技术摘要：
本发明属于真空光电器件领域，公开了一种降低像增强器点亮光源图像周围亮环亮度的方法，该方法在MCP输入端镀制金属膜层，镀制时的浸入深度为输入端通道直径的一半，镀膜层的厚度为20nm‑150nm，镀制材料采用低二次电子发射系数的Pt/Pd/Ni/Ag/Au和/或Ir金属材料。本发明  全部
背景技术：
针对目前像增强器所存在的这一问题，本发明的目的在于提出一种方法，该方法 可以大大降低像增强器点光源图像周围亮环的亮度，使微光夜视仪能够在存在点光源的视 场中观察目标，而少受到点光源亮点周围亮环的干扰。 点亮光源图像周围产生亮环的原因是像增强器中的微通道板(Microchannel  Plate，MCP)  输入端通道壁产生的二次电子发射。像增强器通常由输入窗、光电阴极、MCP、 荧光屏以及输出窗所组成。输入窗为玻璃窗，起支撑光电阴极的作用；光电阴极起光电转换 的作用；MCP  起电子倍增的作用；荧光屏起电光转换的作用；输出窗为光纤面板，起支撑荧 光屏的作用。当微光夜视仪观察点亮光源时，物镜将点亮光源的像投射在像增强器的输入 窗形成入射光斑，该入射光斑投射在光电阴极上并经过光电阴极转换为入射电子束斑，入 射电子束斑经过  MCP的倍增，从MCP产生输出电子束斑并激发荧光屏发光，荧光屏发出的光 从输出窗输出。输出的图像包括点亮光源的图像A，也包括亮环的图像A’。亮环产生的原因 是来自光电阴极的入射电子中的一部分与MCP输入端的通道壁发生碰撞，由于碰撞产生的 二次电子发射所致。 3 CN 111584331 A 说　明　书 2/5 页 本发明是通过以下技术方案来实现的： 在MCP输入端镀制金属膜层，镀制时的浸入深度为输入端通道直径的一半，镀制材 料采用低二次电子发射系数金属材料。 进一步地，所述的金属材料为Pt/Pd/Ni/Ag/Au和/或Ir。 进一步地，所镀膜层的厚度为20nm-150nm。 本发明的镀制步骤包括： S1准备，将真空烘箱的温度设定在150℃备用； S2清洗，将MCP放入MCP清洗架中，然后将MCP清洗架再放入烧杯中，并在烧杯中放 入乙丙醇，将烧杯放入超声波清洗机中，清洗5-8分钟；然后取出MCP清洗架并放入真空烘箱 中，并对烘箱进行抽真空，烘箱的真空度应优于5×10-1Pa，使MCP清洗架以及MCP在真空烘 箱中烘烤至少1小时；烘烤完成以后，停止抽真空，向真空烘箱充入氮气，当烘箱内外的气压 达到平衡时，打开真空烘箱，取出MCP，放入包装盒中。 S3镀膜，将MCP从包装盒中取出并装入MCP镀膜夹具中,之后再将MCP镀膜夹具放入 镀膜机中；控制MCP输入端的原有金属电极的浸入深度为通道直径的一半；关闭镀膜机门， 开始抽真空，当镀膜机的真空度优于5×10-3Pa时，打开蒸发器，开始镀膜；控制蒸镀速率不 大于2nm/s，控制镀膜机的公转速率为10转/分～15转/分；镀膜完成以后，停止抽真空，并向 镀膜机腔体中充入氮气。 S4结束镀膜，当镀膜机真空室内外压力达到平衡时，打开镀膜机门，取出MCP镀膜 夹具，然后再从夹具上取出MCP并立即装入MCP的包装盒中。 本发明的原理及有益效果是： 对于普通的MCP，通道壁上的材料为镍-铬电极，为了减小通道壁上镍-铬电极的二 次电子发射系数，在该通道壁的上面再镀制一层二次电子发射系数较低的金属材料膜，以 覆盖原有的镍-铬电极镀膜。 本发明在MCP的输入端镀制一层低二次电子发射系数金属材料以后，产生二次电 子的数量就会较少，因此因二次电子在荧光屏上产生的亮环的亮度会大大降低，这样就会 大大降低亮环对亮斑周边目标的干扰。 本发明能够大大降低像增强器点光源图像周围亮环的亮度，使微光夜视仪能够在 存在点光源的视场中观察目标，而少受到点光源亮点周围亮环的干扰。 附图说明 图1、像增强器成像原理图。 图2、MCP单根通道电子倍增示意图。 图3、入射电子及MCP。 图4、亮环产生的原理示意图。 图5、MCP镀膜原理示意图。 图6、MCP镀膜夹具转动示意图。 图7、MCP输入端所镀金属膜层示意图。 