През последните години в областта на науката и технологиите широко развитите електронни методи повишават яркостта на изображението. Използването на някои от тях в областта на астрономията може значително да намали времето за експонация когато снимате и да се увеличи силата на проникване на съвременните оптични телескопи, а в някои случаи да се наблюдава в областта на радиочестотния спектър (инфрачервен област), в които дори специални фотографски плаки не са много подходящи.
Интервалите за осветление изображения срещани астроном когато снимате небесни обекти, много голям. Този факт определя необходимото време експозиция на фотографска плака за производство на качествени негативи. В зависимост от яркостта на времето на експозиция, може да варира от няколко стотни, а понякога и по-малки части от секунди (на слънце) до десетки часа (за слаб мъглявини и т.н.). Намаляване на времето за престой, особено когато снимате на планетите, може да подобри качеството на изображението. Както знаете, дълго заснемане дава размити изображения върху негативите поради намеса от страна на атмосферното сътресения.
Времето на престой може да се намали или увеличи входен отвор на диаметъра на телескоп, което понякога е трудно да се направи или използва фотоелектрически светлинни датчици са по-чувствителни от фотографска плака. Относителният им чувствителност в повечето случаи остава непроменено, докато в фотографска плака пада по време на дълги експозиции. Печалбата на чувствителност в сравнение с фотографска плака в средната осветеност на регистрираното изображение може да бъде около 300 пъти.
В момента три начина за подобряване на осветеността на изображението са широко използвани в практиката: електролуминисцентна, електрооптични, телевизор. Някои от тях се използват в астрономията.
Въз основа на първия метод, разработен яркост електролуминисцентни усилватели (ELU). Те се състоят от многослойна система променлив между себе си и фоторезистори фосфор захранва от електрически ток. Тези усилватели, въпреки изключителната лекота на работа и почти пълното отсъствие в конфигурацията на своите позиции, които не се използват в областта на астрономията, тъй като те са с ниска резолюция и сравнително ниска чувствителност към светлина. Въпреки това, параметрите ELU бързо подобряване и е вероятно да се превърне скоро в съответствие с астрономически наблюдения.
втора печалба яркост метод е да се превърне оптичен образ чрез усилване на изображението (IIT) в първия електронен, а след това отново в видимото.
Може да се използва и на принципа на електронен фотография (E F). оптично изображение FE проектирана върху полупрозрачен фотокатода. Последно от светлина излъчва електрони. Светлите области на изображението те емитират повече в тъмното - по-малко. Така Фотокатодна формиране на електронен лъч. Чрез допълнително електрическо поле напрежение от 20 кВ ускорено електронен поток и се фокусира върху фотографска плака за образуване на електронно изображение. При въздействие на електроните в фотографска емулсия създава ефект, подобен на светлина. Такова устройство може да има много висока разделителна способност. Яснотата на полученото изображение на табелката е ограничен само от своята детайлност.
В зависимост от материала на преобразувател фотокатодния могат да имат различна чувствителност в различни светлинни лъчи, т.е.. Д. имат различна спектрална чувствителност,. Например, широко разпространените антимон-цезиев фотокатодна има максимална чувствителност в синята светлина. Киселинно-цезиев фотокатодна има две максимална чувствителност - първата синя светлина, а вторият - в инфрачервена. Това дава възможност да се използва конвертор за заснемане на изображение невидимо за очите в лъчите на светлината. Киселинно-бисмут-цезиев фотокатодна има своята максимална чувствителност към зелена светлина, като спектрална чувствителност на човешкото око. Най-ефективни, както се вижда от графиката, е мулти-алкален фотокатодна.
