6第六章 像管分析.ppt

第2代静电聚焦倒像式像管的结构 微通道板与光阴极之间采用静电透镜，MCP置于电子透镜的像面位置； 像管中还在阳极与MCP之间设置一个消畸变电极。 由微通道板增强后的电子图像通过近贴聚焦到荧光屏上。由于在荧光屏上所成的像，相对于光阴极上的像来说是倒像，因此称为倒像管。 微通道扳的输出端，由于连续倍增其电子密度较高、速度快，易于使像管内残余气体分子电离。如果电离产生的正离子轰击光阴极将降低像管的寿命。当微通道扳输入端电位低于阳极电位时，则形成一个防止正离子反馈的位垒。这个位垒一方面阻止正离子另—方面又收集微通道板端面上产生的二次电子，从而消除了光晕现象。 由于微通道板本身具有高增益、增益可控、电流饱和等待性，因此第二代像管，无论近贴式或倒像式与第一代像管相比，均具有体积小、重量轻、亮度可调、防强光等优点 。 7．负电子亲和势光阴极像管(第三代像管) 第三代像管是采用了负电子亲和势光阴极的像管。 电子亲和势（能）——晶格中原子捕获一个电子成为负离子所释放出的能量。 为了进一步改善电子在晶体内的传输性能，以便得到最优化条件,可将入射光的吸收层与电子发射层分开，这就是转移电子负电子亲和势光阴极。 由于目前还只能在乎面上制做负电子亲和势阴极，所以它的结构与第二代近贴式像管类似，其根本区别在于光阴极。第一代像管采用的是表面具有正电子亲和势的多晶薄膜结构的多碱光阴极．其光灵敏度约为250 — 550uA/lm；而第三代像管采用的负电子亲和势光阴极，它的光灵敏度高达l000uA/lm 以上。因此第三代像管具有高增益、低噪声的优点。 负电子亲和势是热化电子发射，光电子的初动能较低，能量又比较集中，因此第三代像管又具有较高的图像分辨力。由于这些特点使第三代像管成为目前性能最优越的直视型光电成像器件。 图3-11 8． X射线变像管和 γ射线变像管 X射线和 γ射线变像管是分别将不可见的 X射线图像和 γ射线图像转换为可见的光学图像。 此类变像管只比普通像管多了一个射线转换荧光屏(又称输入荧光屏)。 射线转换屏位于射线变像管的输入窗内，它与外壳之间设置薄铝层以挡杂光；转移屏与光阴极之间靠很薄的玻璃耦合，以减小荧光图像的扩散。这一转换屏可将入射的x射线图像或γ射线图像转换为荧光的弱光图像，该弱光图像入射在光阴极上产生光电子图像。 其后续过程与普通像管相同。 三 像管的主要特性与参数 直视式光电成像器件是为扩展人限视力范围而发展起来的，它既能探测到微弱的或人眼不可见的目标辐射信号，又能将目标满意地成像，使人眼能看到再现的目标图像。因此像管既是一个辐射探测器，放大器，又是成像器。 作为辐射探测器，它应具有高的量子效率和信号放大能力，以提供足够的亮度. 这一性能通常用灵敏度和亮度增益来描述. 作为图像成像器，它必须具有小的图像几何失真，适当的几何放大率，尽量小的亮度(能量)扩散能力，以提供足够的视角和对比。这些性能通常用畸变、放大率、分辨力及调制传递函数来描述。 1 光谱响应特性 光谱响应特性是指像管的响应能力随入射波长的变化关系。 像管的光谱响应特性实际上是其光阴极的光谱响应待性。它决定了像管应用的光谱范围。 像管的光谱响应特性通常用光谱响应率、量子效率、光谱特性曲线和积分响应率(简称响应率)来描述。 光谱响应率是像管对单色入射辐射的响应能力，以Rj 表示。 响应率是像管对全色入射辐射的响应能力，以R表示。 由于在实际应用中，像管接收的往往不是单色辐射，而是某一光源的全色辐射，所以响应率更具有实际意义。 2 增益特性 合适的亮度是观察图像的必要条件。像管输出的图像亮度既与入射图像的照度有关，又取决于像管本身对辐射能量的变换与增强的能力。 “增益”就是用来描述像管这种能力的参数。 （1）. 增益定义 像管的增益有：亮度增益、辐射亮度增益及光通量增益之分。其中亮度增益是最基本而通用的。 （2）. 亮度增益的定义 像管的亮度增益定义为：像管在标准光源照射下，荧光屏上的光出射度M与入射到阴极面上的照度Ev之比。即 GL = M / EV 3 背景特性 合适的亮度是人眼观察图像的必要条件，但像管的输出亮度并不都是有用的。在输出端荧光屏的图像上，除了有用的成像(信号)亮度以外，还存在一种非成像的附加亮度，称之为背景(或背景亮度)。 像管的背景包括无光照射情况下的暗背景和因人射信号的影响而产生的附加背景，称为信号感生背景(或光致背景) 。 暗背景产生的主要原因是光阴极的热电子发射和管内颗粒引起的场致发射。 4 成像特性 像管既是一个辐射探测器，又是一个图像探测器。作为图像探测器，它应该具备好的成像特性。 像管光阴极面上接收来自物空间的图像辐射照度，并由这一辐射照度的值在阴极面上