其中： 1、输入窗；2、光电阴极；3、MCP；3-1、通道孔；3-2、通道壁；3-3、通道内壁；3-4、  MCP 4 CN 111584331 A 说　明　书 3/5 页 输入端；3-5、MCP输出端；3-6、MCP输入电极；3-7、MCP镀制电极；4、荧光屏；5、输出窗；6、输入 光；7、入射电子；7-1、对准MCP通道孔的电子；7-2、对准MCP通道壁的电子；7-3、MCP通道壁发 射的二次电子；8、输出电子；8-1、对应点亮光源光电子束的输出电子；8-2、对应通道壁所发 射的二次电子的输出电子；9、亮斑；10、亮环；11、MCP镀膜夹具；12、镀膜机内转盘；13、外环； 14、公转轴；15、自转轴；16、蒸发源。
技术实现要素：
下面结合附图对本发明的原理、具体实施以及技术效果等做进一步说明。 现有技术中，点亮光源图像周围产生亮环的原因是像增强器中的微通道板  (Microchannel  Plate，MCP)输入端通道壁产生的二次电子发射。像增强器由输入窗1、光电 阴极2、MCP、荧光屏4以及输出窗5所组成，见图1。输入窗1为玻璃窗，起支撑光电阴极的作 用，光电阴极起光电转换的作用，MCP起电子倍增的作用，荧光屏起电光转换的作用，输出窗 为光纤面板，起支撑荧光屏的作用。当微光夜视仪观察点亮光源时，物镜将点亮光源的像投 射在像增强器的输入窗1以及光电阴极2上，入射光斑6经过光电阴极2转换为电子束斑7，经 过MCP的倍增，从MCP输出电子束斑8，激发荧光屏4发光，并从输出窗5  输出，见图1。输出的 图像包括点亮光源的图像9，也包括亮环的图像10。亮环产生的原因是来自光电阴极的入射 电子中的一部分与MCP输入端通道壁碰撞，产生二次电子发射所致。 MCP是一种多孔阵列的电子倍增器，其外形为一个圆片。常用的MCP的直径为25mm， 厚度为0.3mm。MCP圆片的一个面为输入面，另一个面为输出面。光电阴极产生的电子从输入 端入射，在MCP的通道内进行倍增，最后从输出端输出，图2为MCP中一个单一通道的电子倍 增示意图。入射电子7进入MCP的通道3-1，与MCP的通道内壁1-3碰撞产生二次电子。多次二 次电子倍增，输出电子8的数量大于输入电子7的数量，从而实现了电子的倍增。当入射电子 7向MCP输入端方向运动时(参见图3)，入射电子7可以分为两类，一类为运动轨迹对准MCP输 入端通道孔3-1的电子7-1，另一类为对准MCP输入端通道壁3-2的电子  7-2。电子7-1进入 MCP的通道3-1并顺利进行二次电子倍增，输出电子8-1。电子7-2与通道壁3-2进行碰撞，也 会产生二次电子，但产生的二次电子3-3会偏离入射电子7的轨迹，向电子束7的周边扩散， 见图4。该电子7-3在反弹离开MCP的输入端3-4以后，还会返回  MCP的输入端3-4，同时电子 7-3中的一部分会进入MCP的通道3-1，从而也进行二次电子倍增，最后从MCP的输出端3-5输 出电子8-2。需要说明的是，电子7-3是光电子与MCP通道壁碰撞产生的二次电子，而二次电 子的发射角为0 至゚90 ，゚因此二次电子会向入射光电子束斑之外的区域扩散，从而形成亮 环。对于MCP而言，通道壁3-2的面积小于通道孔3-1 的面积，因此电子7-2的数量较电子7-1 的数量少，另外由于碰撞产生的二次电子7-3散开的面积较大，因此输出电子8-2的电流密 度远远小于输出电子8-1的电流密度。如果入射电子束7为一个圆斑，那么其输出电子8-1在 荧光屏上的图像为一个亮斑9，但输出电子7-2  在荧光屏的图像却为一个亮环10，并且亮环 10的亮度较亮斑9的亮度低。另外亮环10的亮度与亮斑9的亮度成正比，亮斑9的亮度越亮， 亮环10的亮度也越亮。再有亮环10的直径比亮斑9直径大2倍以上。 目前对于MCP而言，其通道壁3-2总是存在的，因此电子7-3总是存在。然而电子7-3  的数量或电子密度除与入射电子7的电流密度相关外，还与通道内壁3-3上的材料密切相 5 CN 111584331 A 说　明　书 4/5 页 关。材料的二次电子发射系数越高，产生的二次电子7-3的数量越多，密度越大，其在荧光屏 上显示的亮环亮度越亮。对于普通的MCP，通道壁上的材料为镍-铬电极3-6。