JP4947837B2

JP4947837B2 - ナイト・ビジョン・デバイス及び方法

Info

Publication number: JP4947837B2
Application number: JP2000599058A
Authority: JP
Inventors: イオスエ、マイケル
Original assignee: リットン・システムズ・インコーポレイテッド
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 2000-01-24
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2020-01-24
Also published as: EP1066647A4; US6198090B1; JP2003520389A; IL138475A0; EP1066647A1; WO2000048227A1; EP1066647B1

Description

【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は概して光増幅型のナイト・ビジョン・デバイス(NVD's)の分野である。そのようなNVD'Sは風景からの光の光子を受光するためにイメージ増倍管(I²T)を採用する。この風景は完全な昼光によって照らされるか、または選択的に風景は低レベルの若しくは長波長（すなわち、赤外線光）のまたは両方の光によって照らされる結果風景はぼんやりとしか見えないかまたは普通の肉眼では見えない。I²Tは風景を写す可視イメージを応答的に与える。
【０００２】
関連技術
普通の肉眼にとって暗すぎる夜でさえ、不可視赤外光は夜空の星によるスペクトルの近赤外部分に豊富に与えられる。スペクトルの赤外部分は人間にとって見えないため人間の視覚は星からのこの赤外線光を利用することができない。そのような条件の下で、光増幅型のナイト・ビジョン・デバイス（NVD）は夜間の風景を写す可視イメージを与えることができる。概してそのようなNVD'sは、イメージ増倍管(I²T)の透明な受光面を通過する夜間風景からの不可視赤外光を集束する対物レンズを含む。反対側のイメージ出力面において、I²Tは概して黄緑色のリン光で可視イメージを与える。その後、このイメージは装置のユーザへ接眼レンズを通じて与えられる。
【０００３】
現在のNVDは概してチューブの受光面の背後にフォトカソード(PC)を有するI²Tを使用する。該PCは光電子を解放させるべく可視及び赤外線の光子に応答する。夜間風景のイメージはPC上で集束されるため、光電子は風景を写すパターンでPCから解放される。これらの光電子は広がる静電場によって各々が効果的にダイノードである非常に多数のマイクロチャネルを有するマイクロチャネルプレートへ移動される。これらのマイクロチャネルは二次電子の高い平均放射率を与える材料によって実質的に画成される内部表面を有する。言い換えれば、毎回、電子（光電子若しくはマイクロチャネルプレートによって先に放出される電子のいずれか）は、マイクロチャネルの内部表面においてこの材料と衝突し、一つ以上の電子（すなわち、二次放出電子）が衝突の場所から離れる。この二次電子放出のプロセスは各場合で絶対ではないが、１以上の平均放射率を有する統計的プロセスである。
【０００４】
結果として、マイクロチャネルに進入する光電子は一つの面から他へマイクロチャネルに沿って移動する二次放出電子の幾何学的カスケードを生じさせ、その結果電子の空間的出力パターン（それは入力パターンを写すが、かなり高い電子密度である）がマイクロチャネルプレートから生じる。
【０００５】
この電子パターンは他の静電場によってマイクロチャネルプレートからリン光スクリーン電極へ移動される。マイクロチャネルプレートからの電子シャワーがリン光スクリーン電極上に衝撃を与えそれによって吸収されるとき、可視イメージが生成される。この可視イメージは見るための透明なイメージ出力窓を通じてチューブから取り出される。
【０００６】
I²Tの動作に必要な静電場は電源によって与えられる。しばしばバッテリーがこの電源を作動させるのに電力を与え、その結果従来の多くのNVD'sは持ち運びできる。
【０００７】
しかし、フォトカソードからスクリーン電極に電子を移動させるために効果的な、従来のイメージ増倍管内に維持された静電場は、イメージ増倍管内に存在するあらゆる正イオンをフォトカソード方向へやむを得ず移動させる。そのような正イオンは相当のサイズのガス原子の原子核（すなわち、例えば、水素、酸素及び窒素のものでそれらのすべては電子より非常に重い）を含むため、これらの正のガスイオンはフォトカソードに衝撃を与えることができ物理的及び化学的ダメージを生じさせる。
【０００８】
従来のイメージ増倍管は残念なことにチューブ内に固有の個数のガス原子を有し、それらは正イオンになるものと、チューブ内であるいは化学的に活性な原子であるが電気的に中性になるより多くの原子との両方である。歴史的には、この固有の個数のガス原子はフォトカソード上で多くの正イオンの衝撃を生じさせ、多くの初期のI²T'sに対して比較的短い動作寿命をもたらした。
【０００９】
関連技術の当業者が理解するように、近接焦点型の後期のI²T'sは、MCPの入口側にイオンバリアフィルムを与えることによってイオン衝撃の問題を部分的に解決した。このイオンバリアフィルムは正イオンをブロックしPCへのダメージを回避する。しかし、イオンバリアフィルムはそれ自身多くの不利益の元である。
【００１０】
MCP上のそのようなイオンバリアフィルムの判明した不利益は、I²TのPCとチューブの出力スクリーン電極との間でMCPによって与えられる信号対ノイズ比の結果的減少である。すなわち、イオンバリアフィルムの材料が十分なエネルギーの電子に対する電子の二次的エミッタとして作用するとしても、より低いエネルギーの光電子に対してこのバリアはいくつかの電子がMCPのマイクロチャネルに達するのを妨げるようにも作用する。MCPの電子入力面の約５０％はオープンエリアであり、同じ割合がマイクロチャネルプレートの固体部分若しくはウエブによって画成されることを思い出せば、約半分の光電子がMCPのウエブ上に衝撃を与えることが簡単にわかる。
【００１１】
プレートのウエブに衝撃を与えるこれらの光電子はバウンド若しくはリバウンドし、または二次放出電子の生成を生じさせ、両方の条件はMCPの面に近接する低エネルギーの電子を生成する。これらの低エネルギー電子はイオンバリアフィルムを貫通するか若しくはこのフィルムに二次電子を解放させるためにはエネルギーが不足している。それでこれらの低エネルギー電子はイオンバリアフィルムによって吸収される。結果として、ある場合には、I²Tによるイメージの形成に貢献する電子の５０％はイオンバリアフィルムによってブロックされるか吸収され、上記したように増幅されるべきマイクロチャネルにまで達しない。したがって、理論的にチューブによって与えられる同じ割合のイメージ情報が失われる。
【００１２】
