CN104979147A - 一种紫红外变像管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫红外变像管，作为核心部件装配在夜视仪上，用于紫外红外观察、探测。主要技术方案是：紫红外变像管的阴极玻片为透紫红外阴极玻片，电子光学系统为整体式锥电极，阴极为二氧化硅银氧铯光电阴极。本发明通过试用证明：从根本上克服了原红外变像管功能单一的现象，达到将红外变像管、紫外变像管的功能合二为一，成为复合型变像管，所装配的夜视仪，在不同的环境条件下，都能满足使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电变像管，具体是一种集紫外红外为一体的紫红外变像管。作为核心部件装配在夜视仪、探测器、分辨仪上，用于紫外线探测、红外线探测、指纹鉴别、夜间观察、科研及刑事案件侦察等。
背景技术
现有的红外变像管（见图1）一般由阴极盘1、阴极玻片2、银氧铯（Ag-O
2
-Cs）光电阴极3、阴极外筒4、阴极内筒5、玻筒6、屏蔽筒7、电极帽8、锥电极9、阳极外筒10、阳极盘11、阳极玻片12、荧光屏13及排气支管A等组成。其工作原理：当红外(波长760～1200nm)图像入射到银氧铯光电阴极面3时，光电阴极将红外图像变成电子图像，经过电子光学系统（电极帽8、锥电极9），将电子图像在高压12KV的电场作用下，进行增强后传递到荧光屏13上，荧光屏再将电子图像转变成光学图像，供人眼观察。
由于红外变像管只能对波长为760～1200nm的红外辐射有响应，紫外变像管只能对波长为180~400nm的紫外辐射有响应，它们所装配的夜视仪器，分别有红外夜视仪和紫外夜视仪。实际工作中，根据不同的环境条件，有时需要使用紫外夜视仪，有时需要使用红外夜视仪，两种仪器功能单一，工作时总要带上两种仪器。这样增加了工作人员的负重，交替使用很不方便，同时两种仪器的使用成本也高，不符合现代工作的需求。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题和目的是：根据红外变像管存在着不能满足实际需求的缺陷。在其基础上进行改进，设计一种紫外红外复合型变像管，从根本上克服红外变像管功能单一的现象，达到在不同的环境条件下，都能满足使用需求。
本发明的主要技术方案：紫红外变像管包含阴极盘、阴极外筒、阴极内筒、玻筒、屏蔽筒、阳极外筒、阳极盘、阳极玻片、荧光屏、排气支管，其特征在于：阴极玻片为透紫红外阴极玻片，电子光学系统为整体式锥电极，光电阴极为二氧化硅银氧铯光电阴极，阴极结构由二氧化硅、银、氧、铯、银组成，分别蒸镀在透紫红外阴极玻片上，制作二氧化硅银氧铯光电阴极的具体操作：a、安装阴极玻片，将清洗好的透紫红外阴极玻片安装在夹具上，而后连同夹具一起摆放在真空镀膜机真空腔内的蒸镀位置上，关闭真空腔；b、镀制SiO
2
膜层，开始抽真空，当真空度达到1.3～4Pa时，开启设备旋转按钮，使透紫红外阴极玻片转动，转速约6～10转/分钟，开启蒸发SiO
2
电流按钮，缓慢调节电流，待电流达到8～10A时，保持2分钟后，SiO
2
膜层厚度达到90-110nm，停止蒸发；c、取出阴极玻片，关闭电流开关和真空阀门，打开进气阀门，待真空度为零时，再打开镀膜机真空腔，取出透紫红外阴极玻片，进行SiO
2
膜层厚度检测；d、去除阴极盘薄膜，用棉球沾取冰乙酸溶液，将透紫红外阴极玻片的阴极盘边缘的薄膜擦去，注意保护好透紫红外阴极玻片内的薄膜；e．第一次蒸银，将已封接透紫红外阴极玻片的变像管，通过排气支管接在真空排气台上进行排气，当真空度达到1.3～4×10
-4
Pa时，开始蒸发银球，形成覆盖SiO
2
