ЭОП порядка 80 мм. Разрешающая способность ЭОП с магнитной фокусировкой примерно такая же, как и в центре экрана ЭОП с электростатической фокусировкой (20- 25 линий/мм), но более равномерна по всей площади катода. Коэффициент преобразования для каждой камеры составляет 40-75.

Диаметр кружка рассеяния для многокамерного ЭОП с однотипными камерами и магнитной фокусировкой рассчитывается по формуле [8]:

do = K(n6j2-f [(n-I)6 p-f ( бз) (1.19)

где n - число камер; - суммарные аберрации; =

= и бд = 2А - диаметр кружка светового размытия в

экранах и в каскаде усиления соответственно; N - разрешающая способность экрана; А - толщина перегородки каскада усиления.

Так, для двухкамерного ЭОП с толщиной перегородки 0,01 мм, разрешающей способностью N = 100 линий/мм, кислородно-цезиевым входным катодом и сурьмяно-цезие-вым фотокатодом каскада усиления б^ = 6 10~ мм, Ь„ = = 0,02 мм, бз = 0,01 мм, 62 = 0,03 мм.

Последовательное соединение камер в каскадном ЭОП может быть осуществлено также при помощи волоконного светопровода. При таком соединении разрешающая способность ЭОП не уменьшается в отличие от соединения камер через прозрачные тонкие мембраны.

На рис. 15 представлена схема двухкамерного рентгеновского ЭОП с волоконным междукамерным соединением [29]. В обеих камерах для фокусировки электронов применена симметричная электростатическая система. Катод первой камеры выполнен в форме эллипсоида вращения; фокусирующий электрод цилиндрический, а анод имеет пулеобразную форму и соединен с фокусирудощим электродом полупроводниковым покрытием, что значительно снижает шумы ЭОП. Во второй камере установлены плоский фотокатод, цилиндрический фокусирующий электрод и пулеобразный анод, соединенный с фокусирующим электродом полупроводниковым покрытием, а также сферический электрод, находящийся под потенциалом катода для придания электронному пучку необходимой формы. Обе камеры соединены плоской волокнистой пластиной диаметром 31,2 мм и толщиной 4,7 мм. Диаметр волокон плас-

тины 22 мкм, коэффициент пропускания света, излучаемого люминофором, равен 0,50.

Двухкамерный рентгеновский ЭОП с напряжением 62 кВ и результирующим электроннооптическим увеличением 1/17 обладает яркостью, в 2,7 10 раз большей по сравнению с яркостью стандартного рентгеновского диагностического экрана.

Рис. 15. Схема двухкамерного рентгеновского ЭОП с волоконным междукамерным соединением: / - изображение на входе; 2 - входной экран и входной фотокатод первой камеры; 3 - фокусирующий влектрод первой камеры; 4 - промежуточное изображение; 5 - экран первой камеры; 6 - волоконный светопровод; 7 - электрод, формирующий электронный пучок; 8 - фотокатод второй камеры; 9 - высоковольтное полупроводниковое покрытие первой камеры; 10 - фокусирующий электрод второй камеры; - высоковольтное покрытие; 12 - изображение иа выходе ЭОП; 13 - выходное окно.

Волоконный междукамерный светопровод можно использовать для выравнивания разрешающей способности по полю фотокатода, что является важным преимуществом рассматриваемой конструкции ЭОП. При использовании ЭОП для контактного фотографирования вместо выходного экрана устанавливают волоконный светопровод в виде плосковогнутой пластины, обращенной плоской стороной к фотопленке. Этот светопровод используется также для получения одинаковой разрешающей способности по полю наблюдения. Применение волоконной оптики для соединения экрана с фотопленкой увеличивает эффективность соединения по крайней мере в 10 раз по сравнению с линзовой системой.

Иностранные фирмы Electro-Optical Systems, Rautheon, RCA, MuUard и др. выпускают трехкамерные ЭОП с воло-

коиным светопроводом диаметром 25 и 40 мм. На каждую камеру подается-напряжение 15 кВ, так что общее напряжение на всем приборе составляет 45 кВ. Коэффициент усиления яркости (40-60) 10*. При использовании таких ЭОП местность, освещаемая звездами (освещенность 10 - 10 лк), выглядит так же, как и при дневном свете. Разрешающая способность ЭОП составляет 20 линий/мм в .3-.. --

Рис. 16. ЭОП со вторичной эмиссией электронов на прострел :

/ - входное окно; 2 - фотокатод; 3 - фокусирующая катушка; 4 - тонкопленочные диноды; 5 - внешний делитель напряжения; 6 - флюоресцирующий экран; 7 -. металл; 8 - диэлектрик.

центре и 18 линий/мм по краям изображения. Блок питания ЭОП состоит из окисно-ртутной батареи напряжением 6,75 В, преобразователя на транзисторах и умножителя напряжения.

В последние годы разработаны два новых типа ЭОП с высоким коэффициентом усиления, которые также можно отнести к каскадным или многокамерным. Первый из них - ЭОП с использованием вторичной эмиссии н^ прострел .

В тридцатых годах было высказано предположение, что при бомбардировке тонкой пленки электронами с высокой энергией с противоположной стороны пленки можно собрать вторичные электроны. В 1953 г. эта идея была использована в конструкции нового ЭОП с тонкими динодами для вторичной эмиссии на прострел , которые крепились на сетке. Дальнейшее усовершенствование этой конструкции привело к разработке ЭОП с укрепленными на кольцевых держателях динодами, в котором на изображение объекта не накладывается изображение вспомогательной сетки.