イオンバリアフィルムのもう一つの不利益は、それが従来のイメージ増倍管によって与えられるイメージ内のハロー効果に貢献するということである。このハロー効果はMCPのウエブ上か若しくはイオンバリアフィルムそれ自身に入射する光電子として視覚化され、それら自身はマイクロチャネルに進入し増幅されるべくこのフィルムを貫通しないが、他の位置でフィルム若しくはウエブに再び衝撃を与えるべくバウンドする。他の位置において、処理は繰り返され、いくつかの電子はマイクロチャネルに進入し、いくつかの電子はふたたびさらに第３の位置へバウンドする。この効果は見られている風景の明るい領域に対応しないイメージの場所の周辺でハロー若しくは光の放出を生じさせる。このハロー効果はイメージ増倍管によって与えられるイメージの品質を減少させ、このイメージ内のコントラスト値を減少させる。重要なことに、あるエネルギー値以下の光電子に対して、イオンバリアフィルムそれ自身がハロー効果に関して利得ブロックとして作用する。
【００１３】
イオンバリアフィルムを使用するイメージ増倍管に関する他の問題は、フィルム自身によって表されるエネルギーバリアを単純に補償するために光電子へ（すなわち、PCとI²Tとの間により高い印加電圧を使用することによって）与えられなければならない電圧である。光電子によるイオンバリアフィルムの十分な貫通には、約600から1000ボルトの印加ポテンシャルが必要である。
【００１４】
さらに従来のMCP'sにおけるイメージハローの他の原因は、PCとこれら従来のI²T's内のMCPの正面との間に維持される過度の距離から生まれる。従来のI²T'sは概してPCからMCPへ約250μm（±5μm）ほどものギャップを有する。ハロー効果の範囲若しくは程度の重要なファクタはPCとI²TのMCPとの間の間隔である。しかし、従来のI²T'sは本発明によって達成されたような小さい間隔を与えることができなかった。
【００１５】
また、I²T's用の従来の製造方法は、MCP'sから十分な量の固有のガス分子を除去するには不十分である。したがって、従来のGen IIIイメージ増倍管のPC'sを保護するためにイオンバリアフィルムを使用することが産業上標準の慣例となった。もし、従来のMCP's上にイオンバリアフィルムが存在しなかったら、Gen IIIタイプのPC'sは２時間くらいの短い動作時間内で正イオン衝撃によって破壊されてしまうであろう。すなわち、現存のGen III I²T'sは、もしそれらがこれらのチューブのMCP上にイオンバリアフィルムを備えなければ、２時間という短い稼動寿命しか与えない。現在のイオンバリアフィルムを有すれば、現存のGen III I²T'sは約2000時間以上の稼動寿命を与える。
【００１６】
1973年3月13日に発行された米国特許第3,720,535号、1973年6月26日に発行された米国特許第3,742,224号、1973年12月4日に発行された米国特許第3,777,201号は、マイクロチャネルプレート若しくはマイクロチャネルプレート上にイオンバリアフィルムを有するイメージ増倍管の例を与える。1991年5月14日に発行された米国特許第5,015,909号及び1992年4月28日に発行された米国特許第5,108,961号は、両方ともCircon Corporationに譲渡されたものであるが、ガラス組成物及びマイクロチャネルプレートの組立てに使用される方法の例を与える。
【００１７】
1990年12月18日に発行された米国特許第4,978,885号は、十分な量の固有のガス分子をMCPから除去し、MCPがイオンバリアフィルム無しで動作する方法を与えることを主張する。しかし、'885特許で教示された方法はいくつかの短所を有すると信じられている。まず、この方法で扱われたMCP'sは再生イオンフィードバックを引き起こすのに十分な印加電圧に晒され、それはイオン暴走(runaway)の閾値か若しくはそれより上である。また、この処理中のMCP'sは自己加熱(self-heating)であると主張されその結果MCPの補助的加熱が不要であると主張される（すなわち、真空が要求される下でベークアウト用の外部的印加熱が不要である）。
【００１８】
'885特許によって教示された事情の組み合わせは、イオン暴走の状態を伴う熱暴走のためにMCPをダメージ若しくは破壊の危険にさらすと信じられている。また、MCPがマイクロチャネルの対端の各々付近で生じる自己再生イオンフィードバックの方向で '885特許の方法によって反転されかつ扱われるときでさえ、自己再生イオン及び電子フラックスがMCPをガス抜きするのに十分でないところのマイクロチャネルの中心領域が残る可能性がある。
【００１９】
発明の要旨
従来の関連技術の欠陥に鑑み、所望され本発明の目的であるのは、従来技術の少なくとも一つの不足の厳しさを克服し若しくは減少させるイメージ増倍管を与えることである。
【００２０】
したがって、所望される本発明の目的は、独自の低レベルの固有ガス原子を有する改良されたI²Tを与えることであり、その結果、チューブは、MCPの入口面上にイオンバリアフィルムを有せず、PCとチューブのMCPとの間に従来の場のレベルを印加する直流電源によって連続的に付勢されながら満足な時間間隔の間動作する。
【００２１】
さらに、所望される本発明の目的は、そのようなI²Tを利用する改良されたNVDを与えることである。
【００２２】
特に、本発明は低レベルの固有ガス原子を有する改良されたマイクロチャネルプレート（MCP）を有する改良されたI²Tに関する。
【００２３】
従来のI²T内に存在する固有のガス原子のいくつかはI²Tの動作中に正イオンになることがわかる。そのような正イオンは従来のI²Tのフォトカソードを衝撃するように方向付けられ、したがって従来のI²Tの有用な稼動寿命を短くする。さらに、他のより多くの固有ガス原子はチューブ内で中性イオンになり、それらのいくつかはチューブのフォトカソードと化学的に合体し、このフォトカソードを害しその結果光子に応答して光電子を解放する効果が減少し若しくは損なわれる。
【００２４】
対照的に、本願のI²Tは固有の低量のガス分子を有し、その結果PCの低レベルのイオン衝撃が、MCP上にイオンバリアフィルム無しで動作するときでさえ、I²Tの許容可能な長い稼動寿命を与える。
【００２５】
本願のI²Tはまた非常に低レベルのイメージハローを有する。
【００２６】
したがって、本発明の特定の目的は、入口面上にイオンバリアフィルムを有しないマイクロチャネルプレートを有し（したがって、チューブのフォトカソードから直接光電子を受け取るよう開かれたマイクロチャネルを有し）チューブ内に新規かつ特許性のある低レベルな固有ガス分子を有するイメージ増倍管を有し、その結果イメージチューブのPCとMCPとの間に従来レベルの電場を印加する連続DC電源によってチューブが作動されながらチューブのPCが満足な寿命を与える、ナイトビジョンデバイスを与えることである。
【００２７】
