四讲_微光像增强器
微光像增强器信噪比测试技术研究
由于 像增 强 器 信 噪 比 的测 试 涉及 光 学 、 电技 光 术 、 密机 械 、 精 电子 学 、 号 处 理 和计 算 机 及 其 接 口 信
技术 ， 因此 ， 目前 国内 的微光 器 材 的研 究 和生 产 部 门
光源 为 色温 （８ ６ ０ Ｋ 的钨 丝 灯 。 在 荧 光屏 上形 ２ ５ ±５ ） 成一 个 圆亮 斑 ， 圆斑 的直 径 为 输 入 光 斑 直径 与 像 该 增 强器 放 大率 的乘积 。 用低 暗 电流 的光 电倍增 管 探 测 该 圆斑 的亮 度 。光 电倍增 管 的输 出信号 通 过一 个
关键 词
微 光像 增 强器
信噪比
噪声
数 字 滤波 器
测 试
中图分 类号 ：Ｎ ２３ Ｔ ２
文献标识 码 ： Ａ
文章编号 ：２３９４ （０２ ｏ．３９ｏ ０５．ｒ ８２ ｏ ）５ｏ ８．３ ７
微 光像 增 强器 是 微 光 夜 视 技 术 的核 心 器 件 ， 它
１ 像 增强器信 噪 比测试 原理与 实现
测 试技 术 的研 究 具 有重 要 意义 。
像增 强 器 信噪 比的测 试 步 骤 如 下 ： 像 增 强器 加 以 给
正 常工 作 电 压 ， 光 电 阴 极 中 心 区 的 一 个 直 径 为 在 ０ ２／ｎ的 圆 面 内 ， 入 照 度 为 １２ ０ ｌ ． ／ ｌ ／ 输 ．９ｘ １ ｘ的光 ，
维普资讯
第２ ２卷
第 ５ 期
２０ ０ ２年 ９月
真 空 科 学 与 技 术 Ｖ Ｃ Ｕ ＣＥ Ｃ Ｎ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ（ ＨＮ ） Ａ Ｕ Ｍ Ｓ ＩＮ Ｅ Ａ ＤＴ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｃ ＩＡ
３９ ８
微 光 像 增 强 器 信 噪 比测 试 技 术 研 究
微光像增强器几个常见问题的研究与讨论
８ ４ ４ ６ ７ ５ １ ６
８ ９ ６． ０％ ９１ ３ ． ０％ ９ ６ ４． ７％ １ ００％
３—
７ １ １ ２
ｌ ３ １
Ｇ ９— ０ Ｗ８ ２ ０型 头盔观 察镜 （ 号 ＷＧ ５ ） 代 ５ ３
数 量 合格 率 管 子增 管子 管 子 管子
５
２
２ ０具 已修好 已修 好 ２节
４
不 难 发 现 ，存 在 的 主 要 问 题 为 ：１ 、 管子 增 益 降 ；２ 、管 子 放 电 ；３ 、管 子 进 气 ；４ 、管 子不 工 作 。因 此 ，为 了 提 高 产 品性 能 ，降低 产 品不 良率 ，故对存 在 的 四 个 问题做 一研 究 与探讨 。
一
装 备仓库 内 ９ ９ ３～ ８年入 库的两 种微光 产
产 品 。而完 成光 电转 变 的就 是微 光像 增 强 器。例如在 晚 上或 者较 黑 暗 的环 境下 ，他
品进 行复查 ，复查 情 况列 于下 面 ２个 表 格 内。微 光像增 强器习惯称为 管子或像管 。
Ｚ Ｄ一 ０ Ｙ ２ ０型炮 长微 光指挥 镜 （ 号 ＷＧ１７ 代 ２）
数 量 合格 率 管子 增 管 子
管 子
１ ２
管子 物镜 护 电池
年度 ＼
１９ ９３ １９ ９４
９ ６ ． ０％ ６７ １ ． ７ ｏ０ ０ ０． ％
益下降 放电
１ １ １
进气 不工作 照喷霜 糜烂
－
１９ ９５ １９ ９６ １９ ９７ １ ９８ ９
１ 、产 生 的原 因
（ ）管 子 内 部 电极 接 触 不 良。 管 子 １ 电极之 间 的导通 一般 是靠 弹性 元件 接 触连
微光像增强器自动门控电源技术研究
关键词：微光管； 自动门控技术；电源；脉冲；自动亮度控制
中图分类 号 ：Ｔ ２ ３ Ｎ ２
Ｓ ｕ ｙｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙｏ ｔ － ａｉ ｇＰ ｗｅ ｏ ｒ ｅｉ ｍａ ｅ ｎ ｅ ｓ ｅ ｔ ｄ ｎＴ ｃ ｎ ｌｇ ｆ Ａｕ ｏ ｇ ｔ ｏ ｒＳ ｕ ｃ Ｉ ｇ ｔｎ ｉ ｒ ｎ ｎ Ｉ ｉ ｆ
