RU2657338C1 - Electron-optical image converter with autoemission photocathode - Google Patents
Electron-optical image converter with autoemission photocathode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2657338C1 RU2657338C1 RU2017113807A RU2017113807A RU2657338C1 RU 2657338 C1 RU2657338 C1 RU 2657338C1 RU 2017113807 A RU2017113807 A RU 2017113807A RU 2017113807 A RU2017113807 A RU 2017113807A RU 2657338 C1 RU2657338 C1 RU 2657338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electron
- cathode
- field
- photocathode
- pyroelectric
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 10
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 7
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000004297 night vision Effects 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000005427 atmospheric aerosol Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000002717 carbon nanostructure Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 108010067216 glycyl-glycyl-glycine Proteins 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- KTQJVAJLJZIKKD-UHFFFAOYSA-N n-[2-(1h-indol-3-yl)ethyl]-n-methylpropan-2-amine Chemical compound C1=CC=C2C(CCN(C)C(C)C)=CNC2=C1 KTQJVAJLJZIKKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- GZXOHHPYODFEGO-UHFFFAOYSA-N triglycine sulfate Chemical compound NCC(O)=O.NCC(O)=O.NCC(O)=O.OS(O)(=O)=O GZXOHHPYODFEGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
- H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
- H01J31/50—Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output
- H01J31/506—Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output tubes using secondary emission effect
- H01J31/507—Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output tubes using secondary emission effect using a large number of channels, e.g. microchannel plates
Landscapes
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптоэлектроники, касающейся электронно-оптических преобразователей (ЭОП), преобразующих изображения в среднем и дальнем инфракрасном диапазонах в изображения в видимом диапазоне или в электрический сигнал. Одним из главных применений ЭОП является их использование при создании приборов ночного видения (ПНВ).The invention relates to the field of optoelectronics, relating to electron-optical converters (image intensifier tubes) that convert images in the middle and far infrared ranges into images in the visible range or into an electrical signal. One of the main applications of image intensifiers is their use in the creation of night vision devices (NVD).
Простейший (классический) ЭОП [Википедия] представляет собой короткий стеклянный цилиндр, на одном торце которого изнутри напылен фотокатод из вещества с малой работой выхода, то есть легко ионизирующегося под действием света. На другом торце напылен люминофор, то есть вещество, светящееся под ударами электронов. Специальная система электродов обеспечивает ускорение (то есть увеличение энергии) и размножение электронов на пути от фотокатода к люминофору. Для нормальной работы на эти электроды подаются определенные напряжения, вырабатываемые источником питания ЭОП.The simplest (classical) image intensifier tube [Wikipedia] is a short glass cylinder with a photocathode from a substance with a small work function, that is, easily ionized by light, is sprayed on the inside from one end. At the other end, a phosphor is sprayed, that is, a substance that glows under the impact of electrons. A special electrode system provides acceleration (that is, an increase in energy) and electron multiplication along the path from the photocathode to the phosphor. For normal operation, these electrodes are supplied with certain voltages generated by the power source of the image intensifier tube.
Улучшение технических характеристик ЭОП с течением времени было направлено на расширение их рабочего частотного диапазона в область инфракрасного излучения и повышение чувствительности по отношению к уровню принимаемого сигнала. С этой целью проводились исследования по улучшению: эмиссионных свойств катодов (источников первичного потока электронов), характеристик усилителей и умножителей количества электронов и их микроминиатюризация, применение в ЭОП широкополосных пироэлектрических элементов для управления потоком электронов, формирующих изображения в двумерных регистрирующих устройствах.Improving the technical characteristics of the image intensifier over time was aimed at expanding their operating frequency range in the infrared region and increasing sensitivity with respect to the level of the received signal. To this end, studies have been carried out to improve: the emission properties of cathodes (sources of the primary electron flux), the characteristics of amplifiers and multipliers of the number of electrons and their microminiaturization, the use of wide-band pyroelectric elements in the image intensifier tubes to control the flow of electrons forming images in two-dimensional recording devices.