この目的に対して、ひとつの態様に従う本発明は、見ている景色からの光を受光しこの光をイメージ増倍管へ方向付ける対物レンズと、見ている景色の可視イメージを与えるイメージ増倍管と、この可視イメージをナイトビジョンデバイスのユーザーに与える接眼レンズとから成るナイトビジョンデバイスを与え、該イメージ増倍管はチャンバを設けられかつ排気されたハウジングを有し及びこのハウジングのチャンバ内に景色からの光子を受光しかつ景色を写すパターンで光電子を解放するフォトカソードと、光電子を受光するべくフォトカソード方向に開いたマイクロチャネルを有し景色を映すパターンで二次放出電子のシャワーを応答して与えるマイクロチャネルプレートと、二次放出電子のシャワーを受け取り景色を写す可視イメージを生成するスクリーンとを含み、ハウジングのチャンバは連続DC電力と一緒に動作しながらチューブの動作中にイメージ増倍管が少なくとも約400若しくは500時間以上の間動作するぐらい十分に少ない正イオンとなる固有のガス分子レベルを有する。
【００２８】
本発明の利点及び目的は従来のI²T'sによって達成されたよりもチューブのPCとMCPとの間により短い間隔をI²Tに与えることである。
【００２９】
さらに、本発明の目的は実質的に減少し若しくは除去されたイメージハローをイメージにもたらすI²Tを与えることである。
【００３０】
本発明から引き出される利点は、イオンバリアフィルムを有しないマイクロチャネルプレートを有するイメージ増倍管を付与すること及びそれがイメージチューブのPCとMCPとの間に本質的に従来のレベルの電場を印加するDC電源によって付勢されながら満足できる時間間隔の間動作する（すなわち、満足な稼動寿命を与える）ことである。
【００３１】
出願人は従来の技術と対照的に本発明を使用することによって、I²T内のPCとMCPとの間の間隔は従来の値の約50％から従来の間隔より実質的に小さいオーダーの距離までの範囲内の距離に短縮されることを発見した。すなわち、PCとMCPとの間隔は実質的に約50μmかそれ以下に短縮される。最も好適には、PCからMCPへのギャップは約15μmと同じくらい小さく短縮される。改良されたI²Tのイメージハロー効果は対応して減少する。
【００３２】
また、本発明に従うI²TはPCとMCPとの間のより低い印加電圧で動作する結果、PCとMCPとの間に印加された電場は従来のI²T's内で採用されるものと同じレベルで維持される。
【００３３】
さらに、出願人は従来のイメージ増倍管内の正イオンの数量の多くはMCP自身の表面上に吸着されたガス分子（すなわち、MCPに固有なガス分子）がもとであると決定した。典型的なMCPはそれ自身比較的小さい構造であって、本質的に直径約25ｍｍで対向面上に電極を有する厚さ約1ｍｍ若しくはそれ以下のガラスプレートである。しかし、MCPが千百万個若しくはそれ以上のマイクロチャネルを有することを知れば、MCPのすべての外側及び内側面の総面積（すなわち、これらのマイクロチャネルのすべての内側面積を含む）は非常に大きいことがわかる。したがって、MCPはかなりの量の固有（若しくは吸着）ガスを収容することができる。
【００３４】
I²T'sを作るための従来の製造方法は、ベーク(bake)及びスクラブ(scrub)処理を含みその間MCPは上昇した温度に晒されるか及び／または電子ビームにスクラッビングされ、一方それはMCPを横切って異なる電圧に晒され、すべてはできるだけ多くの固有ガス分子を除去するためである。従来のMCPが排気処理されている間、イメージ増倍管（及びMCP）は高真空及び上昇温度にさらされる。この排気処理はI²Tのボディ用の真空炉内蝋付け操作の一部である。
【００３５】
従来のイメージ増倍管と対照的に、本発明を実施するチューブはより強烈な電子ビームスクラブに晒される。この電子ビームスクラブが実際には非常に強烈であるので従来のMCP'sはそれによって破壊される。この非常に従来になく強烈な電子ビームスクラブの効果は、MCPがとてもクリーン（すなわち、固有ガス原子がない）であるため、たとえチューブがイオンバリアフィルムをMCP上に含まなくてもI²Tは満足な稼動寿命の間動作するということである。
【００３６】
したがって、従来のイメージ増倍管に比べMCPのマイクロチャネル内に電子を導入するのに必要な電子エネルギーの減少から利点が生まれる。本発明を実施するイメージ増倍管のマイクロチャネルがフォトカソードに面する方向へ開いている（電子の進入を制限するイオンバリアフィルムが存在しない）ため及び光電子が本質的に克服すべきバリアを有しないためである。これは、MCPの入力側にイオンバリアを有する従来の近接集束イメージ増倍管と対照的である。上で説明したように、従来のI²T's内の電子は従来のイメージ増倍管のマイクロチャネル内に入るためにイオンバリアを効果的に貫通しなければならない。したがって、発明にしたがって動作するイメージチューブのフォトカソードに印加される電圧は、ハローを減少させるよう所望されるようにPCからMCPまでの間隔の短縮に比例して下げられるが、適切なレベルの印加電場を与え、マイクロチャネルプレートへの光電子の適切な流れも与えつづける。この利点により、より小さい低電圧電源の使用が可能となる。
【００３７】
また、イオンバリアフィルムが無いため、本発明を実施するI²T内でイメージハロー効果に貢献する電子の生成がさらに減少される。
【００３８】
本発明を実施するI²Tの製造は、フィルムをMCPに加える製造工程が不要であるため従来のチューブより高価ではない。さらに、発明のチューブを動作するための高電圧電源は、それがPCとMCPの正面との間で電位差を高くして与える必要がないため、より高価ではない。
【００３９】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、関連する図面と共に以下の好適実施例の詳細な説明の考察から当業者に明白である。
【００４０】
発明の好適実施例の詳細な説明
本発明は多くの異なる形式で実施され得るが、ここに開示されるのは発明の原理を示しかつ説明する特定の実施例である。本発明は図示されかつ説明された特定の実施例に制限されないことは強調されるべきである。
【００４１】
まず、図１を参照して、光増幅型のナイト・ビジョン・デバイス10の一つのバージョンの基本要素が略示されている。ナイト・ビジョン・デバイス10は概して前方対物光学レンズ組立体12（点線で示されたレンズを有する機能的ブロック要素として略示され、ひとつ若しくはそれ以上のレンズ要素を有する）から成る。この対物レンズ12はイメージ増倍管(I²T)14の前方受光端面14aを通過して離れた景色（説明されるような完全な昼光で照らされた日中の景色か、または星の光のみか若しくは他のソースからの赤外線によって照らされた夜間の景色）からの入射光12aを集束する。見てわかるように、この面14aは以下でさらに詳細に説明されるように、チューブの透明窓部分によって画成されている。概して上記されたように、I²Tは光出力端14bにおいてリンの黄緑色の可視光でイメージを与え、そのイメージは視認された若しくは夜間の景色を写す。
【００４２】
