表征荧光屏性能的主要参数及测试方法

表征荧光屏性能的参数有荧光屏发光亮度、均匀性、发光效率、余辉、发射光谱、吸收光谱、荧光屏的鉴别力和调制传递函数(MTF)等;但最主要的是荧光屏发光亮度、均匀性、发光效率和余辉。

(1)荧光屏发光亮度的均匀性。

荧光屏发光亮度的均匀性是指荧光屏在均匀高速电子轰击下发光,荧光屏表面每处发光亮度数值相等。判断方法:用目测和专业CCD成像亮度计检测出荧光屏发光的灰度值再转换成亮度值,用最小亮度和最大亮度之比来表示发光亮度的均匀性,根据国家标准,如果比值大于90%就表示荧光屏是均匀的。

采用国家计量局标定合格的高分辨率百万级CCD和成像亮度计测试荧光屏发光亮度和均匀性,测试方法如图2.34所示。

图2.34　荧光屏发光亮度及均匀性测试原理图

1—热电子面发射源;2—荧光屏;3—观察窗;4—专业百万级CCD;5—成像亮度计;6—计算机;7—真空系统。

(2)荧光屏发光亮度。

荧光屏发光亮度指荧光屏在其法线方向上单位面积单位立体角内发出的光通量。它由专业CCD成像亮度计在屏上分别测出测试点的灰度并转换成亮度,再由计算机算出平均值来表征发光亮度。

(3)荧光屏发光效率。

荧光屏发光效率表征入射电子束转化为亮度的能力,通常可用流明效率(即光输出效率)、能量效率和量子效率表示。能量效率和量子效率这一类绝对效率的测量比较困难,实际上常测量的是流明效率,这是一种相对效率。流明效率被定义为发光辐射出的流明数与激发电子束功率(以W为单位)之比,所以流明效率的单位是lm/W。它由光功率计测出每秒钟由荧光屏发出的光能量,同时用静电计测出入射到荧光屏的电子束流并转换为电子束功率,两者之比即为屏发光效率。(www.xing528.com)

采用国家计量局标定合格的光通量探测器和光功率计、进口的电流计测试荧光屏发光效率,测试方法如图2.35所示。

图2.35　荧光屏发光效率测试原理图

1—热电子面发射源;2—荧光屏;3—观察窗;4—发光亮度集收器;5—电流计;6—计算机;7—真空系统;8—光功率计。

(4)荧光屏的余辉。

当热电子面发射源发射的电子被拒斥从而停止对荧光屏的轰击后,由专业CCD成像亮度计可看出亮点不能立即消失,而要持续一段时间,规定将亮点的亮度值下降到初始值的10%所经历的时间称作余辉时间,简称余辉。我们采用光敏电池探测器来测试亮度衰减曲线,它与计算机通讯并由计算机计时。荧光屏的余辉通常要延续若干毫秒,属中余辉范围。

采用光敏电池探测器和信号处理器测试余辉,测试方法如图2.36所示。

图2.36　荧光屏发光余辉测试原理图

1—热电子面发射源;2—荧光屏;3—观察窗;4—光敏电池探测器;5—余辉测试模块;6—计算机;7—真空系统。

我们提出荧光屏余辉测试方法:满足荧光屏余辉的测试原理——瞬间截断高能激发电子,热电子面发射源必须具备瞬间激发电子淹没特性,应用光敏电池探测器测试荧光屏亮度衰减过程;不能采用高压断电或用继电器的方式让发射电子消失,因为高压断电或用继电器都有延时放电特性,激发电子能量慢慢减少,仍然轰击荧光屏,荧光屏亮度衰减过程不是它的余辉过程,即使测出衰减时间也不能表征荧光屏的余辉特性。