的银层，待银层颜色变为金黄色时，停止蒸银，通过排气支管将氧通入←变像管进行高频氧化；f、第二次蒸银，接着进行第二次蒸银，待银层呈灰黑色时，停止蒸银，然后通入←铯，当光电流不再增大时，停止蒸铯；g、高温处理,将小烘箱套住变像管，温度达到210℃为止，取下小烘箱；h、第三次蒸银，接着进行第三次蒸银，当光电流达到第二次蒸银的约7-8%时，停止蒸银；i、低温处理，将小烘箱套住变像管，温度达到130℃时，保温15分钟，当光电流大于5uA时，取下小烘箱，封下变像管。
本发明通过实际试用证明：完全达到研制目的，成功地把波长为180～1400nm的紫红外辐射图像转变为可见的光学图像，将红外变像管、紫外变像管的功能合二为一，形成了一种紫红外变像管。主要技术指标：光电灵敏度≥4μA；中心分辨力≥42.2Lp/mm；亮度增益≥5；背景照度≤12×10
-3
LX；发现目标150m；识别目标100m；放大率0.74；畸变≤10%。本发明实用性强，达到国内先进水平，相信推广应用后，将会产生较好的经济社会效益。
附图说明
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细地描述。
图1，是红外变像管的结构示意图。
图2，是本发明的结构示意图。
图3，是本发明制作二氧化硅银氧铯光电阴极的工艺流程图。
图4，是本发明的透紫红外阴极玻片镀制Si0
2
膜层的示意图。
图5，是本发明的制作二氧化硅银氧铯光电阴极的示意图。
图6，是图2的二氧化硅银氧铯光电阴极的结构B放大图。
具体实施方式
参照图1、2，本发明是在红外变像管的基础上进行改进完成的，与红外变像管的结构相比，除银氧铯光电阴极3、电子光学系统的电极帽8、锥电极9外完全相同，在加工工艺上，除阴极玻片2的材料和光电阴极的制作外完全相同。
参照图1、2，对本发明的主要技术方案进行说明：本发明包含阴极盘1、阴极外筒4、阴极内筒5、玻筒6、屏蔽筒7、阳极外筒10、阳极盘11、阳极玻片12、荧光屏13、排气支管A。所不同的是：阴极玻片为透紫红外阴极玻片15（市场购置，牌号TZW，可透过180～1400nm紫红外辐射），电子光学系统为整体式锥电极16，将电极帽8、锥电极9合并为一个零件（见图2），光电阴极为二氧化硅银氧铯（SiO
2
-Ag-O
2
-Cs）光电阴极14，阴极结构（见图6）由二氧化硅20、银21、氧22、铯23、银21组成，分别蒸镀在透紫红外阴极玻片15上，制作二氧化硅银氧铯光电阴极的具体操作（见图3、4、5）：
a、安装阴极玻片，将清洗好的透紫红外阴极玻片15安装在夹具18上，而
后连同夹具一起摆放在真空镀膜机真空腔内的蒸镀位置上，关闭真空腔（见图4）；
设备：普通真空镀膜机
工具：自制夹具
b、镀制SiO
2
膜层，开始抽真空，当真空度达到1.3～4Pa时，开启设备旋
转按钮，使透紫红外阴极玻片15转动，转速约6～10转/分钟，开启蒸发SiO
2
电流按钮，缓慢调节电流，待电流达到8～10A时，保持2分钟后，SiO
2
膜层厚度达到90-110nm，停止蒸发；
材料：SiO
2
粉末（购置的标准产品，纯度达99.999%）
c、取出阴极玻片，关闭电流开关和真空阀门，打开进气阀门，待真空度等于大气压时，再打开镀膜机真空腔，取出透紫红外阴极玻片，进行SiO
2
膜层厚度检测；
仪器：光电膜层厚度测量仪
d、去除阴极盘薄膜，用棉球沾取冰乙酸溶液，将透紫红外阴极玻片的阴极盘1边缘的薄膜擦去，注意保护好透紫红外阴极玻片内的薄膜（见图4）；
辅料：冰乙酸溶液（购置的标准产品，化学分析纯）
e、第一次蒸银，将已封接透紫红外阴极玻片的变像管（见图5），通过排气支管A接在真空排气台上进行排气，当真空度达到1.3～4×10
-4
Pa时，打开蒸发电源，缓慢调节电压至16V,开始蒸发银球19，形成覆盖SiO
2
的银层，待银层颜色变为金黄色时，停止蒸银，通过排气支管A将氧通入←变像管进行高频氧化；
设备：普通真空排气台
辅料：银（购置的标准产品，纯度达99.9999%），氧（通过加热高锰酸钾获得）
f、第二次蒸银，接着进行第二次蒸银，待银层呈灰黑色时，停止蒸银，然后通入←铯，当光电流不再增大时，停止蒸铯；
仪器：灵敏度放大仪（排气台自身备有）