これ以下、景色が装置のユーザーに肉眼で見える場合と、星の光若しくは他の赤外線光によってのみ照らされているため景色が全体的に肉眼では見えない場合との間で区別はない。装置10はこれら両方の極端な条件の下で及びそれらの間のすべての照度レベルでユーザーに対し景色を写す可視イメージを与える。再び、夜間の景色は概して肉眼には見えない（またはほとんど見えない）。I²Tからの可視イメージは、ユーザーの目18においてチューブ14の後方光出力端の仮想イメージを生成する単一レンズ16として略示される接眼レンズを通じてユーザーに対し装置10によって与えられる。
【００４３】
特に図２を参照して、I²T14は、光電子を解放させるべく赤外線光の光子に応答するフォトカソード(PC)20と、夜間の景色を写すパターンで光電子を受け取りこの景色を写す電子の増幅パターンを与えるマイクロチャネルプレート(MCP)22と、ディスプレイ電極組立体24とを含む。この実施例において、ディスプレイ電極組立体24は、アルミめっきされた蛍光体被膜若しくは蛍光体スクリーン26を有すると考えられる。この蛍光体被膜がマイクロチャネルプレート22からの電子シャワーによって衝撃されるとき、それは電子シャワーのパターンを写す可視イメージを生成する。パターン強度の電子シャワーがレンズ12を通じて見える景色を写すため、装置のユーザーは星の光または他の低レベル若しくは不可視赤外線光によってのみ照らされた景色を見ながら暗闇でも効果的に見ることができる。組立体14の透明窓部分24a（以下にさらに説明される）はイメージをスクリーン26からチューブ14の外側へ運びその結果それはユーザー18に与えられる。窓部分24aは平板ガラス若しくは図２に示されるようにファイバーオプティックでもよい。当業者はファイバーオプティック出力窓24aがスクリーン26によって与えられるイメージを反転させることを理解するであろう。
【００４４】
さらに図２及び図２aを考察すると、MCP22はPC20のすぐ後ろに配置され、MCP22は電子受容面28及び反対側の電子放出面30を有する。本発明にしたがってMCP22の電子受容面28は好適には後ろのPC20と15μm若しくはそれより近く配置されている。特に、PC20から面28までの間隔は125μm以下であり、15μm若しくはそれ以下であってもよい。
【００４５】
マイクロチャネルプレート22はさらに電子受容面28及び反対側の電子放出面30上に開く複数の角度付けされたマイクロチャネル32を含む。マイクロチャネル32は通路壁34によって分離されている。チャネル32の境界をなす通路壁34の少なくとも表面部分は材料34aによって画成され、それは二次電子のエミッタである。この場合、示された近接集束タイプの従来のイメージ増倍管と対照的に、マイクロチャネルプレートはイオンバリアフィルム若しくは被膜を入力面28上に有しない。したがって、マイクロチャネル32はプレートの両面（すなわち、面28及び面30）上に開き、イオンバリアフィルム（すなわち、図２及び図２aに示されるマイクロチャネルの左端部において、面28上にあってPC20に向かって配置されている）によってそれらの入口で妨げられない。
【００４６】
図1及び２に示されるように、MCP22は文字Gで示されるギャップによってPC20の後ろと離隔されている。本発明のI²Tにおいて、ギャップGは好適には約125μmから約15μmかそれ以下の範囲である。本発明にしたがって最も好適には、ギャップGは約15μm若しくはそれ以下である。
【００４７】
概して数字38で示される電源回路の電源部36は、PC20とMCP22の面28との間に電位差を与える。PCとMCP22の面28との間の間隔（すなわち、間隔ギャップG）は従来よりもかなり小さいにも係らず、これらの間の電場レベルを従来と同じに保持するために、従来の電圧よりもかなり低い電源部36の電圧が要求される。すなわち、電源部36は従来のI²T'sを作動させるのに使用される電源に要求されるよりも低い電圧を与えるよう要求される。また、電源部36はPC20に直流電流電源を与えるか、またはデューティサイクルでゲートオン及びオフされる電圧を与える。本発明に従うI²T14は直流電圧で動作されるときでさえ（及びMCP入力面28上にイオンバリアフィルムを有しないにも係らず）動作寿命が満足できるだけの十分に低レベルの固有ガス分子を有するが、ゲート電力を使用する動作利点がそのような電源をチューブ14に使用することが利益になるように緩和するところのいくつかの応用が存在する。ゲート電源はチューブ14の動作寿命をさらに延長する。
【００４８】
最も好適には、マイクロチャネルプレート22の壁34は上で参照したCircon Corporationの特許の教示に従ってクラッディング(cladding)ガラスから作られる。しかし、従前、概してGen III I²T's用のマイクロチャネルプレート（たとえ同じCircon Corporationのガラスから作られるとしても）はMCPの電子入力面28上にイオンバリアフィルムの使用を要求した。また、上で参照された'885特許に教示されたそれらのMCP'sはこの同じガラスから作られていないと信じられ、上記したように従来のMCP'sをガス抜きするのに使用される処理のために付加的にMCPを熱暴走及びダメージ若しくは破壊の危険にさらすと信じられている。結果的に、そのようなMCPの信頼できる製造方法及びそのようなMCPを使用するイメージ増倍管はこの発明以前は知られていなかったと信じられている。
【００４９】
さらに図２及び図２aを見ると、MCP22の各面28及び30は導体電極層28a及び30aをそれぞれ有するのがわかる。これらの導体電極層は金属であるか、またはマイクロチャネルプレート22のそれぞれの面にわたって静電電荷を分布させるように他の導体材料から形成されてもよい。これらの電極被膜はマイクロチャネル32の開口を横切ってかかってはいないしこれらのマイクロチャネルの開口を閉じてもいない。また、面28及び面30のいずれにもイオンバリアフィルム若しくは被膜が存在せず、その結果マイクロチャネル32はフォトカソードが配置された方向（図２及び図２aで見て左側）へ開いている。回路38の電源部40は面28及び面30を横切って（すなわち、電極層28a及び30aに印加することによって）電位差を与える。結果として、MCP22は（イオンバリアフィルムにおいて電子吸収が生じないため）改良された信号対ノイズ比を有し、ハロー効果への寄与も有しない−ハロー効果は従来のMCP'sの電子の入力側にあるイオンバリアフィルムによって従前寄与される。さらに、MCP22の製造は、そのようなイオンバリアフィルムを取付ける工程を除去することにより廉価である。
【００５０】
概して導体被膜蛍光スクリーン26を有するディスプレイ電極組立体24はMCP22の電子放出面30と電子見通し線連結する蛍光スクリーン26とともにマイクロチャネルプレート22の背後に配置される。ディスプレイ電極組立体24は典型的に窓部24aの光学透明材料の真空露出面上にデポジットされたアルミ化蛍光体スクリーン26から形成される。回路38の電源部42は電極30aとディスプレイ電極組立体24との間に電位差を与える。
【００５１】
集束接眼レンズ16はディスプレイ電極組立体24の背後に配置され、それによって観察者18は最初に受けた低レベルイメージに対応する正しい方向のイメージを見ることができる。
