CN102052905B - 宽光谱微光器件阴极有效直径测试装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宽光谱微光器件阴极有效直径测试装置及方法，包括像增强器、宽光谱LED阵列、毛玻璃、显微镜、多维调节台和底座，毛玻璃位于像增强器和宽光谱LED阵列之间，第一X方向调节台位于第一Y方向调节台之上，第二X方向调节台位于第二Y方向调节台之上，构成多维调节台；显微镜位于多维调节台之上，像增强器夹持在夹具上，显微镜正对像增强器的荧光屏，位于另一个多维调节台之上；利用显微镜对光电阴极点亮区域进行二维扫描，通过多维调节台的螺旋测微器刻度结构实现阴极有效直径的测试。本发明主要应用于紫外、红外和可见光像增强器的阴极有效直径测试，结构简约，功能实用，便于操作，测试速度较快，效果良好。

Description

宽光谱微光器件阴极有效直径测试装置及方法
技术领域
本发明属于紫外、红外和可见光像增强器的阴极有效直径测试领域，特别是宽光谱微光器件阴极有效直径测试的装置及方法。
背景技术
像增强器(也称像管、微光管)是一种重要的微光成像器件，它的主要作用是将夜天光照明下的微弱目标图像进行增强，从而达到夜间观察的目的。像增强器通常由光电阴极、电子倍增器、荧光屏、高压电源模块等功能部件组成。
像增强器发展至今，经历了一代、二代、三代几个阶段，目前西方国家正在着手四代像增强器的研制，但技术尚未成熟。伴随着NEA光电阴极的发展，三代像增强器成为世界上众多国家的研究重点。与第二代像增强器相比，以GaAs光电阴极为核心的三代像增强器由于阴极灵敏度高，大大扩展了夜视仪器的长波阈，将仪器的视距提高了2～3倍，改善了观察效果，开拓了微光夜视仪在远距离侦查、夜航和卫星定位等方面的应用。三代微光器件广泛应用于车载、机载和单兵的微光夜视镜中，在现代战争，特别是夜战中发挥重要作用。1982年的马岛战争，1990年的海湾战争，1999的科索沃战争和2003年的第二次海湾战争，都是典型的战例。
像增强器阴极有效直径是像增强器性能的重要表征，通过像增强器阴极有效直径可以得到很多关于光电阴极的有用信息，从而为改进像增强器的光电阴极制备工艺提供了依据。
目前对阴极有效直径测试方法是：辐射照在阴极面上后凭人眼判断有效区域的边界，使用千分尺直接进行测量。此方法的缺点是：测量者的主观因素影响较大，如视力、经验、心理等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简便快捷的像增强器阴极有效直径测试装置及方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：本发明宽光谱微光器件阴极有效直径测试装置，包括像增强器、宽光谱LED阵列、毛玻璃、显微镜、多维调节台和底座；毛玻璃位于像增强器和宽光谱LED阵列之间，以使宽光谱LED阵列发出的光辐射经过毛玻璃后，均匀地照射在像增强器上，物镜和目镜直接通过镜筒相连构成显微镜，物镜、目镜均有十字分划线结构；第一X方向调节台位于第一Y方向调节台之上，第二X方向调节台位于第二Y方向调节台之上，构成多维调节台；显微镜位于多维调节台之上，像增强器夹持在夹具上，显微镜正对像增强器的荧光屏，像增强器夹具、宽光谱LED阵列、毛玻璃位于另一个多维调节台之上；多维调节台、显微镜、像增强器、毛玻璃、宽光谱LED阵列均固定在底座上封装成一个整体；利用显微镜对光电阴极点亮区域进行二维扫描，通过多维调节台的螺旋测微器刻度结构实现阴极有效直径的测试。
本发明宽光谱微光器件阴极有效直径测试方法，利用显微镜对光电阴极点亮区域进行二维扫描，通过多维调节台的螺旋测微器刻度结构实现阴极有效直径的测试；