За сравнение на чувствителността на фотографска плака и фотокатода като приемник на светлина, то е необходимо да се определят общи качествени показатели за тях. Обикновено сравнения вземат ефективност чрез въвеждане на концепцията за квантовият добив на детектор на светлина. За фотокатода е - броят на фотоелектроните излъчвани чрез действието на един фотон срещане на повърхността; за фотографски плаки - броят на зърна от сребърен метал, които могат да бъдат открити след развитие. Добивът на квантовата ще бъде равно на 100%, ако всеки квантов на светлинно излъчване предизвика появата на един електрон или зърно от метално сребро в емулсията. Това е най-високата квантов добив на антимон-цезиев фотокатодна. В своята максимална спектрална чувствителност на квантов добив достигне 30% на теория, приема като 100%. За чувствителна фотографска плака трябва да е около 1000 фотони, за да получите по едно зърно сребърен метал. По този начин, квантов добив на емулсията е около 0.1%. Чувствителността на чувствителността на фотокатодна над фотографска плака при максималната квантов добив от 300 пъти. Ако приемем, че средната квантовият добив на фотокатода на 10%, докато печалбата на чувствителността падне до 100 пъти. Това означава, че половин метър телескоп с фотокатодна се използва като детектор на светлина, ще бъде еквивалентен на телескоп с огледало диаметър 5 m, но само снабден с чувствителен фотографска плака.
Времето за недвижими печалба време в резултат на използването на IC очевидно може да бъде 300-100 пъти увеличен мащаб 1: 1.
Конвертор за електронно фотография за първи път е направено от френския астроном А. Lallemand на през 1936 г. и се използва за заснемане слабо светещи звезди и други. Поради факта, че изображението на фотографска плака на устройството е в резултат на излагане на емулсията се не на светлинния поток и лъча на фотоелектроните, излъчвана от фотокатода, нов метод за интензификация на изображението и фотографиране е обявен за електронна снимка и устройството - електронен телескоп.
Един от първите видове изображение конвертор Lallemand: конвертор се състои от стъклен съд, сглобен от две части, свързани с херметично устройство. В първата част на оптичния образ на небесен обект се очаква на сферичната повърхност на плавателния съд, във вътрешността на който образува полупрозрачен фотокатодна. Електронен преобразувател 120-см телескоп в обсерваторията на Haute Provence (Франция), използван от 1956 г. насам, за да се повиши яркостта на спектралните наблюдения на астрономически обекти бледи. Сондата се монтира в спектрограф, монтиран в пряк фокус. Такава телескоп дава добри снимки астрономически обекти спектри при 15 експозиция мин. Нормално стрелба е един и същ спектър в същото телескопа се използват само фотографски плаки ще изисква много по-голяма експозиция.
По-нататъшно подобряване на електронен дизайн конвертор доведе до създаването на три секции с междинно съединение с алуминиево фолио. Първата част е камера с висок вакуум в който се поставя фотокатода. Вместо photoplate прилага алуминиев филм няколко микрона. Цел това - да се поддържа вакуума в първата секция и фотографиране преминават електрони от фотокатода на фотографска плака, прикрепени към филма. Между филма и фотокатода високо ускоряващо напрежение се прилага към 30-35 кв. Електроните под влиянието на електрическо поле придобиват висока скорост и лесно преминават през металния филм, бомбардиране на фотографска емулсия на плаката. При втората и третата части има вакуум в средата. Раздел общуват помежду си и с външния въздух през плътно затворени прозорци.
На фотографска плака е постепенно преминава през всички части и плътно притисната към филма. движението му не се случва веднага, но постепенно: първо да се вкара в третата част и външния прозорец е плътно затворен. въздух се изпомпва от секцията. Когато налягането в втората и третата части стават равни, втория прозорец се отваря и фотографска плака, се въвежда във втората част. След края на снимане на фотографска плака в обратен ред се изважда от апарата. Всички тези операции се извършват от външен електромагнит, които, разбира се, усложнява работата на устройството. Подобряване конвертор за електронно фотография е довело до известно опростяване на неговата структура.
В съществуващите дизайни размер на изображението IIT изход може да бъде по-голямо или по-малко, отколкото на входа, но често я увеличите мащаб се прави, за да бъде единство. Намаляването на електронния лъч се кондензира чрез увеличаване на яркостта на изображението на екрана.
яркост на изображението е придружено от едновременна поява на екрана на разсеяна светлина. Контраст и яркост на изображението се влошава. За да се премахне този недостатък, екран фосфор върху вътрешната страна, обърната към фотокатода, алуминиев филм покрити с 0.08 микрона. Електроните преминават свободно през него и да стигнат до екрана, а разсеяна светлина се абсорбира от него. В резултат на това по-голяма яснота и контраст на изображението на екрана флуоресцентен се подобри.
