第4章+光电成像.ppt

第四章 光电成像器件 光电成像器件是指能够输出图象信息的一类器件，其功能大致可归为以下两类： 1、使不可见光图象（红外、紫外）变为可见光图象 2、使光学图象变为电视信号 光学图像的实质:一特定光强度的空间分布。 变像管 像管 (把不可见光图像变成可 (无扫描) 见光图像的真空光电管) 图像增强器 真空 (把极低亮度光学图像变为 光电器件 足够亮度图像的真空光电管) 光电成 光电导式摄像管(视像管,无移区) 像器件 摄像管 二次电子导电 (电子束 光电发射式 摄像管(SEC) 扫描) 摄像管 (有移像区) 硅增强靶摄像管 (SIT) 固体成像器件(CCD、CMOS) 4.1 像管的工作原理与结构 一、像管的种类 二、像管结构和工作原理： 光电变换部分 电子光学部分 电光变换部分 光电变换部分，即光电阴极，利用外光电效应。光敏面采用光电发射型材料。发射的电子流分布正比于入射的辐射通量分布，使不可见的或亮度很低的辐射图像，转换成光电子发射图像。常用光电阴极有： 银氧铯光电阴极 单碱和多碱光电阴极 紫外光电阴极 负电子亲和势光电阴极：灵敏度高、响应波长范围宽 电子光学部分，即电子透镜，它可以使光电阴极发射出来的光电子图象在保持相对分布不变的情况下，进行加速并聚焦成像在荧光屏上。 困难：使各物点所发射的电子完全落在对应的各像点上。 非聚焦型（近贴式像管） 静电系统 静电聚焦型 聚焦型 电磁聚焦型 1、非聚焦型像管（近贴型） 由光电阴极和荧光屏构成，两者平行且距离很近 光电子在电场的作用下以抛物线轨迹向荧光屏投射。由于均匀电场只有加速投射作用，没有聚焦成像作用，所以从光电阴极一点发出的不同初速的电子，不能在荧光屏上形成点像，而是一个弥散圆斑，分辨率较低。 2、静电聚焦型像管 几个圆筒形的电极可形成对光电子聚焦和加速的电场，使电子在荧光屏上呈倒立的象。当各电极电压之比保持不变时，电子轨迹也基本不变，因此，各电极电压多用电阻链分压的办法供给。 3、电磁聚焦型像管 特点：若光电子有偏离于管轴的速度分量，磁场会使它呈螺旋状前进。电子每旋一圈所需的时间与初速度无关，不管起初是沿什么方向发射，最终都可以被会聚于一点。 电光变换部分，即荧光屏，它可以使电子图象变成可见光图像 高能电子轰击荧光屏，发出可见光。 荧光屏是利用掺杂的晶态磷光体受激 发光。不同用途的像管，荧光体的种类不同，荧光颜色也不同，为避免光反馈和增加荧光面的光输出，蒸镀铝膜。 4.1.1 变像管 1、红外变像管 红外辐射图像被光学物镜成像后位于光电阴极的前方，该辐射图像相当于对光电阴极有一辐射通量，光电阴极将其变成与其亮度成正比的电子图像，经静电聚焦后轰击荧光屏，在转成光学图像。 红外变像管