０ 引言
微 光 像 增 强 器 是 外光 电效 应 真 空 光 电子 成 像 器 件 ， 由真空微 光 管和 适配 的专 用 电源组 成 。它 能将 ］ 微 弱 的可见光 图像 增强 为人 眼可 见 的亮 度 图像 。与微 光 管 适 配 的 电源 除 了提 供 微 光 管各 电极 所 需 的稳 定 的电压外 ，还必 须具 有 自动 亮度 控制 （ Ｃ）功 能和 ＡＢ 强光 保 护 （ Ｐ ＢＳ ）功 能 ，以确保 荧光 屏亮 度保 持稳 定 并 适 合 人 眼观 察 和 保 护 光 电阴 极在 高照 度 下 免 受 损
Ｄ ＮＧＧｕ ｎ —Ｕ Ａ Ｂ ，Ｚ Ｑ ａ ｇ Ａ Ｅ ａ ｇＸ ，Ｙ Ｎ ｏ ＨＩ ｉｎ ，Ｙ ＮＧＹ ， ｅ
ＬＩＪ ｎ— ｕ ｕ ｇ ｏ， Ｗ ＡＮＧ Ｙｕ， ＤＵ ｕ ｌ Ｍ ＇ｉ ＬＩ Ｓ ｕ—ｉ ｎ， Ｕ ｈ ｌｎ
（ ｅ ｔ ｌｗ ｌ ｈ— ｖｌ ｅｉｅＮ ｒ ｉｈ ｉｏ ｃｅｃ Ｃ ｎｅ ｏ ｏ —ｇ ｔｅｅ ｖｃ， ｏｔ Ｎｇ ｔ ｓ ｎＳｉｎｅ＆Ｔｃｎ ｌｇ ｒｕ ｏｐ ｒｔ ｎ ｒｆ ｉ ｌ ｄ ｈ Ｖｉ ｅｈ ｏｏｙＧ ｏｐ Ｃ ｒｏａｉ ． ｏ Ｎ ｔ ｎ ｌ ｅ ｂ ｒｔｒ ｃｅｃ ｎ ｃｎ ｌｇ ｎｌｗｌ ｈ ｖｌ ｉｈ ｖ ｉｎＸ ’ｎ７ ６ ， ｈｎ ） ａｉ ａ ｙｌ ｏａｏｙｏ ｉｎｅａｄｔ ｈ ｏｏ ｏ ｇ ｔｅｅ ｇ ｔ ｉｏ ， ｉａ ０ ５ Ｃ ｉａ ｏ ｋ ａ ｆｓ ｅ ｙ ｏ ｉ ｌ ｎ ｓ １ ０
进口微光像增强器原理
进口微光像增强器原理
微光像增强器的工作原理
微光像增强器是一种能够把微弱光图像增强的光电真空成像器件，是各类先进微光夜视设备的核心器件，通常采用如下图所示的结构，主要由光电阴极、电子光学系统和荧光屏组成。
微光像增强器的工作原理：在微弱光照射下，通过光电阴极的光子-电子转换、电子光学系统的加速和聚集以及荧光屏的电子-光子转换，Z终使原本微弱的或不可见的光信号变为较强的可见光信号。
1、光子-电子转换
微光像增强器利用光电阴极的外光电效应将输入微弱光信号转换成电子信号。
光电阴极是采用光敏材料制成，在微弱光照射下，由光学系统将微弱的或不可见的光聚集到光敏面上，发生光电效应并产生光电子，从而将输入到它上面的低能辐射图像转变为电子图像。
由此实现将辐射图像转换为光电子图像的过程(即光子-电子转换)。
2、电子加速和聚焦
电子光学系统的主要作用是加速光电子并使其聚集在像面上。
主要的电子光学系统有：静电系统和电磁复合系统。
前者靠静电场的加速和聚焦作用;后者靠电场的加速和磁场的聚焦作用。
因为复合系统结构复杂，所以多采用静电系统。
从光电阴极发出的光电子通过特定的静电场获得能量并被加速聚焦到荧光屏上。
3、电子-光子转换
利用荧光屏将光电子图像转换成可见的光学图像。
通过荧光屏上的发光材料，将光电了的动能转换成光能。
高速电子轰击荧光屏表面后，发出与入射微弱光图像相对应的增强的目标可见图像，实现电子-光子的转换。
Z终，使原本微弱的或不可见的光信号变为较强的可见光信号。
微光像增强器市场分析报告
微光像增强器市场分析报告1.引言1.1 概述微光像增强器是一种用于改善夜间视觉能力的设备，通过将微弱光线转换成可见光，提高了夜间观察和监视的效果。
随着安全需求和军事技术的发展，微光像增强器市场逐渐受到关注。
本报告旨在对微光像增强器市场进行深入分析，以便更好地了解该市场的发展趋势和前景展望。
通过对市场概况、市场需求分析和市场竞争格局的调查研究，我们希望能够为相关投资和决策提供有力的参考和建议。
文章结构部分内容如下：1.2 文章结构本报告将分为引言、正文和结论三个部分进行阐述微光像增强器市场的分析情况。
引言部分将介绍本报告的概述、结构和目的，为读者提供全面的了解。
正文部分将详细分析微光像增强器市场的概况、需求分析以及竞争格局，为读者呈现全面的市场分析。
结论部分将总结市场发展趋势、前景展望，为读者提供对微光像增强器市场未来发展的展望。