为了减小通道 壁  3-3上镍-铬电极的二次电子发射系数，可以在该通道壁上3-2上面再镀制一层二次电子 发射系数较低的金属材料3-7，以覆盖原有的镍-铬电极3-6。当在MCP的输入端镀制一层低 二次电子发射系数金属材料3-7以后，产生二次电子7-3的数量就会较少，因此电子7-3在荧 光屏上亮环10的亮度会大大降低，这样就会大大降低亮环10对亮斑9周边目标的干扰。 在本发明中，MCP输入端3-4所镀膜层的厚度为20nm-150nm，材料为Pt、Pd、Ni、Ag、  Au以及Ir中的一种或多种。 本发明所述的镀制低二次电子发射系数金属膜层的方法步骤包括： 第一步，准备： 将真空烘箱的温度设定到150℃，关闭真空烘箱的门，对真空烘箱进行升温。当真 空烘箱的温度达到150℃时，进行保温，同时开始清洗MCP。 第二步，清洗： 将MCP从包装盒中取出，并放入清洗架中。清洗架采用不锈钢制作，其作用是作为 MCP 的一个承载器。将清洗架再放入烧杯中，并在烧杯中放入乙丙醇(分析纯)，使乙丙醇在 烧杯中的液面高度淹没MCP清洗架至少30mm。 将MCP放入超声波清洗机中，清洗5分钟。超声波的频率为25KHz至30KHz。 从烧杯中取出MCP清洗架，倒出烧杯中的乙丙醇(分析纯)，用干净的乙丙醇清洗烧 杯。再次将MCP清洗架放入烧杯中，然后再在烧杯中导入新的乙丙醇，使乙丙醇在烧杯中的 液面高度淹没MCP清洗架至少30mm。 将MCP清洗架放入超声波清洗机中，清洗5分钟。 将MCP清洗架从超声波机的清洗槽中取出，打开真空烘箱门，将MCP清洗架夹具放 入烘箱中。关闭真空烘箱门，并对烘箱进行抽真空。烘箱的真空度应优于5×10-1Pa。使MCP清 洗架以及MCP在真空烘箱中烘烤1小时。 烘烤完成以后，停止抽真空，向真空烘箱充入氮气，当烘箱内外的气压达到平衡 时，打开真空烘箱，取出MCP清洗夹具。 将MCP从清洗架上取出，放入包装盒中。 第三步，镀膜： 将MCP从包装盒中取出并装入MCP镀膜夹具11中。之后再将MCP镀膜夹具放入镀膜 机中。MCP的镀膜夹具为不锈钢制造。为了使MCP输入端面上的膜层均匀，镀膜机需要具有公 转和自转机构，见图5，图6。该公转和自转机构由旋转轴14带动内转盘12转动，而外环  13固 定不动。MCP镀膜夹具11在与内转盘12和外环13的摩擦力作用下既绕公转轴14转动，同时也 围绕自传轴15转动。 另外由于MCP是一种微孔阵列，因此在MCP的通道壁3-2上镀制膜层时，不可避免的 在通道内壁3-3上也会镀制上金属膜层，因此会降低通道内壁3-3的二次电子发射系数。所 以通常情况下，MCP输入端原有金属电极3-6的浸入深度为通道直径的一半，所以本发明在 镀制低二次电子发射系数金属膜层时，浸入深度也为通道直径的一半。为了控制镀膜时通 道内的浸入深度，只需要控制蒸发源与MCP轴线之间的夹角θ，夹角越大，深度越浅，夹角越 小，深度越深，对于通道直径一半的浸入深度，蒸发源与MCP轴线之间的夹角θ为63°。调节蒸 6 CN 111584331 A 说　明　书 5/5 页 发源与MCP轴线之间的夹角θ，只需要调节蒸发源与MCP之间的距离即可。 关闭镀膜机门，开始抽真空，当镀膜机的真空度优于5×10-3Pa时，打开蒸发器，开 始镀膜。蒸镀速率应不大于2nm/s。镀膜机的公转速率为10转/分-15转/分。镀膜完成以后， 停止抽真空，并向镀膜机腔体中充入氮气。 第四步，结束镀膜： 当镀膜机真空室内外压力达到平衡时，打开镀膜机门，取出MCP镀膜夹具，然后再 从夹具上取出MCP，并立即装入MCP的包装盒中。经过镀膜的MCP，其输入端具有两层金属膜， 第一层金属膜3-6为原有的镍-铬层，第二层为镀制的金属层3-7，见图7。 7 CN 111584331 A 说　明　书　附　图 1/4 页 图1 图2 8 CN 111584331 A 说　明　书　附　图 2/4 页 图3 图4 9 CN 111584331 A 说　明　书　附　图 3/4 页 图5 图6 10 CN 111584331 A 说　明　书　附　图 4/4 页 图7 11