微光像增强器原理
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
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。
红外成像与微光成像的区别
红外成像与微光成像的区别微光成像技术微光夜视技术又称像增强技术，是通过带像增强管的夜视镜，对夜天光照亮的微弱目标像进行增强，以供观察的光电成像技术。
微光技术是光电高新技术中的重要组成部分。
在微光夜视产品中，图像增强器是核心器件，利用图像增强器将夜空中微弱的自然光，如月光、星光、大气灰光增强几百倍、几万倍达到使人眼能够进行远距离观察的程度。
黄绿光是人眼最敏感的波长，因此，这种颜色的荧光屏常常被应用到增像器上。
我们在电影电视里看特种部队进行夜视成像时，夜视镜头里的图景呈现黄绿色就是因为这个原因。
红外成像技术红外夜视技术分为主动红外夜视技术和被动红外夜视技术。
主动红外夜视技术是通过主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施观察的夜视技术，对应装备为主动红外夜视仪。
被动红外夜视技术是借助于目标自身发射的红外辐射来实现观察的红外技术，它根据目标与背景或目标各部分之间的温差或热辐射差来发现目标。
其装备为热成像仪。
现阶段监控摄像机装备的都是主动红外系统，对被动红外系统的应用还较少。
微光成像技术优点微光成像技术之所以被各国军队大量应用在夜视上，是因为它的全面性。
该技术相比红外技术，不需要红外灯发射红外线、不需要被观测物体必须有热量。
从而很好的适应军队在不同环境下作战。
选择红外成像技术，第一得考虑红外灯的损耗和维护，第二要考虑被观测物体是否自身含有热量。
而微光成像技术不需要考虑这么多，只需借助自然光即可达成夜视效果。
同时，微光夜视仪图像清晰、体积小、重量轻、价格低、使用和维修方便、不易被电子侦察和干扰，应用范围广，这些也是红外夜视成像不可比拟的。
微光成像技术的缺点微光成像技术的缺点在于易受周边环境影响。
如怕强光，具有晕光现象。
在遇到强光的时候夜视仪无法进行观测，观测者会感到眩晕。
微光图像的对比度差、灰度级有限、瞬间动态范围差、高增益时有闪烁、只敏感于目标场景的反射，与目标场景的热对比无关。
红外成像技术的优点红外成像技术的优点在于其无需借助外部环境光，自身发射红外线光进行夜视成像。
四讲_微光像增强器
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。
三代微光像增强器亮度增益测量装置
三 代 微 光像 增 强 器 亮 度增 益 测 量 装 置
史继 芳 ， 生 云 ， 宇楠 ， 王 孙 解 琪
（ 西安 应 用 光 学 研 究所 ， 西 西 安 ７ ０ ６ ） 陕 １ ０ ５
摘 要 ： 光 像 增 强 器是 微 光 夜 视 仪 的 核 心 器 件 ， 是 微 光 夜 视 整 机 性 能 和 价 格 的 决 定 因 素 。 微 它 微 光 像 增 强 器 是 在 微 弱 的 光 线 下 工作 的 ， 此 必 然是 光 能 放 大 器 。 亮 度 增 益 是 评 价 微 光 像 增 强 因
器光 电性 能 的一 个重要 参数 ， 它直接 影 响 了微 光整 机 的性 能 ， 因此 ， 像增 强 器 的 亮度增 益 测 试 对 技 术 的研 究具有 重要 意义 。文 中介 绍 了三代微 光像 增 强 器 的亮度 增 益 测量 原理 和 装 置 ， 并对 测
量 结 果 进 行 了不 确 定 度 评 定 。
Ｓ Ｉｊ—ａ ｇ Ｗ ＡＮＧ ｈ ｎ — ｕ Ｈ ｉ ｎ ， ｆ Ｓ ｅ ｇ ｙ ｎ，Ｓ ＵＮ — ａ ＸＩ Ｙｕ ｎ ｎ， Ｅ Ｑｉ
（ ’ｎ Ｉ ｓ ｉｕ ｅ ｏ ｐ ｉ ｄ ０ｐ ｉ ｓ Ｘｉ ｎ ｔｔ ｔ ｆＡｐ ｌ ｔ ，Ｘｉ ｎ ７ ０ ６ ， ｉ ａ ａ ｅ ｃ ’ １ ０ ５ Ｃｈ ｎ ） ａ
第 ３ 卷 第 ２期 ２
２１ ０ １年 ３月
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用
光
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Ｖ ｏ ． ２ ＮＯ． １３ ２
Ｍ ａ ．２ １ ｒ Ｏ１
