Электроника

ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИИ     ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (ЭОП), вакуумный фотоэлектронный прибор, предназначенный для преобразования не видимого глазом оптич. изображения объекта (в ИК, УФ лучах), а также рентгеновского изображения в видимое и (или) служащий для усиления яркости видимого изображения. Обычно состоит из фотокатода, электронно-оптической системы (ЭОС) и ка-тодолюминесцеитного экрана. Фотокатод преобразует первичное оптич. изображение (ОИ) в т. н. электронное изображение (ЭИ), к-рое с помощью ЭОС переносится на экран, где, в свою очередь, преобразуется в световое (видимое) ОИ. В ЭОП под действием излучения от объекта с поверхности фотокатода эмитируются эл-ны (фототок), причём величина фототока с разл. участков фотокатода изменяется в соответствии с распределением плотности спроецированного на иего изображения (см. Фотоэлектронная эмиссия). Фотоэлектроны, ускоренные и сфокусированные полем ЭОС, бомбардируют экран, вызывая его люминесценцию. Интенсивность свечения отд. участков экрана зависит от плотности фототока, вследствие чего на экране возникает видимое изображение объекта.
Простейший ЭОП состоит из двух плоских параллельных электродов — фотокатода и экрана, между к-рыми приложено напряжение (рис. 1, а). В однородном электростатич. поле такого ЭОП по существу отсутствует фокусировка эл-нов (движение эл-нов происходит по параболам, параметры к-рых определяются начельными скоростями эл-нов). Для обеспечения фокусировки эл-нов ЭОП с однородным электростатич. полем помещают в однородное магн. поле, направление к-рого совпадает с направлением элект-_ оич. поля. При этом исходящие из отд. точек катода эл-ны движутся не по расходящимся параболам, а по периодически сходящимся спиралям (рис. 1,6). Применение иммерсионных электростатических линз позволяет получать хорошее   ЭИ   и  без   использования   магн.   поля   (рис.   1,а).
Усиление яркости ОИ в ЭОП достигается как в результате сообщения эл-нам дополнит, ускорения, так и зв счёт сжатия ЭИ; при >том яркость дополнительно возрастает в 1 /Г' (где Г — электронно-оптическое увеличение). Для усиления яркости применяют многокаскадные ЭОП, представляющие собой последоват. соединение неск. отд. ЭОП; при этом световой поток с экрана первого ЭОП направляется на фотокатод второго и т. д. Многокаскадные ЭОП обычно выполняют в единой вакуумно-плотной оболочке, причём толщина прозрачной перегородки между каскадами не должна превышать 5—10 мкм, во избежание существ, потерь разрешающей способности. Применение волоконно-олтических пластин (см. Волоконно-оптические элементы) позволяет соединять отд. ЭОП путём непосредственного оптич. контакта между поверхностями пластин (рис. 2). В каскадных ЭОП достигается предельное усиление яркости, когда на выходном катодолюминесцеитном экране регистрируются отдельные, эмитируемые фотокатодом, эл-ны. Усиление яркости, близкое к предельному, получают в ЭОП с микроканальнои пластиной (ДАКП) — стеклянной пластиной, содержащей неск. миллионов параллельных каналов (диам. 10—15 мкм), к торцам ч-рой приложено напряжение ок. 1 кВ. В таком ЭОП ЭИ совмещается с входной поверхностью МКП и разбивается каналами на элементы. Электронный поток каждого элемента, проходя по каналам, умножается при соударении эл-нов со стенками каналов благодаря вторичной электронной эмиссии в 10J—t О4 раз (см. также Вторично-злект-ронный умножитель). С выходной поверхности МКП усиленное (по плотности) ЭИ переносится на экран
В рентгеновских ЭОП теневое рентгеновское изображение объекта преобразуется с помощью входного рентгенолюминесцентного экрана в первичное световое ОИ, к-рое затем преобразуется фотокатодом (находящимся с этим экраном в оптич. контакте) в ЭИ. ЭОС рентгеновского ЭОП сжимает ЭИ (примерно в 10 раз) и фокусирует его на катодолюминесцентиый экран, на к-ром возникает вторичное световое ОИ, в 10* раз более яркое, чем первичное.
Осн. параметры ЭОП: интегральная чувствительность (ИЧ; отношение фототока к величине падающего на фотокатод светового потока) определяется гл. обр. св-вами используемого в ЭОП фотокатода (напр., у ЭОП с кислородно-серебряно-цезиевым катодом, применяемого для преобразования изображения в ИК лучах с длиной волны до 1,3 мкм, ИЧ достигает 50 мкА/лм; многощелочной фотоквтод, состоящий из соединений Sb с С$, К    и   Na,    используемый    в   ЭОП   для   усиления    яркости
видимого изображения, обеспечивает ИЧ до 400 мкА/лм), разрешающая способ-ность (определяемая макс, кол-вом раздельно видимых пар чёрно-белых штрихов изображения на единице длины) составляет 25—60 мм~ н более; коэффициент преобразования (отношение излучаемого экраном светового потока к световому потоку, падающему на фотокатод) достигает у однокамерных ЭОП неск. сотен, у каскадных — 5-Ю4 и более. Временнбе разрешение  совр. ЭОП до 10™     с.
Принцип работы ЭОП был описан голландскими учёными Г. Холстом и Я. X. де Буром в 1934. В дальнейшем большой вклад в разработку ЭОП разл. типов внесли амер. исследователи В. К. Зворыкин и Г. Мортон и сов. ученые Л. А. Арцимович, Е. К. Эавойский, П. В. Тимофеев, М. М. Бутслов и др.
ЭОП широко применяются в ИК технике, спектроскопии, медицине, микробиологии, ядерной физике, астрономии и др. областях науки и техники. Их используют при микроскопии, исследованиях, для наблюдения малоконтрастных и слабоосвещенных объектов, наблюдения в темноте (при освещении объектов ИК лучами) и т. д. Простота управления ЭИ позволила создать ЭОП для регистрации сверхкоротких процессов со световым, рентгеновским и корпускулярным излучением. Рентгеновские ЭОП находят широкое применение в медицинской и пром. рентгенотехнике.