2.2.6 Четвертое поколение

В ПНВ четвертого поколения изображение, полученное ЭОП любого поколения, преобразуется с помощью светочувствительной матрицей в видеосигнал. Это позволяет разнести непосредственно прибор и дисплей, который может быть как отдельностоящим, так и встроенным в очки. Связь может осуществляться как по проводам, так и с помощью специальных передатчиков.

В настоящее время ЭОП II+ или III поколения с выходом в виде контактов светочувствительной матрицы или видеосигнала называют ЭОП IV поколения. Их производит малое число фирм, поскольку сложно совместить ФК и матрицу в одном вакуумном объеме. Сейчас стыковка осуществляется или через оптику, или через фокон (фокусирующий конус, зеркальный или стеклянный, или волоконно-оптический). [3]

3 Параметры многощелочного фотокатода

3.1 Характеристики фотокатода

Важными характеристиками фотокатодов, которые характеризуют их качество, являются квантовый выход, интегральная и спектральная чувствительность, удельная термоэмиссия, сопротивление фотоэмиссионных слоев, распределение начальных скоростей фотоэлектронов по абсолютным значениям и направлениям вылета.[1]

Квантовый выход Y (%) — отношение числа эмитированных фотоэлектронов, приходящихся на один падающий фотон. Он определяется свойствами пленки фотокатода, а также энергией фотона.

Интегральная чувствительность S_A (А/лм) — способность фотокатода реагировать на воздействие всего светового потока, содержащего световые колебания различных частот.

Спектральная чувствительность S_λ (А/Вт) — отношение величины фототока к монохроматическому лучистому потоку.

Темновой ток — это ток, возникающий при отсутствии света, но при подаче на прибор напряжения. Он определяется термоэмиссией. Минимальным уровнем обладает сурьмяно-калиево-цезиевый ФК.

На пространственное разрешение ЭОП влияют начальная энергия и угол вылета фотоэлектронов. Начальная энергия электронов определяется энергией падающих на ФК фотонов и работой выхода, а распределение фотоэлектронов по энергиям близко к косинусоидальному. Сопротивление полупрозрачных фотокатодов сильно зависит от температуры.

Спектральная характеристика показывает зависимость фототока от длины волны излучения. Фототок можно рассчитывать двумя способами: на единицу мощности падающего излучения (спектральная чувствительность) или как отношении числа эмитированных электронов к числу падающих фотонов (квантовый выход). Однако у характеристик, рассчитанных в амперах на ватт и в единицах квантового выхода, т.е. процентах, будет различная форма. На данный момент предпочтительным является использование спектральной характеристики. Использование интегральной чувствительности возможно для ФК, чувствительность которых лежит в видимой области спектра и спектральная характеристика источника света строго определена и не меняется во всех измерениях. Это объясняется тем, что такая единица измерения, как люмен, была основана на характеристике спектральной чувствительности глаза.

На практике важной характеристикой является отношение сигнал-шум. Это приведенное отношение средней яркости на выходе ЭОП к среднему квадратическому значению отклонения яркости на выходе от среднего значения, измеренного при заданных освещенности и полосе частот.[4] Оно показывает, насколько полученное на выходе изображение будет искажено помехами. Чем больше этот показатель, тем более точной будет выходная картина. Производители указывают в спецификациях минимально возможное значение для данной характеристики.

В таблице 1 представлены основные характеристики выпускаемых ЭОП II+ поколения.