УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ В ВИДИМОЙ И ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТЯХ СПЕКТРА Российский патент 2000 года по МПК G02B23/12 H01J31/50 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в наблюдательных и прицельных приборах.

Известен электронно-оптический преобразователь, состоящий из микроканальной пластины (МКП), кольца с внутренним проводящим покрытием и люминесцентным экраном (пат. RU N 2005323 от 30.12.93). В этой системе происходит преобразование и усиление изображения до необходимой яркости.

Недостатком этой системы является невозможность использования последней без различного типа объективов и окуляров, что приводит к значительному увеличению габаритов и веса устройства.

Известен также оптико-электронный прибор для ночного видения (пат. RU N 2037167 от 09.06.95), содержащий зеркально-линзовую оптическую систему с компенсатором полевых аберраций, электронно-оптический преобразователь, оборачивающую систему, светоделительный оптический элемент и механическую систему сопряжения шлема оператора с механизмом синхронного поворота. Недостатками этого устройства являются громоздкость, большой вес и сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является плоский электронно-оптический преобразователь изображения по пат. RU N 2020642 БИ N 18 от 30.09.94, содержащий фотокатод, МКП и алюминированный светоизлучающий катодолюминесцентный экран из монокристаллической пластины алюмоиттриевого граната.

Недостатком этой системы также является невозможность использования последней без различного типа объективов и окуляров, что приводит к значительному увеличению габаритов и веса устройства.

Поставлена задача разработать устройство, позволяющее исключить необходимость применения объективов и окуляров, а также уменьшить габариты и вес.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для наблюдения в видимой и инфракрасной областях спектра, содержащем фотокатод, микроканальную пластину и светоизлучающий катодолюминесцентный экран с алюминиевым покрытием со стороны фотокатода, согласно изобретению период каналов микроканальной пластины (МКП) равен или меньше минимальной рабочей длины волны фотокатода.

Существенным признаком изобретения является расположение каналов МКП друг от друга на расстоянии, равном или меньшем минимальной рабочей длины волны фотокатода. В этом случае стимулированное излучение элементарных участков люминесцентного экрана формирует такое же направление света, как и на входе ЭОПа, в противном же случае направление фронта усиленного света перестает совпадать с исходным, и, таким образом, разрешающая способность прибора резко ухудшается.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена оптическая схема устройства для наблюдения в видимой и инфракрасной областях спектра, а на фиг. 2 - фрагмент МКП в аксонометрии.

Устройство содержит фотокатод 1, микроканальную пластину (МКП) 2, светоизлучающий люминесцентный экран 3, выполненный из монокристаллической пластины алюмоиттриевого граната, зеркальную отражающую пленку 4 алюминия, стеклянный баллон 5. В МКП 2 период каналов T не больше минимальной рабочей длины волны фотокатода 1.

Устройство для наблюдения в видимой и инфракрасной областях спектра работает следующим образом. Фотоэлектроны с фотокатода 1, попадая внутрь канала МКП 2, ударяются о его стенки, вызывая эмиссию вторичных электронов. Вторичные электроны, увлекаемые полем внутри каждого канала, совершают по мере прохождения канала акты вторичной эмиссии, в результате чего ток на выходе канала превышает ток на входе. С выхода МКП 2 изображение в ускоряющем поле переносится на монокристаллический экран 3. Вследствие того, что период T микроканалов МКП не превышает рабочего диапазона длин волн фотокатода, направление распространения усиленного волнового фронта сохраняется. Таким образом отпадает необходимость в использовании объектива и окуляра.

Пример. Высокие яркость изображения и разрешающая способность ЭОПа были получены при толщине экрана около 1 мм. ЭОП с монокристаллическими экранами на основе алюмоиттриевого граната излучают в желто-зеленой области (длина волны спектрального максимума излучения 544 нм), имеют светоотдачу более 5 кд/Вт (при U = 5 кВ) и длительность послесвечения t_e≤3•10^-3 с. МКП имела период 400 нм.

Устройство для наблюдения в видимой и инфракрасной областях спектра содержит фотокатод, светоизлучающий катодолюминесцентный экран с алюминиевым покрытием и микроканальную пластину. Период каналов в микроканальной пластине равен или меньше минимальной рабочей длины волны фотоэлектронов, излучаемых фотокатодом. Фотоэлектроны с фотокатода, попадая внутрь канала микроканальной пластины (МКП), ударяются о его стенки, вызывая эмиссию вторичных электронов. Вторичные электроны, увлекаемые полем внутри каждого канала, вызывают вторичную эмиссию, в результате чего ток на выходе канала превышает ток на входе. Т.к. период каналов МКП не превышает рабочего диапазона длин волн фотоэлектронов, излучаемых фотокатодом, направление распространения усиленного волнового фронта сохраняется. Поэтому отпадает необходимость использования некоторых оптических средств. 2 ил.

Устройство для наблюдения в видимой и инфракрасной областях спектра, содержащее фотокатод, микроканальную пластину и светоизлучающий катодолюминесцентный экран с алюминиевым покрытием со стороны фотокатода, отличающееся тем, что период каналов в микроканальной пластине равен или меньше минимальной рабочей длины волны фотокатода.