В настоящее время традиционные фотокатоды на основе GаАs, применяемые в ЭОП III поколения, работают в области спектра 0,4-0,9 мкм. За последние годы созданы фотокатоды с отрицательным электронным сродством на основе структуры InGаАs - InGаАsР, работающие в области спектра 0,4-1,1 мкм. Достигнутые значения чувствительности многощелочного и арсенидгаллиевого фотокатодов близки к теоретически возможным, и дальнейшее улучшение параметров ЭОП и приборов ночного видения за счет повышения чувствительности фотокатода практически невозможно. Улучшение параметров ПНВ возможно за счет расширения диапазона чувствительности в ближнюю ИК-область спектра [Новые фотокатоды УФ- и ИК-диапазонов для перспективных фотоприемных устройств М.Р. Айнбунд, И.С. Васильев, Е.Г. Вилькин, Л.Г. и др. Прикладная физика 2006 №4, с. 97-101]. Актуальной проблемой является создание фотокатодов с рабочей областью спектра, смещенной в диапазон 1,4-1,8 мкм, поскольку этот диапазон крайне необходим при использовании в приборах ночного видения, так как здесь обеспечивается возможность наблюдения объектов в атмосферных аэрозолях и дымах, а также обнаружения излучения современных лазерных целеуказателей-дальномеров, работающих на длинах волн 1,55 мкм и 1,7 мкм.At present, traditional GaAs based photocathodes used in III generation ICs operate in the spectral range of 0.4–0.9 μm. In recent years, photocathodes with negative electron affinity have been created on the basis of the InGaAs - InGaAsP structure, operating in the spectral region of 0.4-1.1 μm. The achieved sensitivity values of the multi-alkaline and gallium arsenide photocathodes are close to theoretically possible, and further improvement of the image intensifier tubes and night-vision devices by increasing the sensitivity of the photocathode is practically impossible. Improving the NVD parameters is possible by expanding the sensitivity range in the near infrared region of the spectrum [New photocathodes of the UV and IR ranges for promising photodetector devices Ainbund, I.S. Vasiliev, E.G. Vilkin, L.G. et al. Applied Physics 2006 No. 4, p. 97-101]. An urgent problem is the creation of photocathodes with a working region of the spectrum shifted in the range of 1.4-1.8 μm, since this range is extremely necessary when used in night vision devices, since it provides the possibility of observing objects in atmospheric aerosols and smoke, as well as detecting radiation of modern laser target designators-rangefinders operating at wavelengths of 1.55 microns and 1.7 microns.
Во всех существующих конструкциях электронно-оптических преобразователей изображения для генерации первичного электронного потока в катодах используется явление фотоэлектронной эмиссии. Какая-либо информация об использовании в ЭОП автоэлектронной эмиссии авторам неизвестна. В тоже время современные автоэмиссионные катоды обладают уникальными эмиссионными характеристиками. Эта уникальность обусловленаIn all existing designs of electron-optical image converters, the phenomenon of photoelectron emission is used to generate the primary electron stream in the cathodes. The authors are not aware of any information on the use of field emission in electron intensifier tubes. At the same time, modern field emission cathodes have unique emission characteristics. This uniqueness is due to
- во-первых, среди эмиссионных явлений автоэмиссия занимает особое место, так как это чисто квантовый туннельный эффект, при котором для высвобождения электронов из катода не требуется затрат энергии на сам эмиссионный акт в отличие от термо-, фото- и вторичной эмиссии [Елинсон М.И., Васильев ГФ. Ненакаливаемые катоды. М.: Наука. 1974. 278 с.];- firstly, among emission phenomena, field emission occupies a special place, since it is a purely quantum tunneling effect, in which the release of electrons from the cathode does not require energy consumption for the emission act itself, in contrast to thermal, photo, and secondary emission [Elinson M .I., Vasiliev GF. Non-heated cathodes. M .: Science. 1974. 278 p.];
- во-вторых, используемые в катодах углеродные нанотрубки (УНТ) имеют идеальную геометрию для создания эмиттеров электронов - высокое аспектное отношение α (отношение длины трубки к диаметру). Благодаря этой особенности нанотрубки способны усиливать электрическое поле, так что величина напряженности электрического поля Е вблизи края УНТ примерно в α раз превышает среднюю величину этого параметра Ео, определяемую как отношение приложенного напряжение к размеру межэлектродного промежутка. Характерное значение коэффициента усиления поля для углеродных нанотрубок достигает значений 103.- secondly, carbon nanotubes (CNTs) used in cathodes have an ideal geometry for creating electron emitters - a high aspect ratio α (ratio of tube length to diameter). Due to this feature, nanotubes are able to enhance the electric field, so that the electric field strength E near the edge of the CNT is approximately α times higher than the average value of this parameter E о , defined as the ratio of the applied voltage to the size of the interelectrode gap. The characteristic value of the field gain for carbon nanotubes reaches 10 3 .
