Гибридные электронно-оптические устройства и системы преобразования динамических изображений для ввода в ЭВМ

• Автор: Симонов, Валентин Павлович
• Шифр специальности: 05.13.05, 05.11.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 345 с. : ил

Введение

Глава 1. Передающие телевизионные трубки в системах съема и

автоматической обработки изображений, регистрируемых

электроннооптическими камерами.

Введение
1.1. Анализ возможности применения передающих телевизионных трубок в системах регистрации изображений электроннооптических камер.
1.2. Высокочувствительная передающая телевизионная трубкасуперкремникон ПДМ1 с увеличенным размером фотокатода.

1.2.1. Электроннооптическая система секции переноса.

1.2.2. Конструкция суперкремникона.

1.2.3. Особенности технологии изготовления суперкремникона.

1.2.4. Основные технические характеристики суперкремникона ПДМ1.

1.3. Масштабирующие электроннооптические преобразователи для сопряжения с передающими телевизионными трубками.
1.3.1. Программное обеспечение расчетов ЭОС ЭОП.
1.3.2. Модульные масштабирующие ЭОП.
Выводы к первой главе.
Глава 2. Многоканальные фотодетекторы для спектрофотометрических исследований.
Введение
2.1. канальный цифровой фотодетектор Диокон.
2.1.1. Конструкция и особенности технологии изготовления диокона.
2.1.2. Основные технические характеристики диокона.
2.1.3. Аппаратура обработки данных.
2.1.4. Подготовка диокона к работе и результаты экспериментальных исследований экешгутационных параметров.
2.2. Многоканальный анализатор спектральной информации МАСИ.
2.2.1. Сравнительный анализ твердотельных полупроводниковых приемников изображения.
2.2.2. Функциональная схема МАСИ.
2.2.3. Гибридные электроннооптические преобразователи для МАСИ.
2.3. Электроннооптический преобразователь ПМ1 для сопряжения с формирователем видеосигнала на приборах с зарядовой связью.
2.3.1. Электроннооптическая система ЭОП.
2.3.2. Конструкция, особенности технологии изг отовления и результаты исследований ЭОП ПМ1.
2.3.3. Экраны на основе катодолюмииофора красного цвета свечения.
2.3.4. Преобразователь ПМ1 с фотокатодом на проводящей подложке.
Выводы ко шорой главе.
Глава 3. Детекторы рентгеновского диапазона и ионов в масс
спектрометрии.
Введение
3.1. Приборы для рентгеноструктурного анализа материалов.
3.1.1. Принципиальные схемы и конструкции гибридных преобразователей.
3.1.2. Технология изготовления преобразователей.
3.1.3. Методика исследований основных характеристик гибридных преобразователей.
3.1.4. Испытания гибридных преобразователей.
3.2. Пороговая и абсолютная чувствительность рентгеновских ЭОП при регистрации тормозного и синхротронного излучения.
3.2.1. РЭОП с большим полем изображения для диагностики плазмы.
3.2.2. Пороговая чувствительность рентгеновского ЭОП при регистрации 5 тормозного излучения с энергией до 1 МэВ.
3.2.3. Абсолютная чувствительность РЭОП в диапазоне 7 кэВ при 7 помощи синхротронного излучения.
3.3. Приборы для рентгеновской флуоресцентной спектроскопии.
3.4. Массспектрометрический приемник ионов.
Выводы к третьей главе.
Глава 4. Преобразователи ИК диапазона.
Введение
4.1. Гибридпые электроннооптические преобразователи для систем диагностики волоконнооптических линий связи.
4.2. Электроннооптическая регистрация свечения газового разряда в полупроводниковых системах и преобразователях изображения 6 ионизационного типа.
Выводы к четвертой главе.
Глава 5. Пространственновременные модуляторы света и принципы построения гибридных ЭОП на основе структу р с элсктрооптическими свойствами.
Введение
5.1. Пространственновременные модуляторы света и гибридные электронно
оптические преобразователи на основе элсктрооптических кристаллов.
5.1.1. ПВМС на основе структуры фотополупроводник элсктрооптический кристалл.
5.1.2. ПВМС на основе фоточувствитсльных элсктрооптических кристаллов.
5.1.3. Жидкокристаллические модуляторы света.
5.1.4. Гибридные ЭОП с мишенями на основе электрооптических кристаллов.
5.2. Схемы построения ГЭОП с электрооптическими мишенями и теоретические
оценки их основных характеристик.
5.2.1. Схемы построения системы усилитель яркости изображения Фототитус и ГЭОП с мишенью на основе ЭОК ДКДР.
5.2.2. Схемы построения системы усилитель яркости изображения ПРИЗ и ГЭОП с мишенью на основе ЭОК ЫЮго Р1пОео
5.2.3. Выбор схемы построения гибридного ЭОП с МДПЖК мишеныо и требования к его функциональным узлам.
5.2.4. Теоретический анализ ожидаемых характеристик гибридного ЭОП с МДПЖК мишеныо.
5.3. Технологические аспекты помещения электрооптических мишеней в
вакуумируемый объем прибора.
5.3.1. Вакуумноплотные электронопрозрачные перегородки для разделения вакуумных объемов ГЭОП с ЭОМ.
5.3.2. Выбор режимов обезгаживания электрооптических мишеней на основе силленитов и термообработки оболочек ГЭОП.
5.3.3. Технологические аспекты изготовления гибридного ЭОП с МДПЖК мишеныо.
Выводы к пятой главе.
Глава 6. Гибридные электроннооптические преобразователи с когерентнооптическим выходным сигналом на основе МДПЖК структу р.
Введение
6.1. Функциональные узлы и конструкция ГЭОП с МДПЖК мишеныо.
6.1.1. Элекгронновозбужденная проводимость и механическая прочность полупроводниковых кристаллов арсенида галлия.
6.1.2. Электроннооптическая система и конструкция IЭОП с МДПЖК
мишенью.
6.2. Методика исследования характеристик ГЭОП с МДПЖК мишеныо.
6.3. Основные характеристики и функциональные свойства ГЭ1ПМГЖК.
6.3.1. Основные характеристики и параметры ГЭОП ПМГ ЖК.
6.3.2. Сравнительный анализ параметров ГЗОI с МДПЖК мишеныо и гибридной системы ЭОППВМС на основе МДПЖК структуры.
6.3.3. Функциональные свойства ГЭОП ПМГ ЖК и его применение в системах оптической обработки информации.
Выводы к шестой главе.
Заключение.
Литература


