像增強(qiáng)器的理論研究與仿真.pdf

1、伴隨著微光夜視儀的出現(xiàn)，人的視覺(jué)不再停留于白晝，而是走進(jìn)了黑暗。微光像增強(qiáng)器作為微光夜視儀的主要元件，具有重量輕、體積小，暗噪聲低、隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn)，其研究狀況直接影響著微光夜視儀的發(fā)展。由于微光像增強(qiáng)器的研究涉及到電子光學(xué)、電磁場(chǎng)理論，陰極電子學(xué)、材料學(xué)等諸多學(xué)科，且對(duì)制造工藝要求也很高，這使得像增強(qiáng)器的研究過(guò)程繁瑣，價(jià)格昂貴，無(wú)疑阻礙了其研究和發(fā)展。若能夠?qū)⑾裨鰪?qiáng)器的研究與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合，利用計(jì)算機(jī)仿真代替實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程，能極大地

2、減少像增強(qiáng)器的硬件實(shí)驗(yàn)，改善像增強(qiáng)器的性能，減少研究時(shí)間，從而促進(jìn)像增強(qiáng)器的快速發(fā)展。
　　微光像增強(qiáng)器的工作通常包括三部分：光陰極的光電轉(zhuǎn)換，聚焦系統(tǒng)對(duì)來(lái)自光陰極的電子的聚焦以及電子在微通道板中進(jìn)行碰撞使能量增大。本論文圍繞微光像增強(qiáng)器各個(gè)關(guān)鍵部件的理論與計(jì)算機(jī)模擬展開研究。本論文的主要工作如下：
　　1、系統(tǒng)介紹了微光像增強(qiáng)器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與最新發(fā)展。對(duì)微光像增強(qiáng)器的基本理論、工作原理以及部件進(jìn)行了介紹。理論推導(dǎo)了光陰極

3、作用下光電子運(yùn)動(dòng)方程、微通道板作用下電子運(yùn)動(dòng)方程以及陽(yáng)極作用下的電子運(yùn)動(dòng)方程。利用理論推導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)方程分析了第三代像增強(qiáng)器中粒子的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。在微通道板理論分析過(guò)程中，推導(dǎo)了一種新的微通道板增益模型。相比傳統(tǒng)的微通道板增益模型，該模型得到的理論增益與實(shí)驗(yàn)更為吻合。最后，基于負(fù)電子親和勢(shì)GaAs光陰極的理論基礎(chǔ)，對(duì)量子效率進(jìn)行推導(dǎo)并進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了后界面復(fù)合速率對(duì)量子效率的影響。
　　2、利用CST粒子仿真軟件和MTSS的電子光