Hvert er ljósskautsnæmi í nætursjón?

Nætursjónartæki treysta á að breyta tiltæku lágu ljósi, eins og tunglsljósi eða stjörnuljósi, í sýnilegar myndir. Lykilþáttur sem gerir þessa umbreytingu kleift er ljósskautið. Næmni ljósskautsins hefur bein áhrif á frammistöðu og getu nætursjónbúnaðar.

Hlutverk ljósskautsins
Ljósskautið er þunnur diskur úr ljósgeislandi efni sem situr inni í myndstyrktarröri. Þegar ljóseindir úr mynd snerta ljósskautið berast rafeindir í gegnum ljósrafmagnsáhrifin. Þessar rafeindir eru síðan magnaðar til að gera myndina bjartari.

Næmi ljósskautsins vísar til getu þess til að breyta innfallandi ljósi í rafrænt merki. Næmari ljóskatóð geta greint veikari ljósmerki og gefið út fleiri rafeindir. Þetta gerir nætursjónartækjum kleift að sjá betur í lítilli birtu. Ljósskautsnæmi er lykilárangursmælikvarði.

Lykilþættir sem hafa áhrif á næmni
Það eru nokkrir þættir sem hafa áhrif á næmni ljósskauts:

Ljóslosandi efni
Samsetning ljósskautsefnisins sjálfs er stór ákvörðunaraðili um næmni. Mismunandi ljósgeislandi efnasambönd og bakskautsbyggingar munu bregðast öðruvísi við innfallandi ljósi. Algeng efni eru gallíumarseníð, gallíum-indíum-arseníð og gallíum-ál-arseníð. Verkfræðingar velja ákjósanlegasta efnið fyrir þann árangur sem óskað er eftir.

Bylgjulengd ljóss
Ljósskautsnæmi er mismunandi eftir bylgjulengd ljóssins. Flestir eru hannaðir til að vera viðkvæmir fyrir grænu ljósi í kringum 550 nm, þar sem mannsaugað nær einnig hámarki í næmi hér. Hins vegar geta sérhæfð bakskaut einnig greint innrautt ljós með því að nota mismunandi efni. S-stuðullinn er mældur á bylgjulengdinni sem bakskautið er fínstillt fyrir.

Hitastig
Ljósskautsnæmi er háð hitastigi. Almennt dregur hærra hitastig úr S-stuðli. Kæling ljósskautsins getur hjálpað til við að bæta næmi. Hins vegar, þetta krefst viðbótar vélbúnaðar. Flestir nætursjónartæki leyfa einhverja virka kælingu með leiðni í gegnum myndstyrkingarhlutann.

Skemmdir og lýti
Ófullkomleika, rispur, lýti og hvers kyns skemmdir á yfirborði ljósskautsins geta haft slæm áhrif á skilvirkni ljósbreytingar. Þetta lækkar ljósnæmi og myndgæði. Mikið skemmd bakskaut gæti þurft að skipta út.

Rafmagns sviðsstyrkur
Sterkari rafsviðshalli hjálpar til við að kasta ljóseindum frá bakskautyfirborðinu á skilvirkari hátt. Þetta svið er myndað af spennumunnum milli ljósskautsskífunnar og fyrsta lagsins á örrásarplötunni. Hærri spenna bætir næmi.

Auka ljósskautsnæmni
Það eru nokkrar aðferðir notaðar til að bæta næmni ljósskauta:

Notkun fullkomnari ljósgeislunarefna og bakskautsbygginga
Kælir ljósskautið til að draga úr hitamynduðum hávaða
Að auka spennustigann til að gera rafeindalosun skilvirkari
Að draga úr yfirborðsgöllum með bættri framleiðslu og meðhöndlun
Notaðu þunnar filmur eða húðun til að auka skammtavirkni
Notkun ljóskatóða með stærri þvermál til að safna meira ljósi

Niðurstaða
Næmi ljósskautsins er mikilvægur mælikvarði sem ákvarðar frammistöðu nætursjónbúnaðar. Það gefur til kynna skilvirkni þess að breyta ljóseindum í lítilli birtu í rafeindamerki. Lykilþættir sem hafa áhrif á næmni eru meðal annars ljósgeislun, bylgjulengd ljóss, hitastig, skemmdir og styrkur rafsviðs. Með áframhaldandi rannsóknum á efnum og bakskautsverkfræði er hægt að auka næmni framtíðar nætursjónkerfa enn frekar, sem veitir yfirburða getu í lítilli birtu.

Heimildir
Nachtvision. "Ljósskaut." Nachtvision.com, www.nachtvision.com/photocathode.htm. Skoðað 25. janúar 2023.
Matlock, Marty. "Image Intensifier Tubes." United States Army, 15. mars 2017, https://m.goarmy.com/content/dam/goarmy/downloaded_assets/tec_man/TEC_TM{{ 5}}&P.pdf.
"Image Intensifier Tubes." Photok, www.photek.com/support/knowledge-base/image-intensifier-tubes/. Skoðað 25. janúar 2023.
Tavernier, Filip og Mieke Steukers. "Grunnatriði ljóskatóða." Photonis, okt. 2018, bls. 1–6, www.photonis.com/uploads/news/Photonis_Photocathode_basics.pdf.
"Ljósskaut." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24. maí