【００５２】
（特に図２を参照して）当業者に理解されるように、I²T14の個々の要素は、低圧で排気されたチャンバを画成するべく協働する前方及び後方の透明プレートを有するチューブ若しくはチャンバ（以下でさらに説明される）のボディ内にすべてマウントされかつ支持される。この排気によってチューブ内の真空自由空間内に解放した電子は大気の相互作用無しで広がった静電場によってさまざまな要素の間を移動することができる。このタイプのイメージ増倍管の要素の近接のために、それは近接集束タイプのチューブと呼ばれる。
【００５３】
上で示したように、フォトカソード20はチューブの窓部の内側真空露出面上の対物レンズ12のすぐ後ろであってマイクロチャネルプレート22の前にマウントされる。典型的に、このフォトカソード20は半導体材料の所定の構成を有する円形のディスク状の構造物であって、周知の方法で基板上に載置されている。適切なGen IIIフォトカソード材料は概してガリウムヒ素(GaAs)のような半導体であって、単純に手に入る透明基板上に載置されている。さまざまなガラス及びファイバーオプティック基板材料が商業的に入手できる。
【００５４】
I²T14の動作をさらに詳しく考察すると、光12aはナイト・ビジョン・デバイス10の前方端に入射し対物レンズ12を通過する光子を含む。これらの光子12aはフォトカソード20上で集束され、該フォトカソードは見ている夜間の景色の受光エネルギーに比例する数で（すなわち、光子フラックスに比例して）及びそれを写す場所で光電子44が放出される活性面20aを有する。再び、概して、受光されたイメージは暗すぎて肉眼では見えないか、全体的若しくは部分的に人間の目には見えない赤外線放射であってもよい。したがって、フォトカソード20から放出された光電子はI²T14の前方端に入射するイメージを表すパターンであることが理解できる。
【００５５】
フォトカソード20上の光子入力ポイントから放出された典型的な光電子の経路は図１内で矢印44で表されている。フォトカソード20から放出された光電子44はフォトカソード20とMCP22の電子受容面28上の電極28aとの間に確立された所定の強度傾斜の電場を通じてエネルギーを得る。その傾斜場は電源部36によって与えられる。光電子はイオンバリアフィルムによって与えられる貫通エネルギー要求を克服する必要がなく、その代わりMCP22の開いたマイクロチャネル内に直接入射するため、電源部36によって印加される電圧は従来のI²TのMCPを動作する電源に要求されるものより非常に低い。しかし、好適には、I²T14において、従来のGen III I²TのPCとMCPとの間に存在するのと実質的に同じレベルの電場がギャップG内で維持される。典型的に、電源部36は所望の強度の場を作るために40から100 volts/milのオーダーで静電場電圧を印加する。
【００５６】
フォトカソード20とマイクロチャネルプレート22の入力面28との間の距離にわたって（すなわち、ギャップGを横切って）加速した後、これらの光電子44はマイクロチャネルプレート22のマイクロチャネル32に進入する。上述したように、電源部40はMCP22の電極28aと30aとの間を横切って電位差を与える。以下で詳細に説明されるように、マイクロチャネルプレート22のマイクロチャネル32を通過すると同時に比例して多くの電子を生成するよう光電子44が二次電子の放出によって増幅される。この二次放出電子の増幅されたシャワーは、電源部40によって供給されるそれぞれの静電場によってマイクロチャネル32内で加速され、その後マイクロチャネルプレート22のマイクロチャネル32の電子放出面30から出る。
【００５７】
再び自由空間にあって、二次放出電子の増幅されたシャワーは電源部42によって与えられた静電場内で再び加速される。この電場は電子放出面30とディスプレイ電極組立体24との間で確立される。典型的に、電源部42は、増加電子46に所望のエネルギーを分け与えるべく3000から7000ボルトのオーダーで、より好適には6000ボルトのオーダーでポテンシャルを生成する。
【００５８】
光電子及び二次放出電子のシャワー46は統計的に考えてほとんど若しくは完全に光電子を欠いており、完全に若しくはほとんど完全に二次放出電子から成るということを当業者は知っている（すなわち、統計的に、マイクロチャネル32内で吸収されない光電子の確率は低いため）。しかし、シャワー46は光電子44の最初のシャワーより数オーダー大きい強度であるが、まだフォトカソード20上に集束されたイメージを写すパターンである。この増幅された電子のシャワーは可視光イメージを生成するべくディスプレイ電極組立体24の蛍光スクリーン26上に落ちる。
【００５９】
図２をより詳しく見ると、I²T14はチューブボディ50を含み、それは前方受光窓52付近の２つの対端の一端と、後方ファイバーオプティックイメージ出力窓54付近の反対端で閉じられている。窓54はチューブ14に対する光出力面14bを画成し、さらに説明されるように、蛍光被膜26を含むディスプレイ電極組立体を有する。図２に示されるように、後方窓54はユーザーに正立像を与えるためにイメージ反転タイプである（すなわち、ファイバーオプティックタイプの、一緒に結合され窓54の反対面の間で180°まとまってねじられた光ファイバーを有する）。窓部材54は必ずしもそのような反転タイプではない。
【００６０】
窓52及び54の両方はボディ50と密封して係合され、その結果ボディ50の内部チャンバ56は大気に関して真空で維持される。中空ボディ50は複数の金属製リングから作られ、互いに個別リングを区別する必要があるときに各々はアルファベットの添え字を有する数字58で示される（すなわち、チューブボディ50の前方から後方へ連続して58a、58b、58c及び58d）。リング58dは58d'及び58d''で示される２つのリング部分から成り、それらは溶接部58eで互いに密封して接合されるのが図２からわかる。この重要な構成上の特徴は以下にさらに説明される。
【００６１】
中空ボディ部58は離隔されかつ挿入された絶縁リングによって互いに電気的に絶縁され、それらの各々は数字60で示され、アルファベットの添え字がつけられている（すなわち、ボディ50の前方から後方へ連続して60a、60b及び60c）。区画58及び絶縁体60は密封して互いに取付けられている。端部58a及び58b（すなわち、リング部58d''）はそれぞれの窓52及び54に密封して取付けられている。関連技術の当業者は、ボディ部58が電源回路38（上記したように、部分36、40及び42を与える）へ電気的に独立に接続されていることを知るであろう。この電源回路は、部分58aで最も負の及び部分58bで最も正の静電場を維持するようにI²T14の動作中有効である。
【００６２】
さらに図２を見ると、前方窓52はフォトカソード20のチャンバ56内の後方面上に達することがわかる。ボディ部58aは部分58aとフォトカソード20との間に伸長する薄いメタライゼーション（図２において数字58a'で示される）を使用することによってフォトカソードと電気的に連通する。したがって、フォトカソード20はこの電気的結合及びその半導体的性質によってこのディスク状のフォトカソード構造の領域を横切って分配され静電電荷を有する。
