基于自动门控电源的微光像增强器动态范围研究

像增强器作为微光夜视装备的核心器件,其动态范围研究具有重要意义.论述了基于自动门控电源的微光像增强器动态范围扩展的意义,分析讨论了自动门控电源MCP电压、阴极脉冲宽度、阴极脉冲频率、阴极开启电压与微光像增强器动态范围的关系,提出了微光像增强器动态范围估算模型.     

基于自动门控电源的微光像增强器局部强光防护

自动门控电源作为微光像增强器的能量来源,其局部强光防护方法研究对完善自动门控电源控制策略、提升微光像增强器强光使用性能具有重要意义。分析了匹配传统直流高压电源与自动门控电源的微光像增强器大动态照度范围应用的优劣势,提出了一种能够使微光像增强器兼具高照度应用和低照度局部强光防护能力的自动门控电源设计思路,并给出了自动门控电源电路的控制策略实现方法。     

微光像增强器自动门控电源技术研究

针对微光像增强器在高照度下出现的输出图像饱和现象,提出了混合式自动亮度控制方法,论述了微光像增强器自动门控技术、光电子快门控制原理,以及大动态范围自动亮度控制方法,给出了自动门控电源设计框图和混合式自动亮度控制工作时序以及实验结果,分析讨论了设计中的4个关键问题。     

基于自动门控电源的微光像增强器信噪比研究

针对实验中同一微光像增强器的信噪比在装配自动门控电源后有偏低现象,从而开展了以下研究:首先通过借鉴微光像增强器的信噪比公式,理论推导分析了阴极高压脉冲对信噪比的影响;其次分别给微光像增强器光电阴极施加高压脉冲和直流高压,通过实际测量两种状态下的信噪比,来验证理论推导分析的正确性;最后提出了一种自动门控电源阴极高压脉冲控制电路的设计方法,解决了基于自动门控电源的微光像增强器测试时的信噪比偏低问题.     

自动门控像增强器温度补偿技术研究

针对匹配自动门控电源的超二代像增强器高低温条件下亮度增益和最大输出亮度产生漂移的问题,分析了温度补偿原理,设计了温度补偿方案,通过实验确定了温度补偿系数,验证了该温度补偿方案的合理性。实验结果表明,低照条件(输入照度低于5×10^-4lx),通过将MCP电压降低14.7 V能够将低温(-45℃)亮度增益从121%降低到105%以内,通过将MCP电压增加16.5 V能够将高温(55℃)亮度增益从77%提高到99%以上;高照条件(输入照度高于5×10^-4lx),通过将阳极电流设定值降低14%能够将低温最大输出亮度从114%降低到104%以内,通过将阳极电流设定值增加12.6%能够将高温最大输出亮度从87%提高到91%以上。因此,采用本文所述温度补偿技术能够有效提高自动门控像增强器高低温条件下亮度增益和最大输出亮度的一致性。     

像增强器阴极脉冲与屏极亮度稳定性关系研究

针对装配有自动门控电源的像增强器在高照度的情况下会出现闪烁的现象,结合自动门控电源阴极高压脉冲信号的离散特性和人眼视觉特性,分析了整管在高照度的情况下出现人眼可见闪烁现象的原因及解决办法,提出亮度最小可觉差和视觉暂留效应是有关人眼观察舒适性的重要特性.在高照度的情况下,由于自动亮度控制功能的介入,阴极高压脉冲信号的占空比会自动降到一个较低的值,但是由于器件的限制,阴极高压脉冲信号占空比的步进值是一个固定的常数,故阴极高压脉冲信号的占空比越低,其步进值对阴极高压脉冲信号的影响越大,最终也就对像增强器的屏极亮度稳定性影响越大.通过对人眼视觉特性的分析及对阴极高压脉冲信号的计算,给出了阴极脉冲信号允许的最小占空比及最小开启脉冲宽度的要求,并给出了计算方法.     

