微光像增強器熒光屏發(fā)光特性及測試技術(shù)研究.pdf

1、微光像增強器是夜視技術(shù)的核心部件，經(jīng)歷了一代、二代、超二代、三代和四代等發(fā)展歷程。美國正在進行三代像增強器的生產(chǎn)和四代像增強器的研究，我國研究技術(shù)落后美國20～25年，正在進行三代像增強器的研究，需要微光像增強器熒光屏綜合參數(shù)測試設(shè)備，國內(nèi)沒有，但涉及提升器件水平的在線測試設(shè)備國外對我國禁運。為了滿足微光夜視技術(shù)國防重點實驗室對三代微光像增強器研究的需要，本文開展了微光像增強器熒光屏發(fā)光特性及測試技術(shù)研究，提出像增強器熒光屏發(fā)光亮度、均

2、勻性、發(fā)光效率和余輝測試方法，研制出像增強器熒光屏綜合參數(shù)測試系統(tǒng)和熱電子面發(fā)射源，給出像增強器熒光屏綜合參數(shù)測試系統(tǒng)的最佳工作參數(shù)和熒光屏的測試結(jié)果。 在分析研究熒光屏發(fā)光機理和特性的基礎(chǔ)上，給出表征微光像增強器熒光屏性能的主要參數(shù)為熒光屏發(fā)光亮度、發(fā)光的均勻性、發(fā)光效率和余輝。針對這四個主要性能參數(shù)的測試要求，提出并采用百萬級CCD和成像亮度計測試熒光屏發(fā)光亮度和均勻性；提出并采用光通量探測器和光功率計、電流計測試熒光屏發(fā)光

3、效率；提出并采用光敏電池探測器和信號處理器測試余輝，為設(shè)計和成功研制微光像增強器熒光屏綜合參數(shù)測試系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。 為了滿足微光像增強器熒光屏發(fā)光亮度、均勻性、效率和余輝四個主要性能參數(shù)的測試要求，首先需要研制滿足測試標準的熱電子面發(fā)射源。運用真空環(huán)境下熱輻射公式推導(dǎo)出平面螺旋燈絲的熱平衡方程，得出了在工作時平面螺旋燈絲每點溫度相同的結(jié)論，根據(jù)熱電子發(fā)射方程，從而確定了燈絲每點熱電子發(fā)射相同；采用Φ0.3mm鉭絲材料、研制出平面

4、螺旋燈絲，其燈絲間距為1mm、平面螺旋直徑為Φ8mm，并且研究了平面螺旋燈絲熱電子發(fā)射的特性；在圓柱坐標系中，通過求解軸對稱靜電場Laplace方程，得出熱電子面發(fā)射源電場分布，通過求解軸對稱場中電子的子午軌跡方程，得到熱電子面發(fā)射源的電子軌跡，從理論上確定了獲得均勻熱電子面發(fā)射源的物理參數(shù)：再通過反復(fù)調(diào)試和驗證，最終研制出具有發(fā)散、均勻、匯聚和淹沒的電子特性的熱電子面發(fā)射源。 為國防重點實驗室成功研制了微光像增強器熒光屏綜合參