Газоразрядный усилитель изображения

,ЯО,Н, 11340 А 1 1)5 Н 1/50 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ1 в- евх Фо даетувст"про" зоб лько ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо иэов 1 етениям и отиеьггищпРи Гннт сссР(54)(57) 1. ГАОРАЗРРЛНЫР УСИЛИТЕЛЬИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащий стекляннуюоболочку с нанесенным на входное окно Изобретение относится к усилителям света (изображения), используемым преимущественно для наблюдения и Фотографирования слабосветящихся объектов,Известные усилители света - электронно-оптические преобразователи (ЭОП), предназначенные для наблюдения и Фотографирования слабосветя-. щихся объектов, состоят из Фотокато." да, экрана и фокусирующих электродов размещенных в стеклянномкерамическом или металличеСКОм корпусе, и системы импульсного питания.Недостатком ЭОП является сложност устройства, а также необходимость использования высокостабилизированны систем импульсного питания.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является газо- разрядный усилитель изображения, со 2Фотокатодом, наполненную Инертным газой при атмосферном давлении и раапо",ложенную между двумя светопропускающими электродами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расаирениядиапазона спектральной чувствительности, в инертный газ введена добака тетраметиламиноэтилена при давлнии насыщенных паров, входное окноизготовлено из прозрачного в уяьтраФиолетовой области спектра материала, фотокатод выполнен мультищелочным.2. Усилитель изображения по п.1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоодное окно изготовлено из Т.Р, атокатод - из БЬ-Иа-К-Сз,держащий стеклянную оболочку с на" несенным на входное окно Фотокатодом, наполненную инертным газом и расположенную между двумя полупрозрачными электродами, соединенными с источником импульсного напряжения.На электроды подается высокое на" пряжение, а на Фотокатод проецирует" ся изображение светящегося объекта. В импульсном электрическом поле напря женностью 6-10 кВ/см Фотоэлектроны, вылетающие из Фотокатода, инициируют стримерный разряд внутри оболочки, локализованный около Фотокатода сте образования изображения . Оп ный усилитель изображения обла чувствительностью, близкой к ч вительности Фотоумножителей, и стотой конструкцииоНедостатком этого усилителя и ражения является ограниченный товидимой или только ультрафиолетовой частью спектра диапазон спектральной чувствительности, определяемый материалом Фотокатода, В настоящее время не существует Фотокатодов, чувствительных как в видимой, так и в ультрафиолетовой области спектра.Цель изобретения - расширение диапзона спектральной чувствительности у щуря изображения.Указанная цель достигаеется тем. цто в Йзрразрядном усилителе изображения, содержащем стеклянную оболочку с нанесенным на входное окно фотокатодом, наполненную инертным газом при атмосферном давлении и расположенную между двумя светопропускающими электродами, В инертный газ введена добавка тетраметиламиноэтилена при давлении насыщенных паров, входное окно изготовлено из прозрацного в ультрафиолетовой области спектра материала, а Фотокатод выполнен мультищелоцным. 25Кроме того, входное окно может быть изготовлено из ,Р, а Фотокатод - из БЬ-Иа-К-СВ.На Фиг,1 изображен усилитель, общий вид на Фиг. 2 - зависимость квантового выхода Фотокатодсв.Устройство содержит стеклянную оболочку 1 которая наполнена инертным газом при атмосферном давлении. В инертный газ добавлены пары тетра 1 метиламиноэтилена /ТМАЕ) представля Юще Го собой лег ко кипящую бес цветную инертную жидкость с давлением насыщенного пара при нормальных условиях 5 мм рт.