Электронно-оптический преобразователь

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Электронно-оптический преобразователь (ЭОП) — это вакуумный фотоэлектронный прибор для преобразования невидимого глазом изображения (в ближнем инфракрасном, ультрафиолетовом или рентгеновском спектре) в видимое либо для усиления яркости видимого изображения.

Простейший ЭОП представляет собой короткий стеклянный цилиндр. На одном его торце изнутри напылен фотокатод из вещества с малой работой выхода, т.е. легко ионизирующегося под действием света. На другом торце напылен люминофор, т.е. вещество, светящееся под ударами электронов. Специальная система электродов обеспечивает ускорение (т.е. увеличение энергии) и размножение электронов на пути от фотокатода к люминофору. Для нормальной работы на эти электроды подаются определенные напряжения, вырабатываемые источником питания ЭОП.

Кроме того, термином ЭОП часто называют устройство, содержащее:

  • фотокатод, преобразующий слабые световые потоки в потоки электронов,
  • усилитель этих электронных потоков,
  • бомбардируемый электронным потоком люминесцентный экран, на котором воспроизводится усиленное изображение.

ЭОП широко используется в современных приборах ночного видения (ПНВ). В качестве усилителей электронных потоков в таких ЭОП’ах используется микроканальная пластина (МКП). Крупнейшие производители ЭОПов — Hamamatsu, Проксивижн, ITT Exelis, L3, Photonis, Катод, Экран-ФЭП, Экран-Оптические системы, МЭЛЗ-ЭВП.

История ЭОП для приборов ночного видения[править | править вики-текст]

Высокая светочувствительность ЭОП позволяет получить различимое изображение даже при очень низких уровнях освещенности (например, звездное небо). Чувствительность ЭОП в ближнем инфракрасном диапазоне позволяет подсвечивать сцену инфракрасными прожекторами, невидимыми для невооруженного глаза. Эти возможности предопределили широкое применение ЭОП в приборах ночного видения.

Активные ПНВ нулевого поколения[править | править вики-текст]

Разработаны в Германии во время Второй мировой войны. Применение союзниками по антигитлеровской коалиции во всех возрастающих объемах авиации для борьбы с немецкими танками (особенно после открытия второго фронта в Европе) свело возможность передвижения танковых частей днем практически к нулю. Остро встал вопрос об оснащении танков приборами ночного видения, работа над которыми велась фирмой AEG с 1936 года. Такие устройства требовали активной подсветки инфракрасными прожекторами. Основной фотоэлемент — электронно-оптический преобразователь с фотокатодом, который позволял изображать обстановку, подсвеченную ИК-светом, в окуляре в видимом спектре. Недостатком являлись отсутствие защиты от яркого света (защиты от вспышки) и демаскировка ИК-прожекторами.

Итогом этих разработок стали монтируемые на командирской башенке «Пантеры» инфракрасные прожектора-осветители мощностью 200 Вт плюс приборы наблюдения, которые позволяли осматривать при движении местность с дистанции 200 метров. При этом водитель танка такого прибора не имел и управлял машиной, руководствуясь указаниями командира. В ноябре 1944 года панцерваффе получили 63 «Пантеры», оснащенные первыми в мире серийными активными приборами ночного видения Sperber FG 1250. Фирмой Zeiss-Jena разрабатывался ещё более мощный прибор, позволявший «видеть» на расстоянии 4 км, однако из-за больших размеров осветителя — диаметр 600 мм — применения на «Пантерах» он не нашел.[1].

Но чтобы вести ночью и огонь, требовался более мощный осветитель. Для этого на полугусеничном бронетранспортере Sd Kfz 250/20 был установлен инфракрасный прожектор Uhu («Сова») мощностью 6 кВт, обеспечивавший работу прибора ночного видения на дистанции 700 метров. Испытания его прошли удачно, и фирма Leitz-Wetzlar изготовила 800 комплектов оптики для ночных приборов. Данная техника использовалась для ночных атак на советские позиции во время наступления на Балатоне (март 1945).

В 1944 году была выпущена опытная партия из 300 инфракрасных прицелов Zielgerat 1229 (ZG.1229) «Vampir», которые устанавливались на автоматы МР-44/1. Комплект состоял собственно из прицела весом 2,25 кг, батареи в деревянном корпусе (13,5 кг), питающей ИК-прожектор, и небольшой батареи питания прицела, помещённой в противогазную сумку. Батареи подвешивались за спиной солдата на разгрузке. Вес прицела вместе с аккумуляторами достигал 35 кг, дальность не превышала ста метров, время работы — двадцать минут. Тем не менее немцы активно использовали эти приборы во время ночных боёв.

Первое поколение[править | править вики-текст]

Основа технологии — фотоумножители, поставленные между фотокатодом и окуляром, что позволяло добиться многократного усиления видимого ИК света с переводом последнего в видимый диапазон.

Второе поколение[править | править вики-текст]

Применена микроканальная технология, что позволило избавиться от паразитной засветки. Яркая точка на изображении оставалась точкой и не засвечивала соседние каналы.

Третье поколение[править | править вики-текст]

Применены фотокатоды на арсениде галлия, что позволило ещё больше увеличить коэффициент усиления света и уменьшить габариты приборов.

Примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]