一种25mm杂交像增强器的制作方法

本技术属于夜视成像器件领域，具体地说属于微光夜视器件领域，具体涉及一种25mm高增益高分辨力杂交像增强器。

背景技术：

1、微光夜视仪的核心是微光像增强器。微光像增强器是一种多波段、多功能光电子器件，可用来对紫外光、可见光、近红外光、x射线和γ射线照射下的景物进行探测、增强和成像。它能将微弱光(如夜天光)照射下的景物通过光电阴极的光-电转换、微通道板电子增强(对于含微通道板的像管)和荧光屏电-光转换最后转化为亮度增强的可供人眼观察的可见光图像。

2、随着技术的不断进步，对微光夜视仪的要求也越来越高，因此作为核心器件的微光像增强器性能的提高，显得尤为重要。现有的二代25mm倒像式像增强器采用单个二代25mm像增强管跟高压电源共同灌封于塑料壳体内，由于其灵敏度、分辨力、信噪比、亮度增益等综合指标的差距，配装整机后视距和观察效果均不能满足用户新的要求：10-3lx照度下夜视仪对装甲车辆的识别距离不小于800m，对移动的成人识别距离不小于180m。究其原因，主要是因为现二代25mm倒像式像增强器亮度增益偏低，达不到实际使用要求。

3、目前，国外已经停产一代和二代像增强器，因其还有一定市场，国内还一直生产一代和二代微光像增强器。二代25mm倒像式像增强器有效输入直径、输出直径均为25mm，因采用单个25mm二代倒像式像增强管，其灵敏度、亮度增益和分辨力一直停留在原有水平，不能满足用户对像增强器新的要求。

4、因此，有必要研制出一种高增益高分辨力杂交像增强器用于升级替代现有的二代25mm倒像式像增强器，解决现有二代215mm倒像式像增强器使用过程中增益偏低的问题。

5、cn 202142493 u中所述结构为两只独立且完全相同的二代微光像增强器组合而成，因耦合的二代微光像增强器均带有微通道板，其显著特点在于亮度增益的大幅度提升，但是，耦合后像增强器其他性能指标提升有限，而且亮度增益过高(大于106cd/m2/lx)导致像增强器的噪声同样放大，观测效果也不是太好。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的主要技术问题为：解决现有二代25mm倒像式像增强器灵敏度、亮度增益偏低，相关夜视仪视距短，观察效果不好的问题。

2、本实用新型通过采用高性能25mm像管和一代25mm像管耦合的方式来研制一种高增益高分辨力杂交像增强器，该高增益高分辨力杂交像增强器综合了一代像增强器和二代超二代像增强器的优点，灵敏度、分辨力、亮度增益、信噪比等主要性能指标较现二代25mm倒像式像增强器均有大幅度提高，而产品外形尺寸、机械结构和电气接口完全一致，可完全替代使用，进一步提高配装夜视仪的视距和观察效果，满足用户新的要求。

3、来自目标的微弱光线经物镜聚集在高性能25mm像管的光电阴极上，光电阴极将光学图像转换成电子图像，电子光学系统再将经微通道板增强的电子图像聚焦在高性能25mm像管的荧光屏上，并把增强的电子图像转换成可见光图像，可见光图像再经过一代25mm像管进一步转化并放大增强，从而获得了微弱照度下目标图像的大幅度增强的可见光图像，经目镜放大后供人眼观察。通过两级像增强管的放大最终使高增高分辨力益杂交像增强器的亮度增益较现二代25mm倒像式像增强器大幅度提高。

4、一种25mm杂交像增强器，包括壳体组、高性能25mm像管(10)、一代25mm像管(11)和高压电源(12)；其中：所述壳体组包含外壳(13)和定位护圈(14)用于高压绝缘并提供外形结构及接口尺寸；所述高性能25mm像管(10)设置于外壳(13)内并位于前端处；所述一代25mm像管(11)设置于外壳(13)内，其阴极窗与高性能25mm像管(10)阳极窗耦合在一起；所述高压电源(12)设置于外壳(13)内，用于给高性能25mm像管(10)和一代25mm像管(11)提供工作电压。

