微光像增强器的发展

　　微光像增强器由光电阴极、电子透镜和荧光屏等部分组成。微光像增强器的技术发展的关键是光电阴极和电子光学系统两个部分，它们推动微光像增强器的发展。随着微光夜视技术的发展，微光像增强器也随之不断改进，先后产生了Ⅰ代、Ⅱ代、超Ⅱ代、Ⅲ代和Ⅳ代微光夜视仪器。

第Ⅰ代微光像增强器

　　20世纪50年代，Sommer发现了Na2KSb(Cs)多碱光电阴极对可见光以及近红外波段具有响应，同时，Kapany发明了可以传输图像的纤维光学面板以及Schagen的同心球电子光学系统。使60年代初第Ⅰ代微光像增强器(Ⅰ代管)顺利诞生。它由纤维光学面板作为输入、输出窗的三级级联耦合而成。

　　微弱的光学信号经过光学系统聚焦到纤维光学面板输入端，传输到光电阴极上，并激发光电子，经过同心球型的电子光学系统加速并聚焦作用，Z终入射到荧光屏上，形成可见光的输出图像;图像经过纤维光学面板输出端传输到下一级纤维光学面板输入端。经过三级增强后，微光像增强器将具有较高的增益，从而可以工作在微弱的光信号下。

　　第Ⅰ代微光像增强器具有防强光性能较差，体积较大，比较笨重等缺点。

第Ⅱ代微光像增强器

　　为了克服Ⅰ代管的缺点，经过多年探索，20世纪70年代初成功地研制出了微通道板(MCP)，它由上百万个微通道电子倍增管紧密排列而成的二维阵列元器件。微通道内径约为12μm，长径比约为40～80。微通道板的两个端面镀镍电极，加上电压，微通道内壁的高二次电子发射特性，使入射到通道内的初始电子在电场作用下激发出二次电子，并依次倍增，从而在输出端获得很高的增益。这种像管被称为第Ⅱ代微光像增强器(Ⅱ代管)。

　　它通常具有锐聚焦和近贴聚焦两种聚焦形式。在单级Ⅰ代静电聚焦像管的基础上，前者是在荧光屏前安置一块微通道板，称为Ⅱ代倒像管;后者在光阴极与荧光屏之间贴近放置一块微通道板，称为Ⅱ代薄片管。

　　第Ⅱ代微光像增强器使用的仍是多碱光电阴极，光电灵敏度较低等。

第Ⅲ代微光像增强器

　　1965年，Scheer和VanLaar发现了负电子亲和势光电阴极。这种负电子亲和势(NEA)光阴极的光谱响应灵敏度很高，大部分光谱区都比Na2KSb(Cs)多碱光阴极要高许多倍，尤其在近红外波段有很高的响应;另外，NEA光阴极和Na2KSb(Cs)多碱光电阴极相比，不仅量子效率比其高几十倍，而且暗电流仪是其于分之一。第Ⅲ代像增强器主要是在第Ⅱ代像增强器的基础上，将NaKSb(Cs)多碱光电阴极置换为GaAs负电子亲和势光电阴极。

　　第Ⅲ代微光像增强器使用的GaAs光电阴极的制造难度大，价格昂贵，仅可用于近贴聚焦型像管，目前无法用于锐聚焦璀像管。

超Ⅱ代微光像增强器

　　超Ⅱ代微光管是专指性能介于第Ⅱ代微光管和第Ⅲ代微光管之间的器件。超Ⅱ代管是在Ⅱ代管的基础上，借鉴了Ⅲ代管的负电子亲和势GaAs光电阴极的晶体生长理论，从而提高了多碱阴极的灵敏度和分辨率，并且降低了噪声因子。超Ⅱ代微光技术目前正由近贴聚焦型像管向曲面倒像型像管发展，性能将会得到进一步提高，具有较大的发展潜力。

　　超Ⅱ代微光像增强器成本比Ⅲ代管低;但制作工艺复杂。

第Ⅳ代微光像增强器

　　在第Ⅲ代微光像增强器中，电子撞击MCP通道壁后会释放出带电离子和中性气体，其中，正离子在电场的作用下加速飞向光电阴极，损坏光电阴极，降低其使用寿命。为防止损坏光电阴极的常用方法是在MCP输入端面镀一层Al2O3以防离子反馈膜，但它存在缺陷，会散射或吸收由光电阴极发射出的光电子，降低像增强器的信噪比和分辨率。

　　为了克服防离子反馈膜的缺陷，Litton电子光学系统公司成功利用单块非镀膜MCP制造出长寿命像增强器。与传统的MCP相比，它是体电导材料，导电是由整个体材料组成，不需经过烧氧处理，离子反馈大大减少。

　　第Ⅳ代微光像增强器采用体电导MCP，在MCP与光电阴极间采用自动脉冲门控电源，提高了像增强器的信噪比、分辨率和探测距离，减少了光晕对成像的影响，有助于对强光的探测。第Ⅳ代微光像增强器的结构和光电阴极都与Ⅲ代微光像增强器一样。