Усилитель светового изображения
395965
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советски»
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено ОЗ.Ч11.1970 (№ 1456774/26-9) с присоединением заявки №
Г1риоритет
Опубликовано 28.Ч1!1.1973. Бюллетень ¹ 35
Дата опубликования описания 7.1.1974
М. Кл. Н 03f 17/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий
УДК 621.375.9(088.8) Авторы изобретения В. С. Вавилов, Г. М. Гуро, Н. Ф. Ковтонюк и А. А. Магомедов
Физический институт им. П. Н. Лебедева АН СССР
Заявитель
УСИЛИТЕЛЪ СВЕТОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
Изобретение относится к области телевидения, в частности к устройствам для усиления и преобразования изображений.
Известное устройство для усиления светового изображения, состоящее из двух электродов, по крайней мере, один из которых прозрачен для светового излучения, подключенklblx к источнику импульсного напряжения прямоугольной формы, между которыми расположен слой люминофора в диэлектрической связке, имеет недостаточный коэффициент усиления.
Цель изобретения — повышение коэффициента усиления мгновенной яркости изображения и пороговой чувствительности.
Это достигается за счет того, что упомянутый слой выполнен из кристаллов высокоомного люминофора и высокоомной диэлектрической связки, удельное сопротивление которой на порядок выше удельного сопротивления кристаллов люминофора, при этом длительность прямоугольного импульса питающего напряжения на порядок выше, а длительность спада импульса — на порядок ниже времени высвечивания люминофора.
На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство.
Устройство состоит из двух электродов 1, 2, один из которых, например 1, выполнен прозрачным (через который на устройство проектируется световой поток) . Между электродами находится слой 8 люминофора в диэлектрической связке. Люм1шофор состоит из кристаллов ZnS, Лд%, а в качестве связки использована эпоксидная смола ЭП-96. На элсктроды от генератора (на чертеже не показан) подано напряжение прямоугольной формы.
Устройство работает следующим образом.
Если амплитуда импульса такова, что поле не вызывает ионнзацин, то за время действия импульса прн поверхностHûх слояx кристаллов люми!1офора накапливаются заряды, ос15 вобожденные излучением. При выключении импульса эти заряды рекомбинируют и наблюдается вспышка свечения. Таким образом, излучение малой интенсивности, действующее на люминофор в течение времени Т, преобразу20 ется во вспышку с временем т высвечивания.
Если наблюдать фотолю !ннесценцию при отсутствии поля в течение времени Т, то ее интегральная энергия будет такой же, как и
25 энергия вспышки, Усиление интенсивности вспышки получается за счет того, что при на. личии поля в течение долгого промежутка врем е и и и р о и с х о д н т н а к о и л с н и !. э н с р Г и и, Il 3 11 т е м ее вь|свечиванне за малый промежуток вре30 мени, 395965
Предлагаемое устройство преобразует излучение слабой интенсивности I во вспышку с интенсивностью /-., равную
I-. т/ причем максимальная интенсивность вспышки где т — время; у — квантовый выход;
h — постоянная Планка;
Y-. — частота света, излучаемого при вспышке;
iV„— плотность носителей заряда (на
1 сл ), полностью экранирующих поле индукции диэлектрика.
В зависимости от интенсивности излучения, падающего на данный кристаллик люминофора, яркости вспышек, излучаемые этими кристалликами, будут различны, Следовательно, вследствие независимости излучения каждого кристаллика, получим преобразование изображения исследуемого излучения в видимое, которое возникает при вспышке.
Чувствительность устройства и его контрастность ограничивается током утечки изолирующей связки и темновыми токами кристалликов.
Когда напряжение, приложенное к устройству, действует достаточно долго, то в последнем, при отсутствии излучения, устанавливается стационарный режим. Ток утечки диэлектрика станет равным темновому току кристаллика, и в системе установится постоянный ток. Если минимальный ток утечки Iq превышает максимальный темновой ток /т, то в стационарном состоянии, в отсутствии падающего излучения, заряд накопится в диэлектрике, а не в кристаллике. Такое положение имеет место, если удельное сопротивление изолирующей (диэлектрической) связи р много меньше удельного сопротивления кристаллика о . Для устранения вредного влияния такого накопления заряда, которое уменьшает яркость вспышки, выбирают материалы связки и кристаллика такими, чтобы рд))р.
Выбирая материалы таким образом, следует иметь в виду, что уменьшение р может привести к увеличению темпового тока. Следовательно, в отсутствии излучения при импульсе достаточной длительности произойдет ложная вспышка, что значительно уменьшит контраст
30 изображения. Поэтому следует не уменьшать сопротивление кристаллика, а увеличивать сопротивление связки.
Оптимальный вариант достигается в случае, когда при выполнении условия рд))р ток утечки значительно превышает ток восстаноьления. Основным параметром устройства является время установления стационарного режима 4. Последнее определяется наибольшей из величин Iz и /т.
Пороговая чувствительность преобразователя I также определяется наибольшей из величин тока утечки Iö и темпового тока /т.
Продолжительность импульса напряжения Т выбирается таким образом, чтобы при воспроизведении изображения исследуемого излучения происходило наибольшее усиление яркости важнейших частей изображения (наибольшее накопление свободных зарядов) при сохранении требуемой величины его контраста.
С у.всличением коэффициента усиления К уменьшается величина контраста Р. Эти величины необходимо подобрать, чтобы получить большое усиление яркости изображения, сохранив при этом достаточный его контраст.
Максимальное усиление происходит в том случае, когда интенсивность наиболее важных точек изображения близка к пороговой (продолжительность импульса Т максимальна) и может достигать при обычно используемых материалах значительной величины (— 10 ).
Предмет изобретения
Усилитель светового изображения, состоящий из двух электродов, по крайней мере, один из которых прозрачен для светового излучения, подключенных к источнику импульсного напряжения прямоугольной формы, а между электродами расположен слой люминофора в диэлектрической связке, отличающийся тем, что с целью увеличения коэффициента усиления мгновенной яркости изображения и пороговой чувствительности, упомянутый слой выполнен из кристаллов высокоомного люминофора, например ZnS, AgNi, и высокоомной диэлектрической связки, например эпоксидной смолы ЭП-96, удельное сопротивление которой на порядок выше удельного сопротивления кристаллов люминофора, при этом длительность прямоугольного импульса питающего напряжения на порядок выше, а длительность спада импульса — на порядок ниже времени высвечивания люминофора.
395965
Составитель С. Вольнова
Техред 3. Тараненко Корректор М. Лайзерман
Редактор А. Баты ги н
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 3605/7 Изд. № 919 Тираж 780 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5