【００６３】
上述したように、導体被膜若しくは層28a、30aはマイクロチャネルプレート22の反対面28及び30の各々に与えられる（図２aで矢印28a及び30aで示されるように）。電源部40はハウジング部58b及び58cと結合することによってこれらの被膜と電気的に結合される。最後に、電源部42はディスプレイ電極組立体24において窓部材54の真空露出面を横切って伸長する導体層若しくは被膜54a（被膜58a'と同様にアルミニウムメタライゼーション）と伝導する。
【００６４】
NVD10及びI²T14の構造を考察すると、このI²Tの製造に注意が向けられる。関連技術の当業者は、MCP22が延伸する小さい寸法のガラス繊維から作られ、それはコア（コアガラス成分）及びクラッディング（クラッディングガラス成分）を含み、そのクラッディングガラスは電子の二次エミッタとして電気的に活性に作られていることを理解するであろう。MCP22が作られるガラスの可能なフォーミュレーションのために、Circon Corporationの特許の教示が再び参照される。これらのクラッディングガラスのひとつはNV-30Pとして知られる。このクラッディングガラスは本発明を実施するのに使用されてもよい。選択されたガラスの繊維は（コアガラスを除去した後）部分的に貫通した（すなわち、マイクロチャネル32によって貫通された）プレートに形成され、電極28a及び30aを付加するべく続けて処理される。このMCPが組立てられた後、それはチューブ14のボディ50内にシールされる。チャンバ56内に深い真空を獲得するためにチューブボディのシーリングまで導く製造工程中に、MCP22は実質的にMCP22をガス抜きする効果を有する以下の例に従って処理される。
【００６５】
図３及び３aを参照すると、チャンバ68を画成する壁66aを有するハウジング66を有する真空ベーク及び電子ビームスクラッビング装置64が略示されている。チャンバ68は大気と選択的に連通（以下に説明される）し、内部に高真空条件下でイメージ増倍管14を組立てるための装置（以下により完全に説明される）を有する。換言すれば、イメージ増倍管14の要素は一緒に動作するためにチャンバ68内に準備され、チューブボディ50の部品はその後チャンバ56内に深い真空を獲得するために密封して結合される。ハウジング66はチャンバ68及び開口若しくはポータル66b’を画成する壁部66a（上記したように）を含む。この開口66b’はドア66c’（図３に閉止位置に示され、X記号で表された）によって選択的に及び密封して閉じられる。すなわち、このドア66c’は装置64の外側から選択的に開閉される。開口66b’はロードロック装置70に通じ、それはチャンバ68内へ若しくは外へ通じることができるエアロックの形式である。ロードロック装置70は予熱室72を画成し、真空ポンプ74はこのチャンバが深い真空に選択的に排気されるようにこの予熱室と連結する。
【００６６】
チャンバ68の内部で動作するのは矢印76で示されるコンベア装置であり、それによって前方窓52及びその上に置かれたPC20を含むフォトカソード組立体は開口66bを通じて予熱室72からチャンバ68内へ連続して移動されることができる。チャンバ68内で、窓52及びPC20の組立体は最初に活性化ドーム78と位置合わせされかつシールされた状態で置かれる。コンベア装置76によって窓52及びPC20の組立体は活性化ドーム78から次の処理のためのチャンバ68内の他の場所へ続けて移動されることができる。最初に活性化ドーム78と関連する際、窓52及びPC20のフォトカソード組立体は開口78aにおいて活性化ドーム上に載置され密封して組み重ねられる。したがって、PC20はドーム78内に画成されるチャンバ78bに晒される。
【００６７】
この活性ドームは選択的に活性化ガスのソース80に連結し、それの一つはセシウムガスであり、その結果PC20はこれらのガスに晒されることによって活性化される。ソース80からチャンバ78b内への活性化ガスの流れは、バルブ80a（図３で点線で示される）によって制御され、または例えば少なくとも一つ所望の活性化ガスを放つ制御された化学反応を使用することによって影響される。チャンバ78aは真空ポンプ80bに連結されその結果ソース80からのガスはチャンバ78bから引かれる。
【００６８】
付加的に、ヒータ82は活性ドーム78に配置されるときフォトカソード組立体52と並置される。このヒータは電源84によって選択的に電力を供給され、その結果I²T14の動作に関連して上述したように、PC20は光電子を解放するべく活性ドーム78での活性化のために光子に敏感である状態に準備される。
【００６９】
チャンバ68内に配置されるのは、概して数字86で示される（図３a参照）固定具である。この固定具86はハウジング66に取付けられた除去可能な真空シーリングに保持されるが、I²T14用のサブアセンブリがチャンバ68内に置かれかつ完成したI²T14が装置64から除去可能であるように除去可能（矢印88aで示されるように）である。
【００７０】
図３aは固定具86をより詳細に示し、この固定具がフランジ88上に保持された反応プレート90を含むことを示している。この反応プレート90は窓54及びディスプレイ電極24に沿ってボディリング部58d''を支持する。反応プレート90はフランジ88内に設置されたサイトグラス88bと位置あわせされた孔90aを有し、その結果ディスプレイ電極24の照度はこのサイトグラス88bを覗き込むことによって装置68の外部から見ることができる。
【００７１】
反応プレート90及びその上に支持されたリング58d''の上に配置されるのはI²T14の部分的に組立てられたボディである。すなわち、ボディリング58d'は58d''と向かい合いかつ離隔され、残りのリング58b-c及び60a-dは互いに組立てられる。リング58d'はフランジ88によって支持される複数のガイドポスト94上にスライド可能に保持されるクランププレート92で支持される。フランジ88とクランププレート92との間でポスト94の回りに挿着されるのはクランププレート92及びI²T14の部分的に組立てられたボディ50を撓むことができるように図３aに示された位置まで上にバイアスする。
【００７２】
固定具86はこの組立体のさまざまな部分に電気的結合を与えると同時に部分的に完全なI²T組立体14aの支持を与える。図３に示された製造ステージにおいて、組立体14aは上記したように前方窓52がなく、後方窓54から分離されている。したがって、この組立体14aのMCP22は図３aに示されるようにチャンバ68へ外側にさらされている。しかしスクリーン電極24は図３aに示されるようにMCP22と位置合わせされている。
【００７３】
