书

本发明属于微光像增强器技术领域，涉及一种测量超二代像增强器阴极近贴聚焦距离的方法，采用900nm～1000nm波长范围，优选的，采用950nm～1000nm波长范围的近红外单色光来测量像增强器的阴极近贴聚焦距离。首先调节物镜与阴极玻璃窗之间的距离，将物镜聚焦在光电阴极膜层上，测出聚焦位置A；然后将物镜聚焦在微通道板输入端，测出聚焦位置B；则像增强器的阴极近贴聚焦距离为位置B与位置A之间的差，即阴极近贴聚焦距离Δz＝B‑A。使用本发明方法可有效精确地测量出超二代像增强器的阴极近贴聚焦距离，从而确定出不能进行冲击测试的像增强器，避免像增强器被击穿的风险，避免造成不必要的经济损失。

技术领域

本发明属于微光像增强器技术领域，涉及一种测量超二代像增强器阴极近贴聚焦距离的方法。

背景技术

微光像增强器(以下简称像增强器)是微光夜视仪的核心，其性能的高低决定了微光夜视仪的好坏。目前国内主要生产的像增强器为超二代像增强器，结构如图1所示，主要由阴极玻璃窗1、光电阴极2、微通道板4、荧光屏6和光纤输出窗7所组成。光电阴极2起微弱光成像的作用，微通道板4起电子放大的作用，荧光屏6则起到图像显示的作用。当微弱光图像入射到超二代像增强器上时，入射光首先穿透阴极玻璃窗1，然后到达光电阴极2并激发出光电子。光电子在阴极与微通道板4之间所施加200V电压电场的作用下向微通道板输入端3运动并进入微通道板4进行倍增。经过倍增的光电子从微通道板输出端5输出后，在微通道板4与荧光屏6之间6000V电压电场的作用下向荧光屏6的方向运动并轰击荧光屏6发光，从而实现微弱光图像的增强。超二代像增强器的光电阴极2、微通道板4和荧光屏6均为平面，电子聚焦方式为近贴聚焦，即通过减小光电阴极2与微通道板4、微通道板4与荧光屏6之间的距离来实现。对近贴聚焦方式而言，其间距越小，电子聚焦越好。

像增强器的主要性能参数包括增益、分辨力和信噪比。增益表示像增强器对弱光的增强能力，分辨力表示像增强器对图像细节的分辨能力，信噪比则表示像增强器对噪声的抑制能力。在像增强器的主要性能参数中，分辨力是最重要的性能参数。

像增强器的分辨力由像增强器阴极近贴聚焦距离即光电阴极2与微通道板输入端3之间的距离、微通道板4的丝径、阳极近贴聚焦距离即微通道板输出端5与荧光屏6之间的距离、荧光屏6的分辨力及像增强器光纤输出窗7的丝径共同决定。一般而言，像增强器所用微通道板4和光纤输出窗7的丝径为6μm，阴极近贴聚焦距离为0.2mm～0.3mm，而阳极近贴聚焦距离为0.6mm～0.7mm，耐冲击能力为500g。在像增强器的制造过程中，阴极近贴聚焦距离采用机加及铟封的工艺控制。由于存在加工误差，阴极近贴聚焦距离往往得不到精确控制，而一旦像增强器的阴极近贴聚焦距离超差，如小于0.2mm，那么将会造成像增强器的耐冲击能力下降，达不到500g冲击加速度的要求。对于像增强器生产厂家而言，在像增强器出厂之前，需对像增强器的性能进行测试，其中包括冲击测试，合格以后才能出厂。对像增强器进行轴向冲击测试时，如果某一支像增强器的阴极近贴聚焦距离小于0.2mm，那么该像增强器就有可能在其轴向冲击测试过程中击穿报废，由此造成不必要的经济损失。为了消除像增强器在冲击测试过程中存在的击穿风险，需要对所冲击测试的像增强器进行筛选，剔除阴极近贴聚焦距离小于0.2mm的像增强器。

然而目前的现状是像增强器在制作完成后无法测量出阴极近贴聚焦距离，原因是像增强器是一种真空器件，制作完成后，阴极玻璃窗不能再取下。阴极玻璃窗一旦被取下，器件内部的真空度就被破坏，器件也就损坏了。另外，对于制作完工的像增强器，其阴极玻璃窗上有一层光电阴极膜层，该膜层不透明，无法通过光学方法来测量像增强器的阴极近贴聚焦距离。多年来，本领域技术人员一直认为无法使用光学方法测量像增强器的阴极近贴聚焦距离，此领域也存在严重的研究空白。

发明内容