微光電視

微光電視主要包括攝像的光學物鏡、像增強器和攝像管組合的攝像和接收顯示裝置。微光攝像機把空間二維微弱光學圖像轉換成適用的視頻信號。其轉換過程包括：光學物鏡靶被攝景物聚焦在攝像管的光電陰極上；發射的光電子圖像轉移到特製的一個像靶上；像靶則將此圖像轉變為像靶另一面上的電位圖像；然後被電子槍的細電子束掃描，形成視頻信號。圖像可通過屏幕直接顯示。

微光電視的核心部件是微光電視攝像器件，它有電真空攝像器件和固態攝像器件兩類。

微光攝像器件的發展可以追溯到20世紀40年代超正攝像管的出現，但真正可以單獨稱為微光攝像管的還是60年代研製的二次電子電導（SEC）和電子轟擊硅靶（EBS）或稱硅增強靶（SIT）攝像管。

它是在硅靶攝像管的基礎上發明的，其結構原理如圖1-1所示。它將硅靶作為二次電子增益靶，並增加可電子光學移像部分與光電陰極。當光電陰極受光照時，發射出的光電子在移像區電場的作用下以高速度轟擊靶面，在靶中產生大量的電子—空穴對，實現了光學圖像向硅靶轉移，硅靶將此圖像轉變為靶另一面上的電位分布圖像，經電子槍細電子束掃描形成視頻信號。

EBS攝像管具有高增益、低滯后，並在強光照射下具有低暈光的能力。此外，結構簡單、價格低廉。如在EBS攝像管上耦合一像增強管可在極低微光條件下工作。

SEC攝像管也是增強型攝像管，其結構與EBS攝像管類似，主要區別在於靶結構不同，用SEC靶代替了硅靶。SEC靶採用低密度的二次電子發射性能良好的材料，其結構如圖1-2所示。

SEC靶的工作原理是：光電陰極發射的光電子經過移像部分幾千伏高壓加速，以極高的速度撞擊靶面並穿透鋁膜轟擊KCI層，產生大量的二次電子，二次電子在靶內電場作用下向信號電極運動，形成二次電子傳導電流，在KCI層內留下大量的正電荷，其中一小部分被二次電子複合而損失，而大部分會在一幀時間內連續積累，從而在掃描面形成與被攝景物光學圖像對應的正電荷密度分佈圖像，經由電子束掃描取出，形成視頻信號。它具有靈敏度高和長時間積累微弱信號的特點。同樣它與一像增強器耦合的IEBS可在極低的微光條件下工作。

鑒於一般的CCD攝像只能在景物照度1lx以上才能工作，光線較強，信號遠大於雜訊，易於攝出清晰的圖像。但在微光條件下，景物對比度和清晰度極差，這就對CCD攝像機性能和雜訊提出了更高的要求。20世紀80年代CCD固態微光攝像器件獲得了迅速的發展，目前市場上已有，水平分辨力大於700TV線，動態範圍為4000:1的微光攝像機。

微光攝像技術實質是微光（夜視）望遠鏡和光路分開，在物鏡與目鏡（或顯示器）之間放置一個像增強器。通過能量轉換和信號處理后，在輸出端變換成具有適當亮度、對比度和清晰度可見的目標圖像。目前微光CCD攝像器件主要有以下兩種。

1、增強型CCD（ICCD）

即將像增強管耦合到CCD上，可選用合適的像增強器作前置增強級，主要是二代、三代像增強器，或在級聯一個銻鉀鈉銫或砷化鎵光電陰極的單級像增強器，通過纖維光學元件與CCD耦合而成ICCD，如圖1-3所示。

2、電子轟擊CCD（EBCCD）

它是將CCD攝像器件直接集成到攝像管中，取代輸出熒光屏作為攝像器的陽極，在陰極與CCD陽極間有很高的電壓。其工作原理是：當入射光子打在光電陰極上，光子轉換為光電子，光電子被加速並聚焦在面陣CCD上，通常採用背面轟擊CCD的靈敏面，在光敏元中產生許多二次電子並以電荷包形式收集在CCD勢阱中，積分結束后電荷包轉移到移位寄存器輸出。其結構原理如圖1-4所示。

其中，1為光學像；2為電子像；3為光電陰極；4為基本反射鏡。

為了獲得高分辨力、高探測效率和高穩定性，EBCCD需要減薄，通常的厚度為，應小於電子在硅中的擴散長度。整個光敏面上的不均勻性應小於10%。減薄與背面處理是EBCCD的兩個關鍵技術。

目前ICCD與EBCCD都可以在景物照度小於lx下工作，並具有高的圖像分辨力，在微光條件下具有優良的成像質量。除了ICCD與EBCCD外還有其他工作模式的CCD，例如，在低溫下（-40℃以下）可大幅度降低暗電流的時間延遲積分型CCD等。微光CCD攝像機最大的不足是不能全天候工作，因為它在陰雨、濃霧、硝煙等條件下應用受到了很大的限制。