Необходимость разработки такого прибора была продиктована, с одной стороны, требованием исключения из электроннооптического тракта ЭОК микроканального усилителя яркости изображения УЯИ, используемого в ЭОК АгатСФ1 и ограничивающего за счег собственных шумов МКП динамический диапазон системы, с другой требованием согласования геометрических размеров рабочих полей выходного экрана времяанализирующего ЭОП ЭОК и фотокатода передающей телевизионной трубки диаметры рабочих полей мм для применения волоконнооптической стыковки с целью снижения возможных потерь информации. Раздел 1. ЭОС ЭОП и результатов разработки крупноформатных масштабирующих УЯИ, обеспечивающих возможность построения элекронноопгического тракта с расширенным динамическим диапазоном и повышенным просгранегвенным разрешением ПМ1, ПМ2, ПМ2 и ПМ3. Рис. Перечисленные приборы образуют ряд модульных преобразователей и имеют увеличенный диаметр входных фотокатодов 0 мм и волоконнооптические окна на входе и выходе, позволяющие сочленять преобразователи друг с другом и с формирователями видеосигнала. При разработке приборов, представленных в разделах 1. ЭОС ЭОП, выбором и обоснованием конструктивных решений но их построению, отработкой технологий изготовления отдельных узлов и приборов в целом, обеспечивающих необходимые эксплуатационные характеристики и параметры. Следует отмстить, что альтернативой применения ПТТ в системах съема и обработки динамических изображений, регистрируемых ЭОК, являются твердотельные полупроводниковые формирователи видеосигнала с чувствительными элементами на основе приборов с зарядовой связью ПЗС или фотодиодные структуры. Эти приборы, а также ЭОП для сопряжения с ними в том числе и специализиронные и их применение в научном эксперименте, рассмотрены в главах 2
1. Анализ возможности применения передающих телевизионных трубок в системах регистрации изображений электроннооптических камер. Широкое использование в научных экспериментах электроннооптических камер ЭОК обусловило интенсивные разработки в области создания автоматизированных систем обработки изображений, регистрируемых ЭОК. Одними из основных элементов этих систем являются устройства съема изображений с экранов ЭОК, в которых оптические изображения преобразуются в электрический сигнал. В качестве преобразователей светсигнал в этих устройствах могут применяться различные передающие телевизионные трубки ПТТ. В работах описаны системы, в которых изображение с экрана ЭОК переносится на ПТТ через объектив. ЭОК с микроканальным усилителем яркости и использование высокочувствительных ПТТ с внешним фотоэффектом суперкремниконов. Данный раздел посвящен анализу нескольких вариантов построения электроннооптических трактов ЭОК, сопряженных с ПТТ . Они сравниваются с традиционной схемой съема изображений с экрана ЭОК и регистрацией на фотопленку, применяемой, например, в камере АгатСФ1, содержащей времяанализирующий ЭОП ПБ1А, микроканальный усилитель яркости ПМУ2В и приставку для контактного фотографирования . Схема регистрации изображений ЭОК АгатСФ1 представлена на рисунке 1. На рисунке 1. ПВ1А ПМУ2В Рф3
ПВ1А ГМ0,5 ЛИ2 1
ПВ1А т1,о ПДМ1 Ъ
ЛВ1Д пм1,о ПМ0,4 Щ Видикон
Рис. На рис. Д в показаны варианты построения трактов с серийно выпускаемым суперкремниконом типа ЛИ2 и экспериментальным суперкремниконом типа ПДМ1, на рис. Обозначения ПМ1,0, ПМ0,5 и ИМ0,4 относятся к однокамерным модульным усилителям яркости с многощелочными фотокатодами и электроннооптическим увеличением 1 0,5 и 0,4 соответственно рассмотрены в разделе 1. Следует отметить, что для схемы рис. ВОД. Основными характеристиками, определяющими эксплуатационную применимость различных схем, являются энергетическая и квантовая чувствительность, пространственное разрешение и динамический диапазон. Проведем сравнение схем с традиционной схемой регистрации на фотопленку РФ3 рис. Причем выражения 1. ПТТ соответствующий потенциальный рельеф, и плотности заряда, приносимого на мишень коммутирующим пучком и необходимого для компенсации накопленного потенциального рельефа. На рисунке 1. Используемые в формулах обозначения, а также наименования величин и их численные значения приведены в табл. Нэ щ2А2к
л2
где максимальная спектральная чувствительность соответствующей ПТТ
и на рис. К и К. Рис. Таблица 1. Глубина модуляции на 0 лин. Пространственное разрешение Ц лин. Наклон световой характеристики у, отн. Максимальная спектральная чувствительность ПТТ видикониого типа приведена с учетом коэффициента свстопропускания входного ВОД.