- пороговая напряженность поля начала автоэмиссии нанотрубных катодов крайне низка и составляет 0,5-1 В/мкм, плотность тока в постоянном режиме достигает 0,5 А/см2, [Ю.В. Гуляев. Углеродные нанотрубные структуры - новый материал для эмиссионой электроники / ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, том 73, №5, 2003, с. 389-391].- the threshold field strength of the start of emission of nanotube cathodes is extremely low and is 0.5-1 V / μm, the current density in the constant mode reaches 0.5 A / cm 2 , [Yu.V. Gulyaev. Carbon nanotube structures - a new material for emission electronics / Bulletin of the Russian Academy of Sciences, vol. 73, No. 5, 2003, p. 389-391].
Указанные особенности УНТ в сочетании с высокой крутизной вольт-амперной характеристики эмиссии делают их перспективными для применений в качестве элементов конструкции катодов фотоэлектронных устройств.The indicated features of CNTs in combination with the high steepness of the current – voltage characteristics of the emission make them promising for applications as structural elements of the cathodes of photoelectronic devices.
В настоящее время известны автоэмиссионные катоды на основе различных наноструктурированных углеродных (наноуглеродных) материалов [Косаковский Г.Г., Латышев Ю.И., Благов Е.В., Косаковская З.Я., Орлов А.П., Смолович А.М. Низковольтная полевая эмиссия с углеродных нанотрубных катодов. Нанотехнологии: разработка, применение - XXI век, 2013]. В предлагаемом решении представлен вариант изготовления автоэмиссионного катода с использованием углеродных нанотрубок.At present, field emission cathodes based on various nanostructured carbon (nanocarbon) materials are known [Kosakovsky GG, Latyshev Yu.I., Blagov EV, Kosakovskaya Z.Ya., Orlov AP, Smolovich A.M. . Low-voltage field emission from carbon nanotube cathodes. Nanotechnology: development, application - XXI century, 2013]. The proposed solution presents an option for manufacturing a field emission cathode using carbon nanotubes.
Что касается успехов в разработке усилителей-умножителей первоначального потока электронов, имитируемых катодом, то широкое применение получили в настоящее время микроканальные усилители (на микроканальных пластинах).As regards successes in the development of amplifiers-multipliers of the initial electron flux simulated by the cathode, microchannel amplifiers (on microchannel plates) are now widely used.
Расширение длинноволновой границы спектральной чувствительности электронно-оптических преобразователей изображения в область среднего и дальнего инфракрасного диапазонов (до 40 мкм) с одновременным повышением их чувствительности фактически переводит ЭОП из класса приборов ночного видения в класс тепловизионных приборов (пирометры, тепловизоры). В качестве фоточувствительных элементов таких приборов могут использоваться пироэлектрики, у которых при изменении температуры возникает электрическое поле. Эти элементы имеют практически постоянную и высокую чувствительность как в ближнем, так и в дальнем ИК-диапазонах.The extension of the long-wavelength boundary of the spectral sensitivity of electron-optical image converters to the region of the middle and far infrared ranges (up to 40 μm) with a simultaneous increase in their sensitivity actually transfers the image intensifiers from the class of night-vision devices to the class of thermal imaging devices (pyrometers, thermal imagers). Pyroelectrics can be used as photosensitive elements of such devices, in which an electric field arises when the temperature changes. These elements have almost constant and high sensitivity both in the near and in the far infrared ranges.