通过以上三个部分的分析，本报告将全面展现微光像增强器市场的市场情况及发展前景。
文章1.3 目的:本报告的目的是对微光像增强器市场进行深入分析，以了解市场的概况和需求情况，探讨市场竞争格局并预测未来的发展趋势和前景展望。
通过本报告的研究，我们旨在为相关行业提供可靠的市场信息和数据支持，帮助企业制定有效的市场策略和决策，促进微光像增强器市场的健康和可持续发展。
1.4 总结综上所述，本报告对微光像增强器市场进行了深入分析和研究。
通过对市场概况、市场需求分析以及市场竞争格局的综合分析，我们可以得出如下结论：首先，微光像增强器市场在近年来发展迅猛，得到了广泛的应用和认可。
市场规模不断扩大，市场需求持续增长，为行业发展提供了良好的机遇。
其次，市场竞争格局逐渐趋于激烈，各品牌厂商在市场推广、产品技术和价格竞争等方面都在积极争夺市场份额。
市场竞争的加剧将促使行业持续创新，提高产品品质和服务水平。
最后，根据当前市场情况和未来发展趋势的预测，我们相信微光像增强器市场将进一步扩大，行业前景广阔。
微光像增强器原理
微光像增强器原理
微光像增强器原理
微光像增强器可以把微弱的光信号增强，是一种用于照明的设备。
它的工作原理主要基于光学技术，其基本运作原理如下。
首先，微光像增强器中使用的反射镜来对微弱的光信号进行反射，把它们集中到一起，从而使微弱的光信号变得更强。
这样就可以产生足够的光来照亮环境中的任何物体。
其次，微光像增强器中使用了光学滤波器，它可以帮助减少进入设备中的噪声信号，从而让照明效果更加完美。
此外，微光像增强器还搭载了LED照明装置。
这使得它可以把精密的微弱的光信号增强，从而使图像或照片拥有更好的视觉效果。
最后，微光像增强器还具有自动稳定技术，这使它能够适应不同光环境，并调节照明参数，从而提供更高品质的图像。
总之，微光像增强器是一种利用光学原理，能够对微弱的光信号进行增强和减少噪声信号，从而产生更强的光照明效果、拥有更迷人的视觉效果的设备。
它是照明技术领域中非常先进、高效的方案。
实验二：微光象增强器_新
目录第一章微光象增强器说明...........................................................................................- 2 -一、产品介绍： (2)二、实验仪说明 (3)第二章实验指南.........................................................................................................- 4 -一、实验目的 (4)二、实验内容 (4)三、实验仪器 (4)四、实验原理 (4)五、注意事项 (6)六、实验操作 (6)第一章微光象增强器说明一、产品介绍：实现夜间视物的关键措施是使夜天徽光图像的亮度增强到肉眼可感知的程度。
当代的微光放大“能手”，是从电子技术舞台上的“陨星”——真空电子管发展起来的，正电子放大技术中，电子管的应用范围越来越窄。
然而，彼消此涨，电子管改头换面成为微光像增强器，在夜视领域再显明星风采。
微光像增强管实质上是带光阴极的、具有电子放大和显像功能的电子管，由于具有增强图像亮度的功能，又名“微光像增强器”。
微光像增强器是直视型微光夜视系统的核心，其作用是把微弱光图像增强到足够的亮度，以便人们用肉眼进行观察。
微光像增强器是一种真空成像器件，主要由光阴极、电子光学系统和荧光屏组成。
其图像增强作用主要由三个环节完成。
即外光电效应的光阴极把输入到它上面的低能辐射图像转变为电子图像；电子图像通过特定的静电场或电磁复合场而获得能量井被加速聚焦到该电子光学系统的像面上，位于电子光学系统像面的荧光屏被高速电子轰击而发出和入射图像强弱相应的被增强了的目标可见图像。
亮度增益盒等效背景照度是衡量像增强器性能的两个重要参数,它直接影响了微光也是系统整机的性能。
因此,对像增强器的亮度增益和等效背景照度测试技术的研究具有重要意义。
影像增强器的结构及原理精选课件
