【摘 要】
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像增强器是夜视系统的核心部件,具有高增益特性,其主要作用是视觉辅助,通常工作在低照度环境下,在强光环境下像增强器会出现图像饱和及器件损伤问题。为提高像增强器在强光环境下的工作性能,预防强光损伤现象,本文开展像增强器在强照度环境下的工作机理和保护技术研究。本文首先对国内外夜视技术和强光保护技术的发展历程以及研究现状做了简要概述。其次,基于像增强器工作原理,对强光环境下光电阴极、微通道板（Microc
【基金项目】
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国防科技微光重点实验室基金项目:“宽动态彩色ICMOS技术研究”； 国防基础研究与前沿技术重点突破项目:“基于×××的高性能微光像增强技术”；
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像增强器是夜视系统的核心部件,具有高增益特性,其主要作用是视觉辅助,通常工作在低照度环境下,在强光环境下像增强器会出现图像饱和及器件损伤问题。为提高像增强器在强光环境下的工作性能,预防强光损伤现象,本文开展像增强器在强照度环境下的工作机理和保护技术研究。本文首先对国内外夜视技术和强光保护技术的发展历程以及研究现状做了简要概述。其次,基于像增强器工作原理,对强光环境下光电阴极、微通道板（Microchannel Plate,MCP）、荧光屏的饱和效应和机理展开研究,研究结果表明MCP是像增强器内部最先出现饱和现象的部件。然后,针对超二代像增强器的多碱阴极和三代微光像增强器的Ga As阴极展开强光照电流饱和实验,实验结果表明阴极发射电流出现饱和现象的环境照度值为10~2lx;针对MCP常用型号展开电子流饱和阈值实验,得到在800V的工作电压下,该类型MCP产生饱和效应时的电子流密度为6.4×10-10A/cm~2,对应地,像增强器中在强光环境中由于光电阴极激发光电子造成MCP饱和的光照阈值为10-3lx,该照度即为强光保护动作开启点;同时测试得到MCP工作电压从650V变化到1000V的过程中,增益调节范围达到100倍。在此基础上研制像增强器强光保护系统,设计占空比调节范围达到0.1%-100%的门控电源电路、MCP增益外部调节电路和基于图像反馈调节的FPGA控制程序,通过阴极门控电源占空比和MCP增益电压的联合调控,可保证像增强器在10-5lx至10~2lx的照度范围内正常工作,动态范围达到7个数量级。最后,本文对阴极电压、阴极占空比、MCP电压、荧光屏电压协同自适应控制展开研究和模型建立,作为未来像增强器动态范围扩展、强光保护、分辨力保持技术的解决途径。
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