Известны работы, в которых рассмотрены попытки применения пироэлектриков при разработке ЭОП. Например, патент [RU 2325725 «Пироэлектрический электронно-оптический преобразователь изображения» Авторы: Гончаренко Б.Г, Брюхневич Г.И., Салов В.Д., Зорин С.М., Виленчик Л.С., Антипов В.А от 10.06.2006], в котором описано устройство, содержащее в вакуумированном объеме источник однородного потока электронов, представляющий собой щелочноземельный фотокатод, выполненный сплошным из материала, прозрачного для инфракрасного излучения, освещаемый вспомогательным источником света, пироэлектрическую мишень со cквозными отверстиями, поглощающий слой со сквозными отверстиями и люминесцентный экран. Устройство осуществляет модуляцию однородного (моноэнергетического) потока электронов матричным пироприемником.Known works in which attempts to use pyroelectrics in the development of image intensifier tubes are considered. For example, patent [RU 2325725 “Pyroelectric electron-optical image converter” Authors: Goncharenko B. G., Bryukhnevich G. I., Salov V. D., Zorin S. M., Vilenchik L. S., Antipov V. A. from 06/10/2006], which describes a device containing a source of uniform electron flux in an evacuated volume, which is an alkaline-earth photocathode made of a material transparent to infrared radiation, illuminated by an auxiliary light source, a pyroelectric target with through holes, an absorbing layer with kvoznymi holes and a phosphor screen. The device modulates a homogeneous (monoenergetic) electron flow by a matrix pyrodetector.
Известен также патент [RU 2476952 С2 «Электронно-оптический преобразователь». Авторы Карамурзов Б.С. и др., опубл., 27.02.2013. Бюл. №6]. Электронно-оптический преобразователь содержит вакуумированную колбу с входным окном, прозрачным в инфракрасной области спектра, фотокатод, создающий поток электронов, пироэлектрическую мишень со сквозными отверстиями, разделенную на дискретные элементы для прохождения электронного потока, управляющий электрод, несущую диэлектрическую пленку и поглощающий слой, включающий пироэлектрический слой, устройство регистрации двумерного электронного изображения, микроканальную пластину - умножитель электронов.Also known patent [RU 2476952 C2 "Electron-optical Converter". Authors Karamurzov B.S. et al., published on 02.27.2013. Bull. No. 6]. The electron-optical converter contains a vacuum flask with an input window that is transparent in the infrared region of the spectrum, a photocathode that generates an electron stream, a pyroelectric target with through holes, divided into discrete elements for the passage of the electron stream, a control electrode, a carrier dielectric film and an absorbing layer including a pyroelectric layer, two-dimensional electronic image registration device, microchannel plate - electron multiplier.
В обоих патентах используются пироэлектрические элементы с целью расширения частотного диапазона ЭОП, но в обоих имеются серьезные недостатки: 1 - поток электронов проходит к регистрирующему устройству только через отверстия в пироэлектрической мишени, что снижает чувствительность и разрешение ЭОП, поскольку большая часть площади мишени не пропускает поток электронов;Both patents use pyroelectric elements to expand the frequency range of the image intensifier tube, but both have serious drawbacks: 1 - the electron flow passes to the recording device only through the holes in the pyroelectric target, which reduces the sensitivity and resolution of the image intensifier, since most of the target area does not pass the stream electrons;
2 - применение щелочноземельных фотокатодов с низкой эмиссионной способностью, для которых необходим внешний источник света для облучения катода;2 - the use of alkaline-earth photocathodes with low emission ability, for which an external light source is needed to irradiate the cathode;
3 - испарения от щелочного фотокатода, вызванные ионной бомбардировкой приводят к быстрому выходу из строя пироэлектрических элементов вследствие отравления.3 - evaporation from an alkaline photocathode caused by ion bombardment leads to a rapid failure of pyroelectric elements due to poisoning.