2、 亮度增益：影像增强管的主要用 途是提高影像亮度，便于摄像机摄像。输 出屏影像亮度与输入屏影像亮度之比定义 为影像增强管的亮度增益。亮度增益与以 下两个因素有关：
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(1)缩小增益：增强管的输入屏面 积大，输出屏面积小，输入屏上光电阴 极发出的电子经电子透镜后集中投射到 面积较小的输出屏上，使输出屏单位面 积接受的电子数量增加很多，导致输出 屏亮度提高，称为缩小增益。其关系是：
8
图 8 - 4 电子通过 电场界面时 发生折射
sin²a₁/sin²a₂=E2/E1 这一公式与光学的折射公式十分相 似，所以把聚焦电场称为电子透镜。
10
3、 输出屏：用于把增强的电子影 像转换成可见光影像。其主要结构是输 出光电层和玻璃层。玻璃层是增强管外 壳的一部分，是输出屏的支持体。荧光 层内面敷有一层铝箔构成输出光电面。
因套管前端没有屏蔽材料，外界磁 场对增强管会有影响，常见的是地磁对 增强管的影响，尤以南北方向安置时为 更甚。
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三、 电源
增强管工作时必须给各极提供适当 电位。这些电极的电位均由电源部分提供。
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36
J
二、 套管
为保证增强管的安全和正常使用，增 强管要由管套封装并夹持固定在合理位 置。管套分筒部、后端和前端三部分， 其构成和功能如下：
38
1、 筒部：筒部由支持重量和定位的 主结构层(金属外壳)、0.8~1.0mm 的铍 膜合金属和1~2mm 的铅板层三层组成。
39
铍膜合金具有较高的导磁率，对增 强管起屏蔽作用，防止外磁场对增强管 内电场的影响。
(2)流量增益：是指在增强管内， 由于阳极电位的加速作用，光电子获得 较高能量，撞击到输出屏荧光层时，能 激发多个光子，光电子能量越大，激发 出的光子越多，荧光亮度越强。这种增 益称为流量增益(又称能量增益)。增 强管的流量增益一般在50~100倍左右。
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4.1.1 光电阴极
光电阴极光谱响应曲线
4.1.2 电子光学系统
像管中电子光学系统的任务有两个：加速光电子；使 光电子成像在像面上。 它具有与光学透镜相似的性质，能运用几何光学中类 似的方法进行物象处理。因此把能使电子流聚焦成像 的电子光学系统称为电子透镜。 电子透镜分为静电透镜和磁透镜两类。 静电透镜按是否聚焦可分为:聚焦型和非聚焦型。静 电电子光学系统，靠静电场来使光电子加速，聚焦成 像。 磁透镜即电磁复合系统，靠静电场的加速和磁场来完 成聚焦成像。
1．非聚焦型电子光学系统
C A
即近贴型
α
0
E
z
l
C—阴极 ,A—阳极；
C
A
电子落点高度的计算
α
俄罗斯
俄罗斯科工委 电子局 俄罗斯微光 产研联合体
俄科学院新西北利亚半导 体物理研究所（超三代、 四代基础研究 莫斯科电子器件研究所（ 超二代、三代微光器件工 程化研究）
新西北利亚艾 克兰公司一代 、二代生产
新西北利亚凯 道特公司 超二 代、三代生产
地球物理公司 三代微光器件 整机生产
彼得堡电子器 件公司倍增管 、微光管生产
（m)n
倍增次数 二次电子 倍增系数
工作时加三个电压，光电阴极~通道板输入端 通道板两端，通道板输出端~荧光屏
c. 第三代微光夜视 1979年美国ITT公司研制出第三代微光夜 视仪，是在二代薄片管的基础上，将多碱光 电阴极置换为GaAs负电子亲和势光电阴极。
微光像增强器系列
d. 超二代微光夜视 1989年，Jacques Dupuy等人研制成了超二 代像增强器]。超二代管是在二代管的基础上， 通过提高光阴极的灵敏度（灵敏度由300400μA/lm提高到600μA/lm以上），减小微通 道板噪声因数，提高输出信噪比（改进微通 道板的性能）和改善整管的MTF，使鉴别率 和输出信噪比提高到接近三代管的水平。