5、优选地，本实用新型中高性能25mm像管(10)为双近贴二代像管、超二代像管、三代像管、薄膜三代像管或四代像管其中的一种。

6、优选地，本实用新型中高性能25mm像管(10)输入窗作为25mm杂交像增强器的输入窗，所述一代25mm像管(11)输出窗为25mm杂交像增强器的输出窗。

7、优选地，本实用新型中高性能25mm像管(10)包含微通道板，所述微通道板为ald原子沉积工艺微通道板，所述微通道板孔径为4μm～10μm，通道板开口比70％～95％，所述微通道板输入端镀输入增强膜，输出端镀防电子弥散膜。

8、优选地，本实用新型中高性能25mm像管(10)和一代25mm像管(11)阴极输入窗和阳极输出窗均为光纤面板，光纤面板单根丝径为4μm～10μm。

9、优选地，本实用新型中一代25mm像管(11)包含锥电极结构。

10、优选地，本实用新型中一代25mm像管(11)阴极输入窗和阳极输出窗外表面为平面结构，内表面为球面结构，球面直径34mm～38mm，弧顶深5mm～8mm。

11、优选地，本实用新型中外壳(13)阴极端方向柱面上有一长2mm～40mm、宽2mm～8mm、深1mm～2mm的半圆形定位槽。

12、优选地，本实用新型中25mm杂交像增强器的输出像与输入像成180°角，其总长70mm～80mm。

13、优选地，本实用新型中高性能25mm像管高分辨力不小于64lp/mm，白光灵敏度不小于850μa/lm,微通道板电压为800v时像管增益不小于10000cd/m2/lx。

14、优选地，本实用新型中一代25mm像管绿光增益不小于45cd/m2/lx,分辨力不小于83lp/mm。

15、优选地，本实用新型高压电源为自动门控高压电源，可外部调整亮度增益，外接电路电阻在530kω和470kω时，亮度增益达到最大值和最小值，其最大值和最小值之比为8:1～20:1。

16、优选地，本实用新型中的外壳和定位护圈材料为黑色聚苯醚(ppo)，其与硅橡胶170a+b有良好的亲和性。

17、优选地，两个像管耦合表面光圈为n＝2，耦合前使用丙酮擦拭耦合面，通过m62耦合胶耦合在一起，耦合时通过耦合夹具确保两个像管的光轴基本重合。

18、优选地，本实用新型高性能25mm像管输出窗和一代25mm像管输入窗单根光纤丝径相同，光纤复丝结构、尺寸及排列方式完全一致，耦合时使高性能25mm像管输出窗和一代25mm像管输入窗单根光纤基本对齐，最大限度降低损失。

19、本实用新型的25mm高增益高分辨力杂交像增强器装配及灌封主要步骤为：

20、a)选配二检合格的高性能25mm像管和一代25mm像管按单管加工图加工到相应尺寸和形位公差；

21、b)将高压电源和铣磨好的像管进行超声清洗干燥后，将高性能25mm像管和一代25mm像管耦合在一起；

22、c)将b)中的像管各电极和高压电源相应导线按定义锡焊在一起；

23、d)将c)中组装的像增强器装入外壳中；

24、e)将d)中的外壳装入灌封夹具中，旋转调整螺钉进行平行度校准，保证产品的外形尺寸和平行度在要求范围内，然后通过灌封夹具往壳体内注入硅橡胶，放置空气中完全固化后脱模，即得到高增益杂交像增强器。

25、本实用新型通过实际应用证明：完全达到设计目的，使25mm高增益高分辨力杂交像增强器的综合性能，在现有二代25mm倒像式像增强器的基础上大幅度提高，成像画面噪点少，整体观察效果大幅度改善。与现二代25mm倒像式像增强器相比，灵敏度从240μa/lm提高到850μa/lm，分辨力从28lp/mm提高到了48lp/mm，输入面照度为108μlx时信噪比从8.1提高到25，亮度增益(最大值)从9500cd/m2/lx～22300cd/m2/lx提高到50000～120000cd/m2/lx；配装整机后视距提高200m～400m，达到800m～1200m的水平，满足了用户对车辆目标的识别距离不小于800m的使用要求，同时可靠性从2000小时提高到10000小时。

26、以上描述仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容实施，以下以本实用新型的较佳示例详细说明。