По количеству общих признаков, взятых из прототипа к предлагаемому решению ближе изобретение по патенту RU 2476952 С2.By the number of common features taken from the prototype, the invention according to patent RU 2476952 C2 is closer to the proposed solution.
Целью предлагаемого изобретения является создание портативного малогабаритного неохлаждаемого преобразователя изображения в среднем и дальнем инфракрасном диапазонах в изображения в видимом диапазоне или в электрический сигнал на базе классического электронно-оптического преобразователя, в котором устраняются отмеченные выше недостатки известных конструктивных решений ЭОП.The aim of the invention is the creation of a portable small-sized uncooled image converter in the middle and far infrared ranges in the image in the visible range or into an electrical signal based on the classical electron-optical converter, which eliminates the above-mentioned disadvantages of the known design solutions of the image intensifier tube.
Поставленная цель достигается тем, что в электронно-оптическом преобразователе, содержащем в вакуумированной колбе: входное окно, прозрачное в инфракрасной области спектра; фотокатод, расположенный на внутренней поверхности входного окна и создающий поток электронов; микроканальный усилитель и устройство регистрации двумерного электронного изображения, в качестве катода применен автоэмиссионный фотокатод, выполненный в планарной технологии в виде матричного пироэлектрического слоя из отдельных дискретных элементов, на которые нанесены автоэмиссионные излучатели, выполненные на основе углеродных наноструктурированных материалов,' а управление потоком электронов эмиссии катода осуществляется упомянутым пироэлектрическим слоем за счет дополнительного поля, создаваемого пространственным распределением потенциалов на этом слое, при изменении температуры пироэлектрического материала в результате поглощении им входного инфракрасного излучения.This goal is achieved by the fact that in the electron-optical Converter, containing in a vacuum flask: the input window is transparent in the infrared region of the spectrum; a photocathode located on the inner surface of the input window and creating a stream of electrons; a microchannel amplifier and a device for recording a two-dimensional electronic image, a field emission photocathode is used as a cathode, made in planar technology in the form of a matrix pyroelectric layer of individual discrete elements, on which field emission emitters are applied, made on the basis of carbon nanostructured materials, and the cathode emission electron flow is controlled carried out by the aforementioned pyroelectric layer due to the additional field created by the spatial distribution edeleniem potentials on this layer, the temperature changes of the pyroelectric material resulting from absorption of their input infrared radiation.
Блок-схема предлагаемого устройства поясняется фиг. 1, в деталях показан разработанный авторами вариант конструкции автоэмиссионного катода - нового элемента в предлагаемом решении. Анализируемое ИК-излучение проходит через входное окно 1, выполненное из прозрачного в исследуемом диапазоне длин волн материала, отсекающего коротковолновую часть спектра, имеющее просветляющее покрытие 11 на наружной поверхности. Входное окно 1 заключено в металлическое кольцо 2. На внутреннюю поверхность входного окна наносятся: прозрачный проводящий слой 3 (например, оксида индия-оксида олова), имеющий гальванический контакт с металлическим кольцом 2; слой пироэлектрического материала (например, сегнетоэлектрика ДТГС), разделенный на отдельные мозаичные элементы 10 субмикронного размера; сплошной металлический электрод 9 пироэлемента, и система ортогонально ориентированных к поверхности пироэлемента автоэмиттирующих электроны острий 8, выполненных на основе углеродных наноструктурированных материалов с высоким аспектным отношением (например, углеродных нанотрубок). Микроканальный усилитель 6 расположен за автоэмиссионным катодом. Устройство регистрации двумерного электронного изображения 7, выполненного в виде люминесцентной панели или электронно чувствительной матрицы. Указанные элементы конструкции помещены в вакуумированный объем, образуемый керамическим корпусным кольцом 4 и герметизирующими слоями 5.The block diagram of the proposed device is illustrated in FIG. 1, the design variant of the field emission cathode developed by the authors is shown in detail — a new element in the proposed solution. The analyzed infrared radiation passes through an
