|
|
|
|
|
|
||
В них сочетаются преимущества однокамерных преобразователей - малые габариты, - с достоинствами многокамерных ЭОП, обладающих высоким коэффициентом усиления.
Усиление осуществляется при помощи микроканальной пластины (МКП), представляющей собой набор нескольких миллионов стеклянных трубочек, сложенных в единый пакет в виде диска. Каждая трубочка (рис.31) имеет диаметр 10 - 20 мкм, длину 1 - 3 мм. Внутренняя поверхность трубочки покрыта тонким (толщиной в несколько долей нанометра) слоем высокоомного полупроводника, который является эмиттером вторичных электронов с s =3-5. К торцам блока трубочек подается напряжение 2-3 кВ, для чего на торцы диска при помощи напыления наносится слой металла.
Для эффективного усиления необходимо определенное соотношение диаметра отверстия канала и длины, находящееся в пределах 80-100. Если длина слишком мала, электроны не будут попадать на стенки микроканала, а лишь пролетят через него. При большой длине каналов снижается вылет вторичных электронов.
Устройство ЭОП канального типа поясняется рис.32. Электроны с фотокатода фокусируются электронной линзой или равномерным полем на микроканальную пластину. Многократно усилившись в ней, вторичные электроны создают один элемент светящегося изображения. Чтобы электроны не пролетали МКП без соударения со стенками каналов, каналы стараются располагать под небольшим углом к оси ЭОП. Это, однако, снижает качество изображения, так как заметен разброс электронов по скоростям и поэтому ощущается различие в фокусировке на экране быстрых и медленных электронов.
Усиленное МКП электронное изображение переносится на экран электронной линзой или равномерным полем. Усиление микроканальной пластины достигает 4000, а усиление микроканального ЭОП - 10000.
Расстояние между фотокатодом и входной поверхностью МКП при фокусировке равномерным полем должно составлять 0,1-0,2 мм, а напряжение питания - 300-500 В, чтобы кружок рассеяния на выходе МКП был соизмеримым с диаметром каналов - 15 мкм.
Для получения высокой светоотдачи экрана напряжение МКП-экран должно быть 5-6 кВ. При расстоянии МПК-экран 0,5 мм кружок рассеяния меньше, чем диаметр микроканала. Таким образом, разрешение ЭОП целиком определяется конструкцией МКП и составляет 15-17 пар лин/мм ([3]*, [7]*).
В ЭОП с электростатической линзой напряжение фотокатод-МКП должно быть выше (до 5 кВ), так как часть энергии теряется за счет того, что МКП и экран покрыты тонкой алюминиевой пленкой для увеличения углов падения электронов, а также исключения их сквозного пролета и образования на экране темного пятна. Пленка на экране помогает исключить оптическую обратную связь.
Достоинства микроканального усилителя проявляются в том, что он имеет малые габариты и низкое рабочее напряжение питания. Кроме того, ценным свойством является эффект насыщения усиления, проявляющийся в МКП. Поэтому при попадании на вход ЭОП локальных засветок усиление ограничивается, тем самым экран предохраняется от прожигания, а наблюдатель - от ослепления.
Недостатки усилителей на МКП заключаются в том, что усиление ограничивается ионными шумами. МКП усиливает не только электроны, но и ионы, имеющиеся в колбе ЭОП. Подобного явления при других способах усиления не наблюдается.
В настоящее время освоено производство МКП с диаметром до 75 мм. Исследуются возможности создания преобразователей с МКП до 180 мм в диаметре при общей длине корпуса 20 мм и усилении 5 · 104.
В некоторых образцах экран по диаметру в 1,5 раза превосходил размер фотокатода. Разрешение доходило до 50 пар лин/мм.