电子散射对微光像增强器分辨力的影响研究

摘要

高性能微光像增强器是各类先进微光夜视设备的核心器件，其灵敏度、分辨力、信噪比等关键问题，直接制约着微光夜视设备的有效作用距离和图像质量，是长期以来人们不懈努力使之更新换代的主要技术标志。研究本课题的目的正是完善GaAs光阴极微光像增强技术分辨力的理论模型，分析相关影响因素，探讨达到高分辨力特性的技术途径，工艺原理和试验验证方法，为四代微光器件的研制提供理论指导和技术支撑。 首先，本文对分辨力、电子散射、电子光学计算等的理论知识进行了总结与分析。采用单孔扩展计算模式使像增强器计算系统为旋转对称结构，采用有限差分法计算像增强器中的静电场电位分布，采用追迹法计算等位线分布，采用龙格库塔法计算电子轨迹。并将电子散射的情况和MCP扩口模型融入到像管的计算系统中。在理论指导下，采用Matlab软件进行程序编制和计算仿真。通过计算的数据结果和图形来分析如何提高像增强器的分辨力。 通过以上的研究工作，本文提出了散射电子扩大弥散圆斑的见解，提出了电子散射降低了像增强器光电阴极灵敏度这个结论。通过Matlab仿真计算的数据和图形的对比和分析，给出达到较高分辨力的技术参数和工艺。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1微光像增强器

1.1.1微光像增强器成像原理

1.1.2微光像增强器及其分辨力发展现状

1.2国内外研究情况简介

1.3本论文的背景及意义

1.4本论文的主要工作

2像增强器的分辨力分析

2.1像管的分辨力

2.1.1分辨力简介

2.1.2理论计算分辨力

2.2影响分辨力的主要技术参数

2.2.1光阴极电子输出能量分布及角度分布

2.2.2双近贴距离及双静电聚焦电压

2.2.3 MCP电子散射

2.3简介分辨力测试平台

3 MCP的电子散射分析

3.1次级电子发射理论

3.1.1二次电子发射

3.1.2次级电子的能量分布与角度分布

3.1.3次级发射系数δ的讨论

3.2电子散射造成的MCP弥散圆斑

3.2.1 MCP结构及工作原理简介

3.2.2 MCP弥散圆斑的形成

3.3电子散射对噪声的影响

3.3.1电子散射产生的噪声

3.3.2 MCP扩口工艺对散射噪声的改善

4像管中电子光学系统的计算机辅助设计

4.1简介像管中的双近贴电子光学系统

4.2电子光学中的场与轨迹

4.2.1电子光学中的场

4.2.2电子光学中的轨迹

4.3场与电子轨迹的数值计算研究

4.3.1电场的数值求解

4.3.2电子轨迹的数值求解

4.3.3数值计算的细节问题

5像增强器分辨力的计算结果与分析

5.1像管电场的计算

5.1.1电场边界的处理和网格点分类

5.1.2计算像管的电位分布及结果分析

5.2像管等位线的计算

5.2.1等位线的追迹方法

5.2.2计算像管的等位线及结果分析

5.3像管电子轨迹的追迹计算

5.3.1轨迹起点的计算以及追迹方法

5.3.2计算像管中有电子散射的电子轨迹及结果分析

5.4对分辨力的影响分析

6结束语

6.1本文的工作总结

6.2本文的创新点

6.3有待进一步开展的工作

致 谢

参考文献