Работа устройства. Минусовой вывод источника питания электронно-оптического преобразователя подается на металлическое кольцо 2. Напряжение источника питания обеспечивает в промежутке «катод-микроканальный усилитель» предпороговое поле автоэмиссии. Ток автоэмиссии возникает при попадании на входное окно инфракрасного излучения. Управление током автоэмиссии осуществляется дополнительным полем, создаваемым потенциалом на мозаичном элементе пироэлектрического слоя за счет изменения температуры пироэлектрического материала при поглощении инфракрасного излучения. В качестве пироэлектрического слоя можно использовать матрицу на основе мозаичных пироэлементов. Далее ток эмиссии усиливается микроканальным усилителем и электронный поток попадает на устройство регистрации изображения в видимом диапазоне, выполненное в виде люминесцентной панели или электронно-чувствительной матрицы.The operation of the device. The negative output of the power source of the electron-optical converter is supplied to the
Реализуемость изобретения. Новыми элементами (по сравнению с классическим ЭОЛ) являются: автоэмиссионный катод, матрица пироэлектрических элементов. Реализуемость изобретения обеспечена:Feasibility of the invention. New elements (in comparison with the classical EOL) are: field emission cathode, matrix of pyroelectric elements. The feasibility of the invention is provided by:
1. Технологией изготовления пироэлектрических матриц, предназначенных для преобразования проецированного на нее оптического излучения инфракрасного диапазона в потенциальный рельеф, возникающий на поверхности пироэлектрического элемента, которая в настоящее время хорошо отработана и широко применяются в пировидиконах. В работе [Новые высокочувствительные виброустойчивые пировидиконы диапазона длин волн 8-14 мкм. Н.А. Березкин, С.Ю. Меркин, Н.Н. Москвина, Р.М. Степанов. Прикладная физика, №4-2006] сообщается о создании на основе мозаичных пироэлементов размерами 20×18×18 мкм из дейтерированного триглицинсульфата пировидикона для спектрального диапазона 8-14 мкм.1. The manufacturing technology of pyroelectric matrices designed to convert the infrared optical radiation projected onto it into a potential relief arising on the surface of the pyroelectric element, which is currently well developed and widely used in pyrovidicons. In the work [New highly sensitive vibration-resistant pyruvidicones of the wavelength range of 8-14 microns. ON. Berezkin, S.Yu. Merkin, N.N. Moskvina, R.M. Stepanov. Applied Physics, No. 4-2006], the creation of 20 × 18 × 18 μm mosaic pyroelements from deuterated pyrovidicone triglycine sulfate for a spectral range of 8-14 μm is reported.
2. В настоящее время известно значительное количество работ, посвященных разработке технологии изготовления автоэмиссионных катодов на основе УНТ см. патент [РФ 250485, «Автоэмиссионный фотокатод»]; разработана технология струйной печати автоэмиссионных катодов на основе УНТ (Лаборатория технологий 3D печати функциональных микроструктур МФТИ http://mipt.ru) [Петрухин Г.Н. Разработка конструктивно-технологических методов роста углеродных наноструктур для автоэмиссионных применений. М. 2010].2. Currently, a significant amount of work is known on the development of the technology for the production of CNT-based field emission cathodes; see patent [RF 250485, “Field-emission photocathode”]; a technology for inkjet printing of field emission cathodes based on CNTs has been developed (Laboratory of 3D Printing Technologies for Functional Microstructures MIPT http://mipt.ru) [G. Petrukhin Development of constructive and technological methods for the growth of carbon nanostructures for field emission applications. M. 2010].