Преобразуватели с намален мащаб на изображението се използват рядко, тъй като изображението на екрана не е обикновено се смята визуално и снимани. За тази цел с висока бленда фотографски обективи, които намаляват големи леки загуби. Например, когато повърхността на обектива с коефициент на отвор от 1: 1 се използва, само около 8% от светлината от екрана на конвертор, а останалата част се разсейва безполезна без да падне върху фотографска плака. По този начин, използването на фотографски обектив намалява действителната печалба яркост електрооптични датчиците за около 7 пъти.
За да се повиши степента на използване на светлина в редица страни създаде инвертор за контакт печат, имащ достатъчно тънък и траен прозрачна стена трябва да се покрие фосфор.
Липса на преобразуватели с помощта на екрана за фина слюда филм субстрат е невъзможността да се увеличи диаметъра на изхода изображение. Ако размерът на екрана по-голям от 10 mm, силата на филм се окаже недостатъчен, и тя се разпада при атмосферно налягане.
В момента, конвертори от този тип се използват широко в астрономията за фотографиране на звездите и мъглявини.
По-нататъшно развитие и подобряване на дизайна на усилване на изображения тръба води до каскада верига. В тях преобразувател на изображението на екрана на първи прогнозни Оптика върху фотокатода на втория и от втория преобразувател е снимана от екрана на камерата. Тази схема позволява намаляване на времето за експозиция на приблизително 12-15. Въпреки това, голям брой лещи в междинните оптиката причинява разсеяна светлина, намаляване на контраст и яркост.
Значително по-висока печалба може да бъде получена чрез прилагане на две конвертори без междинни оптика. За тази цел, да направи общата дебелина на стъклената пластина е малък (0,05-0,02 mm), който е в основата на елемента на два слоя. От една страна тя се прилага за екран материал на първия инвертор, а другата - на втория полупрозрачен фотокатода. Всеки етап получава напрежение от 12-15 кВ, и на два етапа единица 24-30 кв. Заснемането на изображения с такъв екран конвертор намалява времето на престой в 100-140 пъти.
За много голям брой на етапи увеличаване на яркостта се регулира до 3-4. Въпреки това, по-нататъшно увеличаване на техните възпрепятства технологичния трудности при производството и намалява контраста на изображението и да се увеличи намеса в устройството. По този начин, в няколко етапа, преобразуватели (полезен печалба до 100 000 пъти) от първия тъмно ток фотокатода предизвика вътрешен шум в светъл фон. Тя се формира от голям брой светещи точки хаотично движение във всички посоки на екрана. Всяка точка произтича от въздействието на един или повече електрони от екрана на фосфор. Очевидно е, че коефициента на яркост печалба е 100 000 ограничаване. По-нататъшно увеличаване разгражда само производителността на устройството. Минималната осветеност изображение на фотокатода, с които е възможно да се открие на изображението на екрана на преобразувателя е около 6,10 л / сек. Приблизително същата осветяването наблюдава на повърхността на земята в много облачно и безлунна нощ.
В допълнение към тези структури на ДОС известен лабораторни проби и други видове. Един от тях се отнася конвертор, където методът на вторичен емисии от редица dynodes разположени на еднакво разстояние между фотокатода и екрана на фосфор. Dynodes могат да приемат формата на метални филми тънки с достатъчно голям съвместно коефициент на вторичен емисии електрон. Потокът от електрони, които летят от фотокатода към екрана на фосфор, релеф много вторични електрони от dynode. Това значително повишава плътността, по този начин се усилва яркостта на дисплея на предавателя.
В друг тип инвертор с вторичен dynodes електрон емисиите се използват като фина метална мрежа. Принципът на неговото действие е различен от първия тип. Такива усилватели на изображението все още не са намерили практическо приложение, тъй като не предоставят добра яснота на изображението.
В заключение следва да се отбележи, че, например, използването на усилватели на изображението с разделителна способност от 0,1 мм дава печалба в експозицията е необходимо да се получи снимка на небесен обект.
Свързани статии