亮度增益测试的原理与方法

像增强器的亮度增益定义:在标准光源照明和微光像增强器额定工作电压下,荧光屏的输出亮度L与光电阴极处输入照度E V之比,即

荧光屏的输出亮度的单位为cd/m2,输入照度的单位为lx。由于荧光屏具有朗伯发光体的特性,发光的亮度分布符合余弦分布律,因此亮度增益也可以通过测试阴极面入射光通量和荧光屏输出光通量之比获得。像增强器亮度增益和等效背景测试结构示意如图6.1所示。

图6.1　像增强器亮度增益和等效背景测试结构示意

1—光源及组合滤光片;2—测试盒;3—光学部件;4—光电倍增管接口;5—像增强器及模拟器件。

如图6.1所示,测试部件由光源、滤光片、测试盒、光学部件及相应的机械结构组成。光源为卤素灯,卤素灯前有一个小孔光阑,在光阑前面有5块滤光片和一块遮光片,通过它们不同的组合可以产生各种照度的入射光。测试时首先将模拟器件放入测试盒,模拟器件中有一块毛玻璃,使之具有朗伯发光体的特性,通过模拟器件可以测出入射光通量φi为

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式中:I0为光源强度,单位为cd;d0为光源到模拟器件中毛玻璃的距离,单位为m;T i为测试时光路中滤光片的总透过率;D0为毛玻璃的直径,单位为m;T m为毛玻璃的校正系数,主要取决于毛玻璃的透过率。

模拟测试入射光通量后,将像增强器放入测试盒,在测试标准规定的测试照度下测出像增强器的荧光屏输出光通量φo为

式中:I0为光源强度,单位为cd;d k为光源到像增强器阴极面的距离,单位为m;T o为测试时光路中滤光片的总透过率;D k为像增强器阴极面被照明的区域的直径,单位为m;GL为像增强器的亮度增益,单位为cd·m-2·lx-1。

根据式(6.2)和式(6.3)可以得到亮度增益的表达式为

式(6.4)中的各个参数均可以测试获得,根据式(6.4)可以通过测试光通量之比的方法获得亮度增益。