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.

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

Крупнейшие производители ЭОП — Hamamatsu , , , L3 , , Катод , Экран ФЭП , , .

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 .

Конструкция

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

В качестве усилителя электронных потоков в современных ЭОП используется микроканальная пластина .

История ЭОП для приборов ночного видения

Первую конструкцию ЭОП предложили в 1928 г. изобретатели из компании Philips .

Активные ПНВ нулевого поколения

Разработаны в Германии во время Второй мировой войны . Применение союзниками по антигитлеровской коалиции во всех возрастающих объёмах авиации для борьбы с немецкими танками (особенно после открытия второго фронта в Европе) свело возможность передвижения танковых частей днём 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 прожекторы-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», оснащённые 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 нашёл..

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

Основа технологии — фотоумножители , поставленные между фотокатодом и окуляром, что позволяло добиться многократного усиления невидимого ИК света с переводом последнего в видимый диапазон. ЭОП первого поколения применялись во время войны во Вьетнаме американскими военными .

Второе поколение

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

Третье поколение

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

Литература

• Бутусов М.М., Степанов Б.М., Фанченко С.Д. Электронно-оптические преобразователи и их применение в научных исследованиях / Завойский, Е.К.. — М. : Наука, 1978. — 431 с.

Примечания

Ссылки