水平方向有效直径的测量：接通宽光谱LED阵列，使辐射照在阴极面上，首先使像增强器和显微镜物镜空间上对准，然后调节多维调节台，使显微镜的十字分划线交点对准视场的一侧，沿着水平方向X方向移动像增强器，直至十字分划线交点对准视场的另一侧，此时像增强器的移动距离就代表其水平方向的有效直径；
垂直方向有效直径的测量：首先使像增强器和显微镜物镜空间上对准，然后调节多维调节台，使显微镜的十字分划线交点对准视场的最下侧，沿着水平方向Y方向移动像增强器，直至十字分划线交点对准视场的最上侧，此时像增强器的移动距离就代表其垂直方向的有效直径。
本发明与现有技术相比，其显著优点：本发明结构简约，功能实用，便于操作，测试速度较快，效果良好。
附图说明
图1是本发明宽光谱像增强器阴极有效直径测试装置及方法的结构示意图。
图2是本发明宽光谱像增强器阴极有效直径测试装置及方法的宽光谱LED阵列布局示意图。
图3是本发明宽光谱像增强器阴极有效直径测试装置及方法的宽光谱LED阵列电路板实物图，其中图(a)是LED阵列电路板正面，图(b)是LED阵列电路板反面。
图4是本发明宽光谱像增强器阴极有效直径测试装置及方法的像增强器引脚实物图。
图5是本发明宽光谱像增强器阴极有效直径测试装置及方法的像增强器接线实物图。
图6是本发明宽光谱像增强器阴极有效直径测试装置及方法的像增强器用高压电源示意图。其中，12为总电源，13为-3000V电源输出开关，14为-3000V电源调节旋钮，15为-3000V电压数显表，16为-2000V电源输出开关，17为-2000V电源调节旋钮，18为-2000V电压数显表，19为7000V电源输出开关，20为7000V电源调节旋钮，21为7000V电压数显表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1，本发明是本发明宽光谱像增强器阴极有效直径测试装置，包括像增强器7、宽光谱LED阵列9、毛玻璃8、显微镜5、多维调节台和底座1；毛玻璃8位于像增强器7和宽光谱LED阵列9之间，以使宽光谱LED阵列9发出的光辐射经过毛玻璃8后，均匀地照射在像增强器7上，物镜6和目镜3直接通过镜筒相连构成显微镜5，物镜6、目镜3均有十字分划线结构；第一X方向调节台4位于第一Y方向调节台2之上，第二X方向调节台11位于第二Y方向调节台10之上，构成多维调节台；多维调节台具有螺旋测微器的刻度结构，实现三维位移调节，多维调节台具有千分尺刻度，多维调节台旋钮每旋转100格，位移改变1mm，精度为0.01mm，像增强器7的位移量可通过多维调节台的读数得出，显微镜5位于多维调节台之上，像增强器7夹持在夹具上，显微镜5正对像增强器7的荧光屏，像增强器7夹具、宽光谱LED阵列9、毛玻璃8位于另一个多维调节台之上；多维调节台、显微镜5、像增强器7、毛玻璃8、宽光谱LED阵列9均固定在底座1上封装成一个整体；利用显微镜5对光电阴极点亮区域进行二维扫描，通过多维调节台的螺旋测微器刻度结构实现阴极有效直径的测试。
本发明宽光谱微光器件阴极有效直径测试装置，像增强器7的电源由裸管专用高压电源提供，像增强器用高压电源示意图如图6，从左到右的三个旋钮都是输出电压调节，对应的量程分别是0～-3000V，0～-2000V，0～7000V，最左边的黑色按钮是电源开关，右面三个绿色按钮是分电压开启按钮；像增强器7的阴极与处理器MCP的前端、MCP的前端与MCP的后端、MCP的后端与荧光屏之间的电压分别为1000V、2000V、7000V，且阴极、MCP的前端、MCP的后端、荧光屏电位逐次升高，如图4所示。
