微光像增強(qiáng)器是重要的光電器件，本文研究該器件在制作過(guò)程中出現(xiàn)的部分像管工作壽命低的原因，根據(jù)潘寧放電原理，結(jié)合氣體在材料中的擴(kuò)散理論和氣體在極其微小漏孔中的流動(dòng)理論，對(duì)密封像管管殼內(nèi)部真空度變化進(jìn)行了檢測(cè)和分析，提出引起管殼內(nèi)部真空度下降的主要原因是像管管殼封接端面存在的缺陷。這對(duì)制備長(zhǎng)壽命微光像增強(qiáng)器有很高的應(yīng)用價(jià)值。

　　微光像增強(qiáng)器可有效改善夜間觀察效果，其在夜間作戰(zhàn)、觀測(cè)、瞄準(zhǔn)和夜航等方面有廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，特別是在近代的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)及伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，微光夜視儀對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)所起的作用越來(lái)越大。對(duì)于高性能的微光夜視器件，其儲(chǔ)存、使用壽命是其在軍備裝置上能否得到廣泛應(yīng)用推廣的主要因素之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，微光像增強(qiáng)器的使用壽命一般在3000h左右，存儲(chǔ)壽命可超過(guò)5000h，但是在實(shí)際工藝制作中，有些成品器件的使用和存儲(chǔ)壽命卻達(dá)不到上述數(shù)字。

　　根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料，微小密封容器內(nèi)部真空度的惡化有三方面因素：①材料內(nèi)部溶解的氣體擴(kuò)散引起容器內(nèi)部真空度的下降;②極其微小的漏孔漏氣引起的容器內(nèi)部真空度的下降;③外界氣體滲透引起的容器內(nèi)部真空度的下降。對(duì)于材料內(nèi)部溶解氣體擴(kuò)散的放氣，Moore等通過(guò)理論模型及實(shí)驗(yàn)對(duì)其放氣有較好的解釋;而對(duì)于材料中存在極微小漏孔的漏氣，通過(guò)Monte　Carlo模擬的方法以及對(duì)納米漏孔中氣體流動(dòng)速率的實(shí)驗(yàn)，對(duì)極其微小漏孔的漏氣也有較好的解釋。

　　為了研究部分微光像增強(qiáng)器存在的低使用和存儲(chǔ)壽命，本文根據(jù)潘寧放電原理，對(duì)密封微光像管管殼內(nèi)部真空度的變化進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，并結(jié)合氣體放氣和漏氣模型，對(duì)像增強(qiáng)器內(nèi)部真空度的惡化原因進(jìn)行深入的分析和研究。

1、像管內(nèi)部真空度變化測(cè)量及分析

　　真空度惡化是微光像增強(qiáng)器無(wú)法正常工作的主要原因之一，為了研究部分微光像增強(qiáng)器存在的正常使用壽命低的原因，根據(jù)潘寧放電原理設(shè)計(jì)微光像增強(qiáng)器管殼內(nèi)部真空度監(jiān)測(cè)的實(shí)驗(yàn)。

　　1.1、實(shí)驗(yàn)原理

　　對(duì)于具有兩個(gè)電極，真空度在10-1～10-4　Pa之間的密封電真空器件，可以利用潘寧放電的原理來(lái)進(jìn)行真空度的測(cè)量，即利用器件中的自由電子作為初始自由電子，這些自由電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用下在向陽(yáng)極的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，與氣體分子發(fā)生碰撞而使其發(fā)生電離，電離產(chǎn)生的正離子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，高速轟擊陰極，在陰極表面打出二次電子，這些電子在飛向陽(yáng)極時(shí)，再與氣體分子碰撞又發(fā)生放電，如此不斷發(fā)展引起氣體電離和氣體放電。如果在放電回路中接入電流表，則密封容器內(nèi)部出現(xiàn)放電時(shí)電流表讀數(shù)將發(fā)生變化，通過(guò)電流表讀數(shù)的變化可以判斷密封容器內(nèi)部真空度的變化情況。

　　1.2、像管內(nèi)部真空度變化測(cè)量及分析

　　本實(shí)驗(yàn)利用螺線管提供均勻的磁場(chǎng)，如圖1所示，將密封像管管殼放在螺線管內(nèi)部，兩端加一個(gè)直流高壓，電阻M 為保護(hù)元件。

圖1　自持放電的方法對(duì)密封像管內(nèi)部真空度變化測(cè)量示意圖

　　實(shí)驗(yàn)對(duì)96只封裝管殼內(nèi)部的真空度進(jìn)行檢測(cè)，以每50h作為一個(gè)時(shí)間段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示，時(shí)間段1為0～50h，時(shí)間段2為50～100h，以此類推。

表1　像管內(nèi)部真空度監(jiān)測(cè)結(jié)果

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)共有5只管殼監(jiān)測(cè)到放電，即5只管殼內(nèi)部真空度進(jìn)入了10-4Pa。對(duì)于微光像增強(qiáng)器，管子內(nèi)部真空度進(jìn)入10-6Pa時(shí)管子將無(wú)法正常工作，所以管殼內(nèi)部真空度的下降是部分像管使用壽命低的主要因素之一。

結(jié)論

　　本文首先根據(jù)潘寧放電原理對(duì)按照像管制作工藝封接的管殼內(nèi)部真空度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到工藝封接中存在真空度下降現(xiàn)象。根據(jù)材料內(nèi)部氣體溶解放氣模型以及微小漏孔中氣體漏氣模型，對(duì)封接管殼內(nèi)部真空度下降原因進(jìn)行了深入分析，提出管殼內(nèi)部真空度下降主要是由于封接端面存在的缺陷引起，為提高微光像增強(qiáng)器的使用壽命提出了改進(jìn)方向。