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｐ ｉｄ Ｏｐ ｉｓ ｏ ｒ ａ ｆＡｐ ｌ ｔｃ ｅ
文 章 编 号 ：０ ２ ２ ８ （ ０ １ ０ —３ ０ ０ １ ０—０ ２ ２ １ ）２０ ０—３
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。
图像增强器讲解
像式像增强器，它与单级像管结构十分相似，只是在电子 光学系统与荧光屏之间插入微通道板，像增强器的输入端、 输出端均采用光纤面板。其原理是：输入光纤面板上的光 电阴极发射的电子图像，经电子光学系统聚焦、加速并经 微通道板倍增后，在荧光屏上成一倒立实像，故也称为倒 像管。它具有较高的像质和分辨率。改变微通道板两端电 压即可改变其增益，此种管子还具有自动防强光的优点。
光电阴极
光电阴极使不可见的亮度很低的辐射图像转换成电子图像。 像管中常用的光电阴极有4种：银氧铯光电阴极、单碱和多 碱光电阴极、各种紫外光电阴极，以及灵敏度高、响应波长 范 围电宽子光的学负系电统子亲合势(NEA)光电阴极。
电子光学系统对电子施加很强的电场，使电子获得能量，因而能将 光电阴极发出的电子束加速并聚焦成像在荧光屏上，从而实现图像 亮度的增强，使荧光屏发射出强得多的光能。电子光学系统有两种 形式，即静电系统和电磁复合系统。前者靠静电场的加速和聚焦作 用来完成，后者靠静电场的加速和磁场的聚焦作用来共同完成。
像管
像管由3个基本部分组成。
一是光电变换部分，即光电阴极，它可以使不可见光图 像或亮度很低的光学图像，变成光电子发射图像；
二是电子光学部分，即电子透镜，有电聚焦和磁聚焦两 种形式，它可以使光电阴极发射出来的光电子图像，在 保持相对分布不变的情况下进行加速；
三是电光变换部分，即荧光屏，它可以使打到它上面的 电子图像变成可见光图像。
图像增强器与摄像器件耦合得到微光摄影机 微光摄影机所用的图像增强管可以是级联管、倒像式管或近 贴式微通道板管。图像增强器的增益可达10^4-10^5倍，因此， 与之耦合的摄像器件都可以在微光下工作，但会使输出信噪 比劣化与清晰度下降。
医用X光透视成像系统
X射线像增强器实质是一种变像管，它的作用是将不可见的 X射线图像转换成可见光图像，并使图像亮度增强。如图 6−13所示，一般的X射线像增强器是由输入转换屏、光电 阴极、电子光学系统和输出荧光屏几部分组成的。工作过 程如下：X射线通过被检体后，在输入转换屏前形成被检体 的X射线图像，此图像轰击转换屏后转换成微弱的可见光图 像；微弱的可见光图像激发相邻的光电阴极发射相应的电 子图像；光电子流被电子光学系统聚焦和加速；高能电子 激发输出荧光屏，将电子图像转换成尺寸缩小而亮度增强 的可见光图像。
四讲-微光像增强器
在材料表面蒸镀增透膜，提高光的透过率。
清洗
将材料表面清洗干净，去除尘埃和杂质。
抛光
通过抛光技术使材料表面光滑，减少光的散射损失。
制造流程
保护
固定
连接
标识
封装工艺
01
02
03
04
通过封装工艺保护微光像增强器免受外界环境的影响，如尘埃、湿度等。
将微光像增强器固定在适当的位置，以便于安装和使用。
实现微光像增强器与其他光学元件或电路板的连接，确保信号传输的稳定性和可靠性。
定义与特点
在MCP中，电子与通道壁发生多次碰撞，产生级联效应，使得电子数量显著增加。
经过MCP后，电子被聚焦到荧光屏上，激发出可见光，形成图像。
微光像增强器通过光电阴极将入射的光子转换为电子，这些电子在电场的作用下被加速并注入到MCP中。
工作原理
微光像增强器能够显著提高夜视设备的性能，在夜间或低光照条件下获取清晰的图像。
在封装上标明微光像增强器的型号、规格等信息，方便识别和使用。
04
微光像增强器的应用案例
军事领域应用
夜间侦查
微光像增强器在军事领域中广泛应用于夜间侦查，提高夜间观察和识别能力，为军事行动提供重要支持。
狙击瞄准
狙击手使用微光像增强器可以提高瞄准精度，在低光照条件下准确锁定目标。
潜艇导航
潜艇在水下使用微光像增强器可以辅助导航，提高水下视觉感知能力。
微光像增强器的发展趋势与挑战
微光像增强器的发展趋势与挑战
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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。