Техника - молодёжи 2009-10, страница 11

UK t*U*UtHfc

(4) Схема устройства прибора ночного видения. Цифрами на рисунке обозначены: 1- стеклянный корпус прибора; 2 - фотокатод; 3- электрод, соединённый с фотокатодом;

4 - фокусирующий и ускоряющий электрод;

5 - люминесцентный выходной экран,

на котором образуется усиленное по яркости оптическое изображение

где электронное изображение проектируется на матрицу, чувствительную к электронному удару. Схема одного из таких приборов ночного видения показана на (5). В ЭОП введена микроканальная пластина МКП, Она имеет множество каналов диаметром 15—25 мкм, причём внутренние стенки каналов покрыты материалом с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии. Попавшие в каналы фотоэлектроны ускоряются до энергий, достаточных для возникновения вторичной электронной эмиссии из стенок каналов, что позволяет усилить первичный электронный поток в 10⁵—10' раз.

3. ПЕРВЫЕ В МИРЕ ПРИМЕНЕНИЯ МНОГОКАСКАДНЫХ ЭОПов ДЛЯ АСТРОНОМИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

В послевоенные годы в СССР быстрыми темпами началась разработка уникальных ЭОПов для научного и хозяйственного применения, В астрономической литературе за ними утвердилось название каскадные ЭОПы или усилители яркости.

(5) Схематическое изображение одного из приборов ночного видения: ФК - фотокатод; МКП - микроканальная пластина, усиливающая дополнительно яркость изображения; ПЗС - прибор С зарядовой связью, принимающий оптическое изображение. Справа для сравнения приведено изображение спичечного коробка. Рисунок с сайта http://www.vinti.ru/apptphys

Технология изготовления уникальных многокаскадных ЭОПов была разработана в Москве в НИИ прикладной физики в лаборатории, возглавляемой талантливым экспериментатором Михаилом Михайловичем Бутсловым (1914—78). Всемирную известность ему принесли работы по созданию многокаскадных электронно-оптических преобразователей. Богатая технологическая интуиция позволила ему уже в 1952 г, впервые в мире создать ЭОП, состоящий из двух камер, и получить тем самым значительное усиление яркости изображения. Многокаскадный ЭОП разрабатывался в виде вакуумной стеклянной колбы, в которой находились входной фотокатод с внешним фотоэффектом, каскады усиления, состоящие из люминесцентного экрана и промежуточного фотокатода, и выходной люминесцентный экран. Для сборки каскадных ЭОП были разработаны специальные вакуумные посты, позволяющие проводить сложные манипуляции с разными деталями, которые находились внутри высокого вакуума. Изготовление этих уникальных приборов было сродни искусству, и технологи, работавшие на вакуумных постах, обладали высочайшим мастерством.

Для исследования чрезвычайно быстрых процессов в 1949 г. М.М. Бутслов разработал времяанализирующий ЭОП, внутрь первой камеры которого были введены специальные пластины для управления переносом электронного

изображения от фотокатода к первому каскаду усиления. Переменное напряжение, подаваемое на эти пластины, обеспечиваю получение изображений исследуемых объектов с высочайшим временным разрешением, достигающим пикосекунд {см. журнал «Успехи физических наук». 1971. Т. 104. Вып. 3. С. 509-515).

Дальнейшее совершенствование электронно-оптического метода осуществлялось уже в тесном творческом контакте технологического коллектива М.М. Бутслова с группой учёных института атомной энергии (ИАЭ), которую возглавлял академик Е.К, Завойский. К 1956 г. были созданы, испытаны и успешно использованы в ядерно-физических исследованиях пяти- и шестика-мерные ЭОПы с магнитной и электростатической фокусировкой электронного изображения, обеспечивавшие предельное усиление яркости оптического изображения — регистрировался каждый испущенный фотокатодом — фотоэлектрон. Таким образом, предельный коэффициент электрон но-оптического усиления был достигнут. Дальнейшее усовершенствование приборов продолжалось по пути повышения квантового выхода фотокатода и создания приборов с пониженным уровнем шумов, обеспечивших повышение отношения сигнала к шуму при регистрации слабых оптических изображений.

Создание каскадных высокочувствительных малошумящих ЭОПов было особенно важно для применения их в астрономии. Впервые в мире для астрономических наблюдений трёхка-мерный ЭОП был применён во время полного солнечного затмения 30 июня 1954 г. Целью экспедиции, расположившейся южнее г. Баку, была регистрация изображения солнечной короны во время полной фазы затмения, В состав экспедиции вошли А.А. Калиняк из Главной астрономической обсерватории в Пулкове, М.В. Бобыкин и А.Г. Плахов из Института атомной энергии им. И.В. Курчатова. Во время наблюдений короны в области спектра 10830 А кислородно-цезиевый фотокатод ЭОПа охлаждался с помощью твёрдой углекислоты для уменьшения величины темнового сигнала. Наилучший снимок короны в спектральной области шириной около 400 А был сделан с экс-

Об авторе

Прокофьева-Михайловская Валентина Владимировна окончила в 1953 г. Ленинградский государственный университет, затем в 1956 г. аспирантуру в КрАО. В 1962 г, защитила в МГУ кандидатскую диссертацию, а в 1983 г. докторскую, в которой описано создание нового телевизионного метода исследований астрономических объектов.

www tec hnicamolodezhi.tu