ст. Пары ТИАЕ либо добавлены В газ перед заполнением оболочки, либо они поступают в объем устройства из ампулы 2, припаянной непосредственно к оболоцке 1. Йультищелоцной Фотокатод 3 размещен внутриоболОчки Вблизи ВхОДнОГО Окна 4, изготовленного из ЫГ, либо нанесен непосредственно на окно. Электроды 5 и 6 изготовлены из металлицеской сетки или стекла (электрод 5) и ЬхР (электрод б) с проводящим покрытием,Изображение объекта проецируется объективом (на фиг, 1 не показан) на Фотокатод 3. При этом кванты света с длиной волны 260 л800 нм выбивают55 из Фотокатода электроны, а кванты света с длиной волны238 нм проникают за Фотокатод и ионизируют молекулы ТИАЕ (молекулы ТМАЕ имеют потенциал ионизации 1 = 5,2 эВ и, следовател ьно могут ионизи рова т ься квантамисвета с длиной Волны 3 238 нм), Приэтом образуются молекулярный ион исвободный электрон, При подаче наэлектроды 5 и 6 высоковольтного импульса электроны, выбитые из Фотокатода 3, и электроны, возникшие в ре"зультате Фотоионизации молекул ТМАЕ,инициируют между электродом 5 и Фотокатодом 3 стримерный оазояд. котооыйможно наблюдать визуально или Фотографировать,Квантовая эффективность описанного устроиства в видимой области спек"тра определяется известной квантовойэффективностью мультищелочного фотокатода, а в ультрафиолетовой областиспектра вычисляется из выраженияЕ(9) = 1-ехр 1-и Б; (9)й 3, (1) где Я (9) - квантовая эффективность,п - концентрация молекулТИАЕ, см(;( 1) - сечение фотоионизацииТМАЕ, смй - толщина чувствительногослоя газа вблизи внутренней поверхности Фото/ катода, см,Как следует из (1), максимальная квантовая эффективность устройства в ультрафиолетовой области спектра достигается при максимально возмож" ных значениях концентрации ТМАЕ и расстояния й. Максимальное значение,Рйы, л 7по = 1,8 10 1/см соответствует давлению насыщенного пара ТМАЕ при нормальных условиях (5 мм рт.ст.), а максимальное значение й определяет- ся из следующих соображений. С одной стороны, поскольку ионизация молекул ТИАЕ. происходит на различных расстояниях от Фотокатода, для совпадения границ стримерного разряда с границами проекции изображения объ" екта на Фотокатоде в пределах характерного для прототипа пространственного разрешения необходимо "цтобыс 1Д х (М+1) Г, (2)где й х - пространственное разрешение усилителя изображения16Таким образом, в описываемом устройстве расстоянИе Й не должно пре"вышать й + х = 3,5"4 мм.При этих условиях электроны иониэации ТМДЕ, образовавшиеся на расстоянии от фотокатода, не превышающем Й,инициируют лавины, переходящие в стри"меры. Электроны, образовавшиеся нарасстоянии от Фотокатода, превышающемй, также инициируют лавины, но не пе-.реходящие в стримеры и не виэуализи-,рующие изображение," СОчевидно, что уменьшение и или йхота и возможно, но нежелательно, таккак согласно (1) приведет к снижениюквантовой эффективности устройства вультрафиолетовой области спектра.Как.видно иэ Фиг.2, где представлена зависимость квантовоМ,446 ктивности ТМАЕ, вычисленной по (1) дляй = 1 им (й2-2,5 мм) и ипот длины волны, диапазон спектральной чувствительности описанного устройства составляет 1059 с 800 нм с"провалом" в области длин волн 230 Вс 260 нм. Кроме того, в ультрафиоле-",товой области спектра квантовая эф" .Фективность оказывается в 5-50 разбольше, чем при использовании фотокатода Св 1.113404 В противном случае лавина, образу вщаяся в импульсном электрическом полене успевает развиться в стример, и визуализации иэображения не происходит. В инертных газах в стримерном режиме Ю.: 150-200 1/см, так что х 1- Зо 1,5 мм. проекции этого объекта наФотокатоде);Г - относительное отверстие,.Объектива.Так как обычно Й Ы, Е,2, то й не должно превышать 2,5 мм. С другой стороны, для работы как предлагаемого устройства, так и прототипа в стримерном режиме необходимо, чтобы выполня лось условиеа х, (З)1где Й - расстояние от внутренней поверхности Фотокатода до ПРО тивоположной стенки устройства;х - длийа электронной лавины вмомент перехода лавинь встример, определяемая из ус ловий Мх Я.20;М " коэффициент ударной иониза- циие