本发明宽光谱微光器件阴极有效直径测试装置，宽光谱LED阵列9提供测试所需的紫外到红外波段的均匀辐射，由稳压直流电源驱动，宽光谱LED阵列9由不同光谱的LED相间排列，LED光源采用4个白光LED和8个紫外LED排成阵列形式，其布局如附图2所示，目的是提供宽光谱的光源，宽光谱LED阵列9的面积大于阴极面的面积，宽光谱LED阵列9与毛玻璃8配合使光均匀化，白光LED与紫外LED分别进行控制，可独立工作，亦可组合工作，以实现宽光谱测量。自行设计的宽光谱LED阵列电路板实物图如附图3所示。
本发明宽光谱微光器件阴极有效直径测试方法，利用显微镜5对光电阴极点亮区域进行二维扫描，通过多维调节台的螺旋测微器刻度结构实现阴极有效直径的测试；
水平方向有效直径的测量：接通宽光谱LED阵列9，使辐射照在阴极面上，首先使像增强器7和显微镜5物镜空间上对准，然后调节多维调节台，使显微镜5的十字分划线交点对准视场的一侧，沿着水平方向X方向移动像增强器7，直至十字分划线交点对准视场的另一侧，此时像增强器7的移动距离就代表其水平方向的有效直径；
垂直方向有效直径的测量与水平方向有效直径的测量相似：首先使像增强器7和显微镜5物镜空间上对准，然后调节多维调节台，使显微镜5的十字分划线交点对准视场的最下侧，沿着水平方向Y方向移动像增强器7，直至十字分划线交点对准视场的最上侧，此时像增强器7的移动距离就代表其垂直方向的有效直径。
利用此装置对西安205所生产的微光像增强器阴极有效直径进行测量，测量结果是：横向直径17.82mm，纵向直径17.94mm，符合实际实验结果。

Claims (4)

1.一种宽光谱微光器件阴极有效直径测试装置，其特征在于：包括像增强器[7]、宽光谱LED阵列[9]、毛玻璃[8]、显微镜[5]、第一多维调节台、第二多维调节台和底座[1]；毛玻璃[8]位于像增强器[7]和宽光谱LED阵列[9]之间，以使宽光谱LED阵列[9]发出的光辐射经过毛玻璃[8]后，均匀地照射在像增强器[7]上，物镜[6]和目镜[3]直接通过镜筒相连构成显微镜[5]，物镜[6]、目镜[3]均有十字分划线结构；第一X方向调节台[4]位于第一Y方向调节台[2]之上，构成第一多维调节台，第二X方向调节台[11]位于第二Y方向调节台[10]之上，构成第二多维调节台；显微镜[5]位于第二多维调节台之上，像增强器[7]夹持在夹具上，显微镜[5]正对像增强器[7]的荧光屏，像增强器[7]夹具、宽光谱LED阵列[9]、毛玻璃[8]位于第一多维调节台之上；第一多维调节台、第二多维调节台、显微镜[5]、像增强器[7]、毛玻璃[8]、宽光谱LED阵列[9]均固定在底座[1]上封装成一个整体；利用显微镜[5]对光电阴极点亮区域进行二维扫描，通过第一多维调节台的螺旋测微器刻度结构和第二多维调节台的螺旋测微器刻度结构实现阴极有效直径的测试。
2.根据权利要求1所述的宽光谱微光器件阴极有效直径测试装置，其特征在于：所述第一多维调节台和第二多维调节台具有螺旋测微器的刻度结构，第一多维调节台和第二多维调节台旋钮每旋转100格，位移改变1mm，精度为0.01mm。
3.根据权利要求1所述的宽光谱微光器件阴极有效直径测试装置，其特征在于：像增强器[7]的电源由裸管专用高压电源提供。
4.根据权利要求1所述的宽光谱微光器件阴极有效直径测试装置，其特征在于：宽光谱LED阵列[9]提供测试所需的紫外到红外波段的均匀辐射，由稳压直流电源驱动，宽光谱LED阵列[9]由不同光谱的LED相间排列，宽光谱LED阵列[9]与毛玻璃[8]配合使光均匀化，不同光谱的LED分别进行控制，进行独立和组合工作以实现宽光谱测量。
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