ЭОП со вторичной эмиссией электронов на прострел (рис. 16) состоит из входного сурьмяно-цезиевого фотокатода, ряда тонких пленочных динодов и экрана из сульфида цинка, активированного серебром [291. Фотоэлектроны, ускоренные коаксиальными электрическим и магнитным полями, фокусируются на наружной поверхности первого динода и вызывают вторичную эмиссию электронов с противоположной стороны динода (коэффициент вторичной эмиссии около 6). Вторичные электроны ускоряются и фоку-сирукэтся на следующем диноде, где повторяется процесс

Рис. 17. Общий вид ЭОП, в котором используется вторичная эмиссия электронов на прострел .

умножения электронов при сохранении формы изображения. Электроны с последнего динода фокусируются на экране. Фокусирующее магнитное поле создается соленоидом; потенциалы динодов и промежуточных ускоряющих электродов задаются делителем напряжения, включенным между фотокатодом и экраном.

Диноды выполняют из очень тонкой (десятые доли микрона) пленки окиси алюминия, на которую с одной стороны нанесен проводящий слой алюминия толщиной 200-300 А, а с другой - тонкий слой (около 500 А) хлористого калия или другого диэлектрика, дающего высокую вторичную эмиссию на прострел . Диаметр динодов 20-40 мм. Каждый динод такой конструкции дает усиление по току в 6- 8 раз при энергии первичных электронов 4000-5000 эВ. В каскадном ЭОП с пятью такими динодами достигается усиление по току до 15 ООО при общем напряжении 30-40 кВ. Разрешающая способность ЭОП 25-30 линий/мм.

Конструктивно ЭОП выполнен в виде цилиндрического элемента из металлокерамики и стекла длиной около 140 мм и диаметром 76 мм (рис. 17). После 500 ч работы коэффициент усиления по току уменьшается менее чем на 10%, а падение чувствительности фотокатода - на 25-40 %. Плоскопараллельная конструкция электродов дает возможность передавать изображение с малой дисторсией и с небольшим 2* 35

снижением разрешающей способности от центра к краю фотокатода.

Наиболее важным преимуществом ЭОП является простота технологии изготовления, обусловленная наличием одного фотокатода, который формируется в вакуумной оболочке с предварительно проверенными динодами и флюоресцирующим экраном. К недостаткам ЭОП относятся: несколько большая хроматическая аберрация из-за большей, чем при фотоэлектронной эмиссии, начальной скорости вторичных электронов (10 эВ вместо 1 эВ); меньший контраст изображения из-за того, что часть первичных электронов пролетает через тонкий динод без значительной потери энергии и не фокусируется полем последующей камеры; низкая механическая прочность, тонких динодов, большие вес и потребляемая мощность системы магнитной фокусировки.

Для устранения некоторых из отмеченных недостатков предложена конструкция ЭОП с динодами из пленок малой плотности [29]. Основным элементом таких динодов является тонкая (300 А) пленка алюминия, закрепленная на грубой никелевой сетке, имеющей примерно одно отверстие иа миллиметр и изготовленной из проволоки диаметром 0,13 мм. Сетку монтируют на кольце из нержавеющей стали диаметром 25 мм. Вторичный эмиттер (КС1) напыляют в атмосфере инертного газа (аргона), благодаря чему обеспечивается значительная пористость эмиттера (в 10-100 раз большая, чем при напылении в вакууме).

Внутреннее электрическое поле в пористом диэлектрическом слое позволяет вырвать большую часть всех вторичных электронов, образуемых в процессе ионизации первичным пучком. Коэффициент вторичной эмиссии значительно увеличивается по сравнению с динодами из пленок нормальной плотности. Так как полный кбэффицнент усиления ЭОП пропорционален коэффициенту вторичной эмиссии в п-й степени, где п - число динодов, то для получения коэффициента усиления по току свыше 1000 (что необходимо для регистрации единичного фотоэлектрона) требуется уже не 4-5 каскадов, а 1-2.

Схема ЭОП с динодом из пленки малой плотности и его внешний вид изображены на рис. 18 и 19. В приборе использованы сурьмяно-цезиевый фотокатод, одиночный динод, управляющая сетка и экран с рабочей поверхностью 6,4 см. Фокусировка электронов осуществляется аксиальным маг-

нитным полем. Сетка расположена на расстоянии 5-7 мм от эмиттирующей поверхности динода. С ростом сеточного напряжения 11 увеличиваются до определенного предела напряженность внутреннего электрического поля и коэффициент вторичной эмиссии. При > 250-300 В наступает эффект насыщения и ковффициент вторичной эмиссии увеличивается мало.

5 в

Рис. 18. Схема ЭОП с динодом из пленки малой плотности:

/ - фотокатод; 2 - пленка алюминия; 3 - слой малой плотности; 4 - управляющая сетка; 5 - алю-мннированный экран; 6 - фокусирующая катушка.

Рис. 19. Общий ВИД ЭОП С динодом из пленки малой плотности.

У опытных образцов ЭОП получены следующие параметры: коэффициент усиления по току свыше 50, коэффициент преобразования 100, разрешающая способность 5-20 линий/мм. Долговечность динодов малой плотности сравнима, с долговечностью напыленных в вакууме пленок KCI,. ЭОП со вторичной эмиссией электронов на прострел применяются в ядерной физике для фотографирования траекторий ядерных частиц, в астрономии в высокоскоростной фотографии и для наблюдения слабо освещенных объектов.

Второй тип ЭОП с высоким коэффициентом усиления основан на использовании канальных электронных умножителей (рис. 20). На пути электронного потока, создающего электронное изображение, J)acпoлoжeн блок параллельных канальных умножителей. Выходной поток электронов каждого канала возбуждает люминесцентный экран.

Канальный электронный умножитель представляет собой полую стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта слоем вещества толщиной несколько ангстрем с высоким сопротивлением. Электрический кон-