また、動作電圧は前方ボディリング58a及びリング部58d''と共にMCP22の面28a及び30aを横切って装置64に付随する概して数字98で示される（図３a参照）電源回路によって印加される。もう一つの電源100はハウジング66付近に配置されたヒータ102に選択的に電力を与え、その結果装置64及びそのコンテンツは大気より上の温度に加熱される。図３に示されるように、電源100はハウジング66の壁66a上のさまざまな場所に配置された複数のヒータ102へ電力を与える。MCP22上のチャンバ68内に配置されるのは電子ソース104である。矢印104aで示される電子は電源106によって印加される電位差によって選択的にソース104から晒されたMCP22方向へ移動させられる。電源106はソース104から電子を放出するのを補助するべくヒータ106aへ電力を与える。
【００７４】
結果として、矢印104aで示される選択的に制御された電子フラックスはソース104からチャンバ68内の固定具86内で保持されたMCP22へ方向づけられる。電源98はMCP22を横切って電位差を同時に印加しかつ結果的に増幅された電子フラックス104bをスクリーン電極24へ伝達するべく採用される。したがって、MCP22は電子フラックス104a及び104bによってスクラブされ、かつチャンバ68の深い真空の下でヒータ102により制御された加熱によってベークされる。
【００７５】
電子ソース104の付近で固定具86に位置合わせされて配置されるのは、ボディリング58aと位置合わせされて外側周辺付近で窓52と強力に係合するよう構成されたエッジ面108aを有する圧縮スリーブ108である。ハウジング66aは壁66aとハウジング66の圧縮プレート部66cとの間に伸長するベローズ部66bを含み、その結果圧縮プレート66cは強力かつ制御可能に図３で示される位置から固定具86の方向へ下側に移動させられる。ハウジング66の圧縮プレート部66cの強力かつ制御可能な移動を有効にするために、ジャッキング装置110（図３で矢印で示される）がハウジング66の外側に配置され、図３の矢印で示されるように内側若しくは外側の力をプレート66cへ制御可能に印加する。したがって、ジャッキング装置110は固定具86及びI²T14用に部分的に組立てられたボディに関して、圧縮プレート66c及び圧縮スリーブ110の位置を制御する。
【００７６】
装置66を使用する際、MCP22が固定具86内で真空ベークされかつ電子スクラブされ、フォトカソード20がソース80からの活性ガスにさらすことによって活性化された後、コンベア76は活性ドームから窓52及びPC20を固定具86と位置合わせして圧縮スリーブ108の下へ持ってくるために採用される。最も好適には、MCPの電子スクラブの間に、組立体14aがチャンバ68内で深い真空及び熱に晒されているとき、電子ソース104はこのMCPからガス原子が放出するのを補助するべくMCP22の電子ビームスクラッビングを有効にするために採用される。本発明の方法に従って、電子ビームスクラブ104aは少なくとも25μA/cm²の電流密度を有する。さらに好適には、電子ビーム密度は75μA/cm²であり、300μA/cm²若しくはそれ以上であってもよい。
【００７７】
加熱、高真空及び電子ビームスクラッビングの処理が完了し組立体14aのMCP22がきれいになったとき、窓部材52を固定具86と位置合わせして移動するのにコンベア76が採用される。したがって、I²Tの要素は完全なイメージ増倍管14を作るべく最終組立てのために準備される。ジャッキング装置110はその後チャンバ68の内側に（図３及び図３aで下側へ）スリーブ108を制御可能に付勢し、リング58aと位置あわせされている窓52と係合させるために使用される。窓52及びリング58aはそれらの位置合わせ面（図２で矢印Wの文字で示される）においてインジウム被膜を有し、それはスリーブ108によって印加された圧力の下でこれらの部品間の冷間圧接シールを有効にするのに使用される。
【００７８】
このとき、スリーブ108はまずバネ96のバイアスに対抗してクランププレート92を下側へ付勢しその結果ボディリング58d'はボディリング58d''と接触する。これら２つのボディリングは同様にそれらの位置合わせ面上にインジウム被膜を有し、その結果それらはスリーブ108及びジャッキ110によって印加される圧力の下でインジウム冷間圧接を形成する。反応プレート90は、ボディ50の部分を密封して結合するべく十分な圧力が印加されるように、ジャッキ装置110からのこの力を受け取る。
【００７９】
MCP22のガス抜き動作を考えると（すなわち、電子フラックス104a及び生成された増幅フラックス104bの効果の下で）それはチューブ14の要素が組立てられる前にチャンバ68内で実行され、好適には電子フラックス104aは25μamp/cm²から300μamp/cm²若しくはそれ以上の範囲内にあることが理解される。同様に、MCP22を横切って印加される電圧は概してI²T14内にインストールされるときMCP22が動作する印加電圧よりも少しだけ高いのが好適である。電子フラックス104aはMCP22がI²T内で動作するときMCP22内で電子が移動するのと同じ方向へ印加される。図３を参照してわかるのは、この電子衝撃及び生成された電子フラックス104bはPC組立体52がI²Tの他の要素の上に配置される前に発生するということであるが、電子フラックス104aの印加の間MCP22に印加される電位差のために、最初に利得はMCP22を横切って経験し、電子の多数のシャワーはMCP22から流れ出る（図３及び図３aにおいて矢印104bで示されるように）。
【００８０】
電子フラックス104a及びMCP22内で生成される電子の大きなシャワー104bはMCP22から固有ガス原子を実質的に除去するのに有効である。MCP22を通過する電子フラックスはイメージ増倍管14の動作時にMCP22内で適用される電子フラックスの方向に関して反転される必要はない。すなわち、このMCPからの固有ガスを完全にかつ満足するようにきれいにするために、電子の一方向流が十分であると信じられている。この電子フラックスはスクリーン26のイルミネーションを生じさせ、それはポート88bを通じて見ることができる。
【００８１】
好適には、真空ベーク温度、時間、MCP22への印加電圧及び電子フラックス104aのレベルの組み合わせが、上記したようにチューブ14のボディ50が密封して閉止される前にMCP22内の固有ガス分子の所望の低レベルを達成するために必要により調節される。本発明に従ってI²T内で達成された固有ガス分子の所望の低レベルの測定は、完成したI²T's（MCP上にイオンバリアフィルムを有しない）の稼動寿命によって与えられる。好適には、発明に係るI²T14は、PCとMCPとの間に通常レベルの電場（すなわち、ギャップ寸法の１マイクロメーター当たり1.6から4.0ボルトの電場）を与える印加電圧レベルで動作しながら、400から2000時間若しくはそれ以上の稼動寿命を与える。
【００８２】
通常の印加電場レベルを与えるPCとMCPとの間の印加電圧でチューブ14が動作中に、I²T14の処理されたMCP22は大量の正イオン生成が無く、中性原子若しくはPC20のイオン損失もなく電子増幅の機能を実行する。動作因子のこの組み合わせはI²T14に対して許容できる長い寿命を与え、チューブの長い寿命はチューブ14内の固有ガス原子の所望の低レベルを示す。この長い稼動寿命は、イオンバリアフィルムがMCP22上に利用されていないという事実にも係らず、本発明によって達成される。
