82. Зрительная труба с электронно-оптическим преобразователем и ее расчет

Зрительную трубу с электронно-оптическим преобразователем применяют для наблюдения предметов, создающих в зрачке глаза освещенность, близкую к пороговой или излучающих не в видимой, а в рентгеновской, ультрафиолетовой или инфракрасной областях оптического диапазона.

Электронно-оптическим преобразователем (ЭОП) называется вакуумный фотоэлектронный прибор, предназначенный для преобразования спектрального состава излучения или невидимого глазом изображения, образованного какой-либо оптической системой на фотокатоде ЭОП, сначала внутри преобразователя в промежуточное электронное изображение, а затем на флюоресцирующем экране в видимое. ЭОП используют также для усиления яркости видимого изображения.

Объектив зрительной трубы с ЭОП (рис. 194) образует изображение предмета на фотокатоде преобразователя, а глаз наблюдателя рассматривает прообразованное ЭОП изображение на экране с помощью окуляра, выполняющего роль лупы. Так как в ЭОП легко достигается произвольность оборачивания изображения, то в зрительных трубах нет необходимости применять оптические оборачивающие системы. В таких системах отсутствует оптическое сопряжение лучей, проходящих в пространстве предметв перед объективом, с лучами, проходящими в пространстве

Рис. 194. Схема зрительной трубы с ЭОП

изображений за окуляром, и отсутствует возможность взаимной компенсации аберраций объектива и окуляра. Поэтому они являются самостоятельными оптическими узлами, требующими тщательной аберрационной коррекции, при которой полностью используется невысокая разрешающая способность (по сравнению с объективом и окуляром) ЭОП.

Зрительную трубу с ЭОП характеризуют следующие параметры: видимое увеличение угловое поле диаметр входного зрачка длина системы электронно-оптическое (линейное) увеличение диаметр фотокатода диаметр экрана разрешающая способность экрана спектральная характеристика чувствительности фотокатода или интегральная чувствительность коэффициент световбй эффективности К, показывающий отношение светового потока излучаемого экраном во внешнюю полусферу, к потоку попавшему на фотоатод; яркость экрана зависящая от энергетической освещенности Ее фотокатода и коэффициента яркости экрана; расстояние между фотокатодом и экраном ЭОП.

Видимое увеличение трубы с ЭОП

длина системы

Из совместного решения (366) и (367) получим фокусные расстояния объектива и окуляра:

Рис. 195. Спектральные характеристики ЭОП: 1 - фотокатода; 2 — экрана

При заданном угловом поле и известном значении фокусные расстояния объектива и окуляра соответственно равны:

Угловое поле в пространстве изображений, определяемое соотношением должно быть согласовано с фокусным расстоянием окуляра и диаметром экрана

Диаметр входного зрачка объектива определяется с позиций достаточности энергетической освещенности изображения при данной энергетической яркости предмета.

Диаметры объектива и окуляра для телескопической системы находят по формулам (351) и (353).

Качество изображения, получаемого на экране, ниже, чем качество изображения, создаваемого объективом на фотокатоде, и зависит от размера пятна рассеяния электронов на экране.

Диаметры кружков рассеяния на экранах ЭОП соответственно равны:

при электростатической фокусировке

при магнитной фокусировке

Здесь расстояние между фотокатодом и экраном; наибольшая начальная энергия электронов; напряженность поля у фотокатода; анодное напряжение.

Экраны ЭОП отличаются сравнительно малой разрешающей способностью т. е.

Разрешающая способность на фотокатоде к ее необходимо согласовать с разрешающей способностью объектива:

При выборе или расчете объективов и окуляров зрительных труб с ЭОП область их хроматической коррекции должна соответствовать спектральным характеристикам — соответственно фотокатода и экрана (рис. 195).