Повышение качества бипланарных электронно-оптических преобразователей по параметру "отношение сигнал-шум" за счет разработки новых технологических режимов операции финишной обработки

• Автор: Коновалов, Павел Игоревич
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1.
СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА СНИЖЕНИЯ УРОВНЯ ШУМА БИПЛАНАРНЫХ ЭЛЕКТРОННООПГИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.

1.1 Анализ конструкции бипланарных электроннооптических

преобразователей и их параметров.

.2. Анализ основных типов шумов в бипланарных электроннооптических преобразователях

1.3. Обзор путей и методов понижения ионнообратной связи в бипланарном электроннооптическом преобразователе.
1.4. Технологический маршрут производства электроннооптического преобразователя поколения 2. Операция финишной обработки ЭОП

1.5. Постановка целей и задач.

ГЛАВА 2.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРА ШУМА МИКРОКАНАЛЬНОЙ ПЛАСТИНЫ
2.1. Разработка математической модели фактора шума МКП
с учетом параметров работоспособности МКП.
2.2. Ионизация остаточных газов.
2.3. Изучение электронностимулированной десорбции ионов из каналов МКП.
2.3.1. Методика и результаты измерения интенсивности ЭСД МКП при совмещении электронного обезгаживания с термическим.
2.3.2. Анализ экспериментальных данных
2.3.3. Методика и результаты измерения коэффициента вторичной электронной эмиссии резистивноэмиссионного слоя канала МКП
2.4. Учет результатов экспериментальных данных в модели фактора шума
микроканальной пластины
ГЛАВА 3.
РАЗРАБОТКА РЕЖИМОВ АГРЕССИВНОЙ ТРЕНИРОВКИ МИКРОКАНАЛЬНОЙ ПЛАСТИНЫ
3.1. Операция трсггировка микроканальной пластины
3.2. Расчет энергии первичных электронов при коэффициенте вторичной электронной эмиссии равным единице
3.3. Расчет зависимости энергии электронов в момент удара от напряжения питания микроканальной пластины.
3.4. Экспериментальная отработка разработанного режима тренировки МКП.
ГЛАВА 4.
ДАЛЬНЕЙШИЕ ПУТИ УВЕЛИЧЕНИЯ
ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛШУМ
4.1 .Анализ влияния ключевых технологических операций на
эксплуатационные параметры и шумовые характеристики.
электроннооптического преобразователя
4.2. Пути повышения интегральной чувствительности фотокатода
4.2.1. Выбор дополнительных контрольных сигналов
4.2.2. Использование интерференционного усиления квантового выхода фотокатода.
ЛИТЕРАТУРА


Схема биплаиарного ЭОП и принцип его работы показаны на рис. Входное изображение 1 проецируется оптической системой на вход фотокатода 2 (прямой перенос), в месте засветки фотокатода эмитируются электроны, которые под действием ускоряющего поля направляются к входу микроканальной пластины. На выходе канала МКП образуется лавина электронов, которая под действием ускоряющего поля направляется на люминесцентный экран 3 и бомбардирует люминофор в точке, соответствующей точке засветки на фотокатоде. Т.к. ЭОП создается поверну гая на 0° картина, которая «падала» на фотокатод. Рис. Т аблица 1. Электронно-оптический преобразователь всегда используется как звено в различных системах передачи и преобразования информации. Каждый элемент системы вносит свое искажение в проходящий через него сигнал, в качестве которого, в большинстве случаев, предстает некоторое изображение. Для того, чтобы система могла сохранить как можно больше полезной информации, искажение исходного изображения должно быть минимальным. Разработчики оптико-электронных наблюдательных систем используют различные методы улучшения отношения сигнал-шум готовой системы [], однако, сам электронно-оптический преобразователь может сильно занижать достигнутые результаты. Среди характеристик качества изображения можно выделить два класса [2]: геометрические и статистические. ЭОП относится все, что связано с четкостью изображения: предел разрешающей способности, частотно-контрастная характеристика, наличие и уровень аббераций оптических элементов. Статистические характеристики элекгронно-оптического преобразователя определяются отношением сигнал-шум. Отношением сигнал-шум называют отношение среднего значения яркости элемента изображения за определенный промежуток времени к величине среднеквадратического отклонения яркости этого элемента [3,4]. Величина освещенности на фотокатоде, а также размеры и расположение элемента изображения регламентируются ГОСТ 5. Преобразователи электронно-оптические. Методы измерения отношения сигнал-шум» [4]. Уровень отношения сигнал-шум зависит от многих факторов, одним из которых является интегральная чувствительность фотокатода. Часто в литературе встречаются упрощенные формулы расчета этого параметра на основе интегральной чувствительности фотокатода и коэффициента пропорциональности, определяемого технологией производства ЭОП [3,6]. Таким образом, величина отношения сигнал-шум дает значительно больше информации о приборе, чем интегральная чувствительность. Если изделие работает в условиях достаточно высокой освещенности, определяющими являются геометрические характеристики изображения, которые в большей мере зависят от степени дискретности передающих каналов каждого элемента ЭОП — волоконных шайб, микроканальной пластины, а также от размеров вакуумных промежутков и силы электрического поля. Если же освещенность фотокатода ЭОП становится достаточно низкой, на первый план выходят статистические процессы. Сегодня общепринятой практикой является оценка качества ЭОП по некоторому условному комплексному параметру — произведению предела разрешающей способности и отношения сигнал-шум (FOM - от англ. Figure of merit). Учитывая, что предел разрешающей способности ЭОП, как и другие его геометрические характеристики, зависит, в основном, от геометрических характеристик используемой комплектации, основным направлением улучшения качества электронно-оптического преобразователя является разработка технологических методов повышения отношения сигнал-шум. Процесс вторичной электронной эмиссии со стен корпуса прибора. Известно, что при температуре, превышающей значение абсолютного нуля, в объеме любого тела есть электроны, энергия которых выше потенциального барьера. Такие электроны могут покинуть тело и выйти в вакуум [8]. Количество электронов с энергией выше потенциального барьера пропорционально температуре. В]. Строго говоря, для полупроводниковых материалов является функцией от температуры, но в первом приближении в диапазоне рабочих температур ЭОГ1 (-°С+°С) этой зависимостью можно пренебречь.