【００８３】
上で指摘したように、Circon Corporation所有の２つの特許に開示されたガラスは本発明を実施する際に利用することができるガラスの例である。しかし、従前はここに設定される非常に高い電子ビームスクラブ電流レベルにおいてそのようなガラス（若しくは他のガラス）を処理するための関連技術において教示若しくは提案は存在しなかった。しかし、本発明はこれらのガラスの使用に制限されるものではない。本発明の処理がMCP22を破壊することなく実行されるようにするこれらのガラスのひとつの特徴は、Circonガラスの増加温度許容(tolerance)にあると信じられている。従来の8161ガラスの軟化温度より少なくとも約100℃上の軟化温度増加は、本発明の積極的な真空ベーク及び電子ビームスクラブ処理がMCP22を破壊することなく実行されることを許す一つのファクタであると信じられる。好適なクラッディングガラスに対するこの軟化温度は実質的に600℃である。従来の8161ガラスに対して同様のより高い軟化温度増加を有する他のガラスが本発明にしたがってうまく処理されてもよい。
【００８４】
ここに示され及び説明されている実施例は発明を網羅していないことは当業者に理解される。例えば、Circon Corporation以外のガラスが本発明の実施に対して許容可能であることがわかる。当業者はさらに本発明が発明の思想及び中心属性から離れることなく他の特定の形式で実施され得ることを理解する。本発明の上記説明は発明の実施例のみを開示するため、他のバリエーションが本発明の態様内にあることが理解されるべきである。したがって、本発明はここに詳細に説明された特定の実施例に限定されない。逆に、本発明の態様及び内容を定義するために請求の範囲が参照されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を実施するナイト・ビジョン・デバイスを略示したものである。
【図２】図２は、付随する電源を有するI²Tの長さ方向断面図を示す。
【図２ａ】図２aは、図２に示されたI²Tのマイクロチャネルプレートの部分の大きく拡大された断片的な断面図である。
【図３】図３は、本発明を実施するI²T用の改良されたMCPを作成する製造方法の工程及びこの工程を実行する際に使用される装置を略示したものである。
【図３ａ】図３aは、図３に示された装置の一部の拡大断片図である。

Claims

イメージ増倍管であって、
排気されたチャンバを内部に閉じ込めるチューブボディと、
風景からの光を受け取りかつ風景を写すパターンで応答的に光電子を解放するための、前記排気されたチャンバ内に配置されるフォトカソードと、
前記排気されたチャンバ内に配置されるマイクロチャネルプレートであって、前記光電子を受信し、マイクロチャネルプレート用の電子入力面及び電子出力面の両方を画成するべく非常に多数のマイクロチャネル開口を有し、景色を写すパターンで二次放出電子のシャワーを応答的に与える、ところのマイクロチャネルプレートと、
二次放出電子の前記シャワーを受け取りかつ景色を写す可視イメージを応答的に与えるスクリーン電極と、
から成り、
前記フォトカソードと前記マルチチャネルプレートは、前記電子入力面と前記フォトカソードとの間にギャップを形成するように前記電子入力面が前記フォトカソードに面して互いに離れて並置され、
前記多数のマイクロチャネル開口は前記電子入力面上に障害物を有せず、
前記ギャップ寸法は50μm以下の範囲内にある、ところのイメージ増倍管。
請求項１に記載のイメージ増倍管であって、前記ギャップ寸法は25μmから15μm以下までの範囲にある、ところのイメージ増倍管。
請求項１に記載のイメージ増倍管であって、さらに約1.6から4.0volt/μmの電場を前記フォトカソードと前記マイクロチャネルプレートとの間に印加する電源を含む、イメージ増倍管。
請求項１ないし３のいずれかに記載のイメージ増倍管であって、前記電子入力面にイオンバリアフィルムがない、イメージ増倍管。
請求項１ないし４のいずれかに記載のイメージ増倍管であって、前記マイクロチャネルプレートは、前記フォトカソードと前記マイクロチャネルプレートとの間にイオンバリアフィルムを有せずに、固有のガス分子のレベルをもち、該レベルは、持続イオン再生を生成するのに必要な電圧より低い電圧を前記マイクロチャネルプレートを横切って印加され、真空下で前記マイクロチャネルプレートを少なくとも25μamp/cm ² のスクラッビング電子ビーム強度でスクラッビングすることで達成された、イメージ増倍管。
ナイト・ビジョン・デバイスであって、
請求項１から５のいずれかに記載のイメージ増倍管と、
景色からの光を受け取り、この光を前記イメージ増倍管に方向付ける対物レンズと、
前記イメージ増倍管のユーザーに可視イメージを与える接眼レンズと、
を含む、ナイト・ビジョン・デバイス。
イメージ増倍管を与える方法であって、
排気されたチャンバを内部に画成するチューブボディを与える工程と、
光を受光しかつ景色を写すパターンで光電子を応答的に解放するべく前記チャンバ内にフォトカソードを配置する工程と、
前記光電子を受け取りかつ景色を写すパターンで二次放出電子のシャワーを応答的に与えるべくマイクロチャネルプレートを配置する工程と、
前記マイクロチャネルプレートが前記フォトカソードと前記マイクロチャネルプレートとの間にイオンバリアフィルムを有せずに、持続イオン再生を生成するのに必要な電圧より低い電圧を前記マイクロチャネルプレートを横切って印加し、真空下で前記マイクロチャネルプレートを少なくとも25μamp/cm ² のスクラッビング電子ビーム強度でもってスクラッビングすることにより前記マイクロチャネルプレートから固有の分子を除去する工程と、
前記二次放出電子のシャワーを受け取りかつ景色を写す可視イメージを応答的に与えるスクリーン電極を与える工程と、
50μm以下の範囲内にあるギャップ寸法だけ、前記マイクロチャネルプレートを前記フォトカソードから離す工程と、
から成る方法。
請求項７に記載の方法であって、前記スクラッピングをすることが、75μamp/cm²のスクラッビング電子ビーム強度でもって行われる、ところの方法。
請求項８に記載の方法であって、前記スクラッピングをすることが、200μamp/cm²のスクラッビング電子ビーム強度でもって行われる、ところの方法。
請求項９に記載の方法であって、前記スクラッピングをすることが、300μamp/cm²のスクラッビング電子ビーム強度でもって行われる、ところの方法。
請求項７ないし１０のいずれかに記載の方法であって、前記ギャップ寸法は約25μmから約15μm以下の範囲内にある、方法。
請求項７ないし１１のいずれかに記載の方法であって、さらに商業的に入手可能でありNV-30Pとして知られるガラスと実質的に同じフォーミュレーションを有するクラッディングガラスから前記マイクロチャネルプレートを作る工程を含む方法。