Указанные ранее недостатки известных устройств устранены за счет разработки оригинальной конструкции катода предлагаемого ЭОП. Новый эффект достигается за счет расширения спектрального диапазона устройства вплоть до дальнего инфракрасного диапазона, обеспечения высокой чувствительности и высокой разрешающей способности.The previously mentioned disadvantages of the known devices are eliminated by developing the original cathode design of the proposed image intensifier tube. A new effect is achieved by expanding the spectral range of the device up to the far infrared range, providing high sensitivity and high resolution.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017113807A RU2657338C1 (en) | 2017-04-20 | 2017-04-20 | Electron-optical image converter with autoemission photocathode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017113807A RU2657338C1 (en) | 2017-04-20 | 2017-04-20 | Electron-optical image converter with autoemission photocathode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2657338C1 true RU2657338C1 (en) | 2018-06-13 |
Family
ID=62620018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017113807A RU2657338C1 (en) | 2017-04-20 | 2017-04-20 | Electron-optical image converter with autoemission photocathode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2657338C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2160479C2 (en) * | 1998-06-23 | 2000-12-10 | Гончаренко Борис Гаврилович | Pyroelectric optical converter (design versions) |
| US20070170414A1 (en) * | 2001-06-14 | 2007-07-26 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Field emission devices using modified carbon nanotubes |
| RU2431120C2 (en) * | 2009-10-14 | 2011-10-10 | Закрытое акционерное общество "ИНФРАСИСТЕМС" | Internal gain ir image raster receiver |
| RU2476952C2 (en) * | 2010-10-07 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" | Electro-optical converter |
-
2017
- 2017-04-20 RU RU2017113807A patent/RU2657338C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2160479C2 (en) * | 1998-06-23 | 2000-12-10 | Гончаренко Борис Гаврилович | Pyroelectric optical converter (design versions) |
| US20070170414A1 (en) * | 2001-06-14 | 2007-07-26 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Field emission devices using modified carbon nanotubes |
| RU2431120C2 (en) * | 2009-10-14 | 2011-10-10 | Закрытое акционерное общество "ИНФРАСИСТЕМС" | Internal gain ir image raster receiver |
| RU2476952C2 (en) * | 2010-10-07 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" | Electro-optical converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101907223B1 (en) | Electron multiplier device having a nanodiamond layer | |
| US5374826A (en) | Hybrid photomultiplier tube with high sensitivity | |
| EP1684321B1 (en) | Photovoltaic device and lamp and display device using the same | |
| Wiley et al. | Electron multipliers utilizing continuous strip surfaces | |
| JP2014067730A (en) | Image intensifier device | |
| EP0642147B1 (en) | Photoemitter, electron tube, and photodetector | |
| JP6532852B2 (en) | Electron multiplication structure used in vacuum tube using electron multiplication, and vacuum tube using electron multiplication comprising such electron multiplication structure | |
| Vecchione et al. | Quantum efficiency and transverse momentum from metals | |
| JP4996028B2 (en) | Microchannel plate with reinforced coating | |
| JP4410027B2 (en) | Photocathode and electron tube | |
| JP4607866B2 (en) | Image intensifier and electron multiplier for the same | |
| RU2657338C1 (en) | Electron-optical image converter with autoemission photocathode | |
| US3989971A (en) | Gateable electron image intensifier | |
| US6320180B1 (en) | Method and system for enhanced vision employing an improved image intensifier and gated power supply | |
| US6049168A (en) | Method and system for manufacturing microchannel plates | |
| US3128406A (en) | Radiation image pickup tube | |
| US6437491B1 (en) | System for enhanced vision employing an improved image intensifier with an unfilmed microchannel plate | |
| GB1585645A (en) | Gas discharge-electron display device | |
| US20070051879A1 (en) | Image Intensifier Device and Method | |
| JPH07320681A (en) | High sensitivity hybrid photomultiplier tube | |
| US6303918B1 (en) | Method and system for detecting radiation incorporating a hardened photocathode | |
| RU2660947C2 (en) | X-ray visualizer | |
| US6297494B1 (en) | Method and system for enhanced vision employing an improved image intensifier with a gated power supply and reduced halo | |
| RU2558387C1 (en) | Electro-optical display and method of making same | |
| US20150255239A1 (en) | Nano granular materials (ngm) material, methods and arrangements for manufacturing said material and electrical components comprising said material |