一代像增强器
结构示意图
b. 第二代微光夜视 1970年研制成第二代微光夜视仪，以利用 微通道板的像增强器为核心器件
二代、超二代和三代像增强器 结构示意图
微光夜视技术特点和作用
-- 微光核心器件工作原理
光阴极 光电转换
微道板 电子倍增
荧光屏 电光转换
微光夜视技术特点和作用
微光核心器件工作原理
典型应用系统结构
世界各国的发展概况
美国国防部 需求牵引，微光夜视发展规划、计划 （例Omnibus三代微光计划）
美陆军实验室
斯坦福、亚里桑拉、佛吉尼亚等大学
国家级实验室：微光新原理、新技术前瞻性、基础性和演示验证
ITT公司/EO
Litton 公司EO
Intervac 公司
微光器件和整机承包商，通过投标竞标承揽合同，提供装备
第四章 微光像增强器
微光像增强器应用举例
1
2
3
4 5 6
微光夜视技术和像增强器的发展 多碱阴极和GaAs光电阴极的制备 微通道板与离子阻挡膜 荧光屏 像增强器的性能参数及测试原理 目前研究的内容
1 微光夜视技术和像增强器的发展
夜视技术是研究在夜间低照度条件下，用 开拓观察者视力的方法以实现夜间隐蔽观 察的一种技术。它采用光电子成像的方法 来缓和或克服人眼在低照度下以及有限光 谱响应下的限制，以开拓人眼的视觉。 夜视技术始于二十世纪三十年代。1934年 第一个红外变像管在德国问世，开创了夜 视技术的新纪元 。 微光像增强器是一种光电器件，是微光夜 视技术的核心器件，它是微光夜视器材的 性能和价格的决定性因素。
自然 景物
微弱的 光学图像
微弱的 电子图像
增强的 电子图像
增强的 光学图像
物镜
光阴极
微通道板
荧光屏
目镜
像增强器
像增强器和夜视系统的结构和工作原理
2 微光夜视技术和像增强器的发展
微光夜视的发展始于1936年，它是 研究微弱图像信号的增强、转换、传输、 存储、处理的一项专门技术。它分为直视 系统和间视系统两种，直视系统称为微光 夜视仪，它是利用目标反射的星光、月光 和大气辉光通过像增强器增强达到人眼能 进行观察的一种夜视仪器。 a 第一代微光夜视 1962年美国制成第一代微光夜视仪， 以纤维光学面板作为输入、输出窗三级级 联耦合的像增强器为核心器件。
欧洲
法国：PHOTONICS(超二代）
荷兰：DELFT 以色列
中国
军事需求
兵器 205所
微光夜视重点实验室
北方 夜视公司
南京 理工大
北京 理工大
长春 理工大
其他 单位
如: 像管能在暗环境中，把人眼不能观察到的物体 转换成可见光图像， 如: 摄像管能把各种图像信号转化成电信号，记录 、贮存传输给很远的距离观察，能随时供人们观赏 。 光电成像器件极大地扩大了人的视野，扩展了人眼 的视力范围，丰富了人们的生活。光电成像器件在 光电技术中占有非常重要的地位。
4.1 像管的基本原理和结构
像管结构示意图
1—物镜；2—光电阴极；3—电子透镜；4—荧光屏；5—目镜
物镜；2—光电阴 极；3—电子透镜； 4—荧光屏；5—目镜
像管本身应能起到光谱变换、增强亮度和成像作用。 1. 光谱变换之一: 光电阴极完成 光------电子图象; 2. 电子成像:电子光学系统类似于光学透镜，能使电子成像 ，将光电阴极发出的电子图像呈现在荧光屏上; 3. 增强亮度: 由于电子光学系统上加有高电压，能使电子加 速，电子能获得能量，以高速轰击荧光屏，使之发射出比入 射光强得多的光能量。 光谱变换之二:荧光屏 完成 电子----光. 这样像管就完成了光谱变换、成像和增强亮度的功能。
微光像增强器系列
E 第四代微光夜视 1998年美国Litton公司和ITT公司研制出无 离子阻挡膜或薄离子阻挡膜微通道板，具有 自动门控电源的新一代像增强器，以它为核 心部件的夜间观瞄器材称为第四代微光夜视 仪。
微光夜视技术特点及作用
微光夜视技术核心器件
1 Thin ion-barrier film/高性能，薄的离子阻挡膜 2 Low noise figure MCP/低噪声因子微通道板 3 Gated power supply /门控电源