阴极脉冲占空比与荧光屏电流关系研究

自动门控电源作为微光像增强器的能量来源,其阴极脉冲占空比与荧光屏电流的关系对完善自动门控电源的自动亮度控制(ABC)电路设计具有重要意义.从自动门控电源与微光像增强器的匹配应用方面分析了阴极脉冲占空比对荧光屏电流的影响,又从自动门控电源ABC电路设计方面分析了阴极脉冲占空比如何跟随荧光屏电流变化,才能确保微光像增强器荧光屏亮度的基本恒定,给出了自动门控电源阴极脉冲占空比与荧光屏电流的曲线图.     

新型Gamma射线像增强器

分析了Gamma射线像增强器两个主要性能参数,即Gamma射线像增强器的分辨率和探测效率,同时给出了Gamma射线像增强器主要设计参数及实验结果.     

一种16 mm微光像增强器电源MCP高压调控电路设计

16 mm微光像增强器电源是16 mm微光像增强器的重要组成部件,为像增强管提供阴极、微通道板(MCP)、屏极提供所需的工作电压,实现像增强器的自动亮度控制(ABC)和阴极保护功能.本文通过对16 mm微光像增强器MCP高压的控制方式进行分析研究,利用开关器件隔离控制功能实现MCP高压的动态调控,设计一种满足小体积电源需求的MCP高压调控电路.     

紫外像增强器辐射增益测试方法研究

紫外像增强器辐射增益是一个能够反映紫外器件探测特性的重要指标,本文阐述了紫外像增强器辐射增益的测试方法.使紫外像增强器在规定电压和紫外光阴极辐射照度的条件下工作,通过亮度计测量荧光屏的亮度,借助计算机软件进行辐射增益的测试.建立了标准的测试方法和测试装置,针对测量结果进行多项试验分析研究.研究结果表明,该测试方法对于评价紫外像增强器辐射增益是可行的.     

像增强器亮度增益测试的重复性研究

亮度增益是衡量微光像增强器图像增强能力的一个重要技术指标,其直接影响着微光夜视系统的观察效果。为了提高像增强器亮度增益测试的重复性,在给像增强器提供稳定供电的条件下研究了光源色温、光源输出光亮度以及荧光屏发光亮度随时间的变化过程,分析了光源色温和光源输出光亮度对于亮度增益的影响机理以及荧光屏发光亮度对于亮度增益测试的影响过程,确定了光源的预热时间不少于15 min且像增强器的工作时间不少于1 min的结论。实际测试结果表明:当光源充分预热且严格控制像增强器的工作时间时测量得到的像增强器亮度增益的重复性优于3%。     

三代微光像增强器光阴极保护方法研究

本文主要研究三代微光像增强器光阴极保护.通过对三代微光像增强器性能分析,确定高照度下影响像增强器光阴极性能的主要因素,并分析了常规直流高压电源阴极保护电路,给出自动门控电源两种阴极保护电路设计思路.实际测量了基于常规直流高压电源的三代像增强器工作状态,自动门控电源两种阴极保护电路实际工作状态,验证了阴极保护电路设计.最后对研究课题进行了总结并确定了自动门控电源光阴极保护电路形式.     

微光像增强器亮度增益测量及寿命预测

亮度增益是进行微光像增强器寿命预测时常用的一个重要参量,高精确度的亮度增益测量可以提高微光像增强器寿命预测的准确性.本文基于亮度增益的测量原理,通过分析测量装置的组成部分及相关误差特性,给出了能有效降低亮度增益测量误差的处理方案,该方案经试验证明像增强器寿命预测的准确度有所提高,其与试验结果之间的相对偏差小于4％,为提高微光像增强器的工程研制效率提供一种有效检测手段.     

