Суперкремникон

В этой трубке происходит докоммутационное усиление фотоэлектронов и видеосигнал снимается непосредственно с мишени.

Суперкремникон состоит из секции изображения и секции считывания (рис. 8). Многощелочной фотокатод, нанесенный на входное (сферизованный

волоконно-оптический диск) окно трубки, обладает высокой чувствительностью к видимому свету. Фотокатод эмитирует фотоэлектроны пропорционально интенсивности изображения, оптически проецируемого на

входное окно. Секция изображения состоит из электростатических фокусирующих линз, которые ускоряют (рабочее напряжение выбирается в диапазоне 5-15 кВ) электроны изображения с фотокатода к диодно-мозаичной мишени (аналогичной мишени кремникона). Основанием мишени служит слой кремния с электронной проводимостью. К этому слою, выполняющему функцию сигнальной пластины, подводится небольшое (5-15 В, положительное относительно катода прожектора) напряжение.

При бомбардировке мишени электронами изображения в ней генерируется большое количество электрон-дырочных пар (для образования одной электрон-дырочной пары в кремнии требуется энергия 3,6 эВ). Диоды, сканируемые пучком медленных электронов, находятся под обратным смещением. Возбужденные дырки диффундируют к диодам и разряжают их, так что на сканируемой стороне мишени устанавливается зарядовый потенциал изображения. Перезаряжая диоды, сканирующий пучок электронов дает ток сигнала во внешней цепи. Секция считывания такая же, как и у видикона.

Рис. 8. Устройство суперкремникона:

1 – фотокатод; 2 – секция изображения; 3 – секция считывания; 4 – фокусирующая катушка; 5 – отклоняющие катушки; 6 – электронная пушка

Суперкремникон обладает чувствительностью в несколько сотен раз большей, чем видиконы, что позволяет работать при освещенности фотокатода порядка 10^-5 лк с удовлетворительным качеством изображения. Разрешающая способность достаточно высока (как и в кремниконе) и может достигать 800 строк на высоту мишени; инерционность сравнительно небольшая (остаточный сигнал во втором кадре составляет ~10%).

6. Параметры и характеристики фотокатодов и эоп [7,12,13,15] Параметры фотокатодов.

Основной характеристикой фотокатодов является спектральная характеристика, то есть зависимость спектральной чувствительности (или его квантового выхода) от длины волны монохроматического излучения, вызывающего фотоэмиссию.

Различают абсолютную и относительные спектральные характеристики фотокатодов.

Абсолютная спектральная характеристика представляет собой отношение фототока, измеренного в режиме насыщения, к мощности падающего на фотокатод монохроматического излучения с длиной волны , выраженное в абсолютных единицах, т.е. А/Вт (мА/Вт).

Относительная спектральная характеристика фотокатода строится в относительных единицах - по оси ординат откладывается отношение , где- спектральная чувствительность в максимуме спектральной характеристики.

Основные параметры фотокатодов:

• Абсолютная спектральная чувствительность [ мA/Вт].

• Относительная спектральная чувствительность:

[отн. ед.] . (1)

• Квантовый выход - отношение числа эмиттированных электронов к числу падающих на фотокатод фотонов (в безразмерных единицах).

Связь между и:

, (2)

где входит в мA/Вт, а - в нм,

или . (3)

• Интегральная чувствительность фотокатода S - отношение фототока (измеренного в режиме насыщения) к величине падающего светового потока неразложенного света определенного стандартного источника излучения:

=[мкА/лм] , (4)

где

-относительная спектральная характеристика источника А (лампы накаливания при температуре нити 2850 К),

- относительная спектральная характеристика чувствительности глаза (кривая видности),

выражено в мА/Вт,

- порог фотоэффекта фотокатода,

и - граница видимого диапазона.

Обозначим численные значения интегралов

= и=.

Тогда связь между интегральной чувствительностью фотокатода, которую можно просто измерить, пользуясь лампой с известной силой света, и его максимальной спектральной чувствительностью выражается следующим соотношением:

(5)

или . (6)

Множитель

683(7)

показывают коэффициентом конверсии данного фотокатода в лм/Вт. Следовательно,

. (8)

В уравнениях (5)-(8) выражено в мА/Вт, а S - в мкА/лм.

Зная максимальную спектральную чувствительность фотокатода, можно найти величину спектральной чувствительности на любой длине волны:

.