紅外變像管

當目標受到紅外光源照射后，在光電陰極上形成由目標反射紅外光形成的紅外圖像，陰極面上各點產生正比於入射紅外輻射強度的光電子發射，形成電子圖像。電子光學成像系統將電子圖像傳遞到熒光屏上，因為在傳遞過程中，電子經高壓電場的加速和聚焦，因此屏上發光亮度得到加強，而且與電子圖像上的電子密度分佈成正比，從而在屏上顯示出具有明暗差異的光學圖像。

由像管的工作原理不難看出，像管的結構應該包括光電陰極、電子光學系統和熒光屏3大部分，圖1-1給出了紅外變像管的典型結構組成。

1、光電陰極

紅外變像管採用對紅外光敏感的銀氧銫光電陰極。

像增強器採用對可見光（微弱光）敏感的單鹼或多鹼光電陰極，如。

另外，其他特殊的變像管（如紫外變像管）和像增強器（如X射線增強器）則採用適應各自不同需求的光電陰極等。

像管中的光電陰極一般是透射式的，光從玻殼端面的光窗入射進來，所以這類光電陰極應是半透明的。

2、電子光學系統

像管中的電子光學系統完成對光電陰極發射的光電子進行加速和在熒光屏上成像。電子光學系統可以是靜電系統，也可以是電磁複合系統，在靜電系統中光電子的加速和聚焦都由靜電場完成，在電磁複合系統中由靜電場對光電子加速而由磁場實現聚焦，不過在目前，一般像管都採用靜電電子光學系統。

電子光學系統採用的是靜電聚焦系統，一般為雙電極系統，玻璃外殼的紅外變像管由不等直徑的雙圓筒組成，其中陰極圓筒由陰極端玻殼內壁上塗覆的導電層形成，陽極圓筒則為鎳筒，其前端帶有小孔光闌。靜電聚焦像增強器的典型結構如圖1-1所示，它實際上是金屬—玻璃外殼紅外變像管的結構，其電子光學系統為準球面對稱式。

3、熒光屏

紅外變像管的熒光屏通常採用熒光粉，其發光顏色為黃綠色。

熒光屏塗覆在人眼觀察的玻殼端的內壁，其作用是將電子的動能轉換成光能，所以它應該有高的轉換效率，而且他的輻射光譜要適於人眼的觀看，或者在多級像增強器中應與其下一級光電陰極的響應一致。

由於熒光屏材料的電阻較高，介於絕緣體與半導體之間，為了及時導走打上熒光屏的電子，應在屏上蒸鋁層。採用金屬—玻璃外殼可以消除玻璃外殼產生電荷積累的弊端，以避免電荷積累破壞電場分佈的穩定性。但金屬外殼的陰極端和熒光屏端還必須採用玻璃作為輸入窗和輸出窗，所以這是一種複合結構。

4、光學纖維板

在微光條件下，單級像增強器的亮度往往不夠高，需要多級增強，多級像增強器可以由單級耦合起來，稱為級聯管。級聯管在結構上存在一個級間的耦合問題，曾經採用過光學透鏡和薄雲母片，現在幾乎全部採用光學纖維板。

光學纖維板簡稱光纖板。由於單根光纖只能同時傳送一個單元（像素）的信息，若要直接傳送圖像，就要數十萬根光纖，所以光纖板是由許多單根光纖維按一定方式排列組成的纖維束，切成薄片加工而成。要求每根纖維絲足夠細，而且互相不串光。

同樣，如果以對紫外光響應靈敏的材料作為光電陰極，就稱為紫外變像管。類似地，還有X射線變像管和射線變像管。但按我國的習慣叫法，紅外變像管和紫外變像管稱為變像管，而X射線變像管和射線變像管更多地稱為像增強器，其實在實際上，紅外變像管與紫外變像管在結構上與普通的單級像增強器基本相同。