关于微光像增强器的品质因数

20世纪60年代以来,微光夜视像增强器的技术进步一直是以“代”来评价的。通常理解是一代比一代优越。20世纪,在微光夜视像增强器发展的过程中,相继出现60年代的纤维光学面板级联耦合的像增强器(第一代),70年代的微通道板像增强器(第二代)和80年代的GaAs负电子亲和势光阴极像增强器(第三代)。从事夜视技术的科学家们一直在探索新一代或第四代像增强器技术。什么是第四代,在夜视学术界是有争论的。问题在于,像增强器以代来划分,以代来评价,是否合适和全面;评价像增强器的优劣是性能还是技术;以什么表示像增强器的性能更好和更全面;这些问题引起了夜视学术界的深思。文中阐述了微光像增强器总体性能应以品质因数而不是代的概念进行评价。     

二代微光像增强器的发展与应用

微光像增强器在90年代中后期进入了新的发展和应用阶段,主要表现为二代像增强器在性能指标上有了质的提高,出现了性能能与三代微光像增强器相媲美的高性能超二代像增强器.本文着重对超二代像增强器在国内的应用前景进行分析和比较.     

三代微光像增强器亮度增益对像质影响的分析

为研究三代微光像增强器亮度增益对像质的影响,提出对不同增益条件下荧光屏输出图像的像质进行对比分析,以提高三代微光像增强器的成像质量。首先,在三代微光像增强器的理论基础上,论证了亮度增益会直接影响像增强器的成像质量。然后,通过图像质量评价的两个重要参数信噪比和分辨力,建立像质评价系统并搭建实验装置。最后,通过实验结果表明,在无月夜天光照度条件下,当亮度增益取得最佳值时,输出图像在视场明亮清晰的同时分辨力由32 lp/mm提升至40.3 lp/mm。证明该研究对夜间环境中,如何通过合理设置亮度增益值使微光夜视仪获得最佳成像质量具有指导意义。     

二代像增强器疲劳与输入照度的关系

本文根据焦耳热原理，导出了真空成像器件中光电阴极产生热量的一个公式，从理论上分析了公式中各参数之间的关系。同时，分析了因较大输入照度引起像管中光电阴极、微通道板与荧光屏产生疲劳的原因。     

基于超二代像增强器的微光夜视仪设计

研究了超二代微光像增强器性能随工作时间的变化规律,掌握性能变化特点。通过性能测试和曲线拟合,得出亮度增益、信噪比随工作时间的变化逐渐下降,分辨力随工作时间的变化几乎保持不变。其中,亮度增益与工作时间呈指数函数变化,即当超二代微光像增强器在10000 h的工作时间内,亮度增益随工作时间的变化速率较快,但随着工作时间增加,亮度增益下降速率变慢,且最终趋于平稳。信噪比随工作时间呈多项式函数变化,且随着工作时间的增加信噪比逐渐下降。将长时间工作的微光像增强器进行解剖分析后,其亮度增益、信噪比变化主要与光电阴极灵敏度、荧光屏发光效率和微通道板增益稳定性息息相关,且相比灵敏度和荧光屏发光效率而言,微通道板增益的稳定性变化较大。     

亮度增益对基于像增强器的目标背景对比度影响

亮度增益为微光像增强器的重要参数,影响微光夜视环境下以微光像增强器为核心的目标背景对比度测试结果精度.本文基于对比度测试原理,通过对不同亮度增益的ICCD进行目标背景对比度测试,分析得到亮度增益与目标背景对比度的变化关系及影响因素.测试结果表明:亮度增益分别为12000 cd/(m2·lx)、8300 cd/(m2·l...     

像增强器亮度增益和等效背景照度测试仪的计算机模拟与研制

亮度增益和等效背景照度是衡量像增强器性能的两个重要参数，针对这两个参数的测试要求，本文阐述像增强器亮度增益和等效背景测试仪的计算机模拟与结构设计，并利用研制的测试仪对多种型号的像增强器的亮度增益和等效背景照度进行了测试，给出并分析了测试结果。结果表明，本测试仪的计算机模拟和结构设计是合理有效的。