辅料：铯（通过氯化绝与金属钙加热置换还原反应获得）
g、高温处理,将小烘箱套住变像管，温度达到210℃为止，取下小烘箱；
设备：普通小烘箱
h、第三次蒸银，接着进行第三次蒸银，当光电流达到第二次蒸银的约7-8%
时，停止蒸银；
i、低温处理，将小烘箱套住变像管，温度达到130℃时，保温15分钟，当光电流大于5uA时，取下小烘箱，封下变像管。此时二氧化硅银氧铯光电阴极制作完毕。
参照图2，紫红外变像管的排气支管A应开在整体式锥电极16的前部位置。
参照图2，本发明关键技术分析：1、阴极玻片改为透紫红外阴极玻片15，
是满足紫红外变像管对两种光线变像的需要。2、电子光学系统改为整体式
锥电极16，是为了减少电子光学系统零件的尖棱面及焊点，尽量避免放电，以便提高紫红外变像管的成像清晰度和装配效率。3、光电阴极的结构改为二氧化硅银氧铯（SiO
2
-Ag- O
2
-Cs）光电阴极14，是为了对紫红外两种光线都响应而作出的选择。4、排气支管A开在整体式锥电极16的前部位置，是为了靠近透紫红外阴极玻片15，便于蒸镀阴极材料，并提高阴极的制作质量。
本发明所装配的夜视仪、探测器、分辨仪已投入使用。观察效果与单个的紫外红外仪器相同。
Claims (2)
1.一种紫红外变像管，包含阴极盘（1）、阴极外筒（4）、阴极内筒（5）、玻筒（6）、屏蔽筒（7）、阳极外筒（10）、阳极盘（11）、阳极玻片（12）、荧光屏（13）、排气支管（A），其特征在于：阴极玻片为透紫红外阴极玻片（15），电子光学系统为整体式锥电极（16），光电阴极为二氧化硅银氧铯光电阴极（14），阴极结构由二氧化硅（20）、银（21）、氧（22）、铯（23）、银（21）组成，分别蒸镀在透紫红外阴极玻片（15）上，制作二氧化硅银氧铯光电阴极的具体操作：
a、安装阴极玻片，将清洗好的透紫红外阴极玻片（15）安装在夹具（18）上，而后连同夹具一起摆放在真空镀膜机真空腔内的蒸镀位置上，关闭真空腔；
b、镀制SiO2膜层，开始抽真空，当真空度达到1.3～4Pa时，开启设备旋转
按钮，使透紫红外阴极玻片（15）转动，转速约6～10转/分钟，开启蒸发SiO2电流按钮，缓慢调节电流，待电流达到8～10A时，保持2分钟后，SiO2膜层厚度达到90-110nm，停止蒸发；
c、取出阴极玻片，关闭电流开关和真空阀门，打开进气阀门，待真空度为零时，再打开镀膜机真空腔，取出透紫红外阴极玻片，进行SiO2膜层厚度检测；
d、去除阴极盘薄膜，用棉球沾取冰乙酸溶液，将透紫红外阴极玻片的阴极盘（1）边缘的薄膜擦去，注意保护好透紫红外阴极玻片内的薄膜；
e、第一次蒸银，将已封接透紫红外阴极玻片的变像管，通过排气支管（A）接在真空排气台上进行排气，当真空度达到1.3～4×10-4Pa时，打开蒸发电源，缓慢调节电压至16V,开始蒸发银球(19)，形成覆盖SiO2的银层，待银层颜色变为金黄色时，停止蒸银，通过排气支管（A）将氧通入←变像管进行高频氧化；
f、第二次蒸银，接着进行第二次蒸银，待银层呈灰黑色时，停止蒸银，然
后通入←铯，当光电流不再增大时，停止蒸铯；
g、高温处理,将小烘箱套住变像管，温度达到210℃为止，取下小烘箱；
h、第三次蒸银，接着进行第三次蒸银，当光电流达到第二次蒸银的约7-8%时，停止蒸银；
i、低温处理，将小烘箱套住变像管，温度达到130℃时，保温15分钟，当光电流大于5uA时，取下小烘箱，封下变像管。
2.根据权利要求1所述的紫红外变像管，其特征在于：排气支管（A）开在整体式锥电极（16）的前部位置。
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2014
- 2014-04-09 CN CN201410138871.XA patent/CN104979147B/zh active Active
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