Стакан Холста — одна из первых схем электронно-оптического преобразователя , которая была предложена в 1928 году и реализована в 1934 году голландскими учёными Холстом и де Буром в исследовательском центре компании « Филлипс » . Считается, что её успешное воплощение в образце работающего прибора открыло эпоху ночного видения .

Конструкционная схема и принцип действия

Общую идею «стакана Холста» можно описать следующим образом: светочувствительная мишень ( фотокатод ) подвергается действию невидимого инфракрасного излучения . В результате с поверхности фотокатода высвобождаются фотоэлектроны, которые переносятся электрическим полем к экрану и, воздействуя на него, инициируют катодолюминесценцию, которая излучает фотоны видимого диапазона .

Устройство стакана Холста

На одном торце стеклянного цилиндра создаётся кислородно-цезиевый серебряный фотокатод путём нанесения полупрозрачного светочувствительного покрытия из окиси серебра с цезием. К фотокатоду подключается один из электродов . На противоположной стороне торец покрывается слоем люминофора, на который наносится тонкий полупрозрачный слой металла, к которому также подводится контактный электрод . Этот элемент схемы становится экраном . Контакты от фотокатода и экрана выводятся из цилиндра наружу . Для беспрепятственного движения электронов внутри цилиндра поддерживается вакуум до величин порядка 10 ⁻³ ÷ 1,5 • 10 ⁻⁴ Па .

Принцип работы

Если приложить к фотокатоду и экрану разницу напряжений порядка 10-15 кВ, то при попадании инфракрасного излучения на фотокатод его кванты провоцируют фотоэмиссию электронов (внешний фотоэффект) с поверхности фотокатода . Под влиянием электростатического поля фотоэлектроны двигаются к экрану и взаимодействуя с люминофором заставляют его светиться в видимой части спектра .

Этот процесс получил название двойного преобразования .

Оценка и развитие конструкции

При использовании «стакана Холста» довольно трудно добиться высокого качества изображения без использования фокусировки электронов, которая в современных ЭОП реализована с помощью . В разные годы совершенствованием процесса визуализации в приборах ночного видения занимался целый ряд известных учёных: В. К. Зворыкин , П. В. Тимофеев , М. М. Бутслов, М. фон Арденне и др.

Другой проблемой данной системы был довольно высокий уровень собственных шумов фотокатода, что заставляло его охлаждать до −40 °C. Тем не менее, «стакан Холста» послужил основой для создания целого ряда приборов ночного видения , которые широко использовались на фронтах Второй мировой войны .

Примечания

Дополнительная литература

• Грек А. (рус.) // Популярная механика : журнал. — 2005. — Ноябрь ( № 37 ).