目前主流的微光像增强器主要由光电阴极、电子聚焦系统、微通道板电子倍增器和荧光 屏组成[8]，其结构如图 1。6 所示。

图 1。6 微光像增强器的基本结构

光电阴极在输入光子的作用下发射电子，且发射的电子流密度正比于该位置的入射光辐 射强度，从而将输入辐射强度分布图像转换为相对应的电子密度分布图像，完成光电转换的 过程。电子经过阴极和聚焦极之间的电场加速后聚焦到微通道板电子倍增器的输入端，在通 过 MCP 时与内壁发生碰撞产生大量二次电子，完成电子倍增的过程。倍增后的电子经过荧光 屏与微通道板之间的电场加速，变成拥有很高能量的电子轰击荧光屏使其发光，从而产生供 人眼观察的可见光图像[9]。因此微光像增强器完成了光-电-光的转换过程，并且在这个转换 过程中对信号进行了增强和去噪。

第一代微光像增强器主要由三个单管串联而成，其采用多碱阴极作为光电阴极，光谱响 应范围集中在可见光和近红外波段，如图 1。7 所示。输入及输出窗口采用光纤面板制造，电 极结构呈双球面。由于没有采用微通道板，因此电子增益较低，荧光屏输出的亮度不高。

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图 1。7 第一代微光像增强器结构

第二代微光像增强器的电子通过碰撞微通道板内壁产生二次电子而实现倍增，与一代管 相比，二代管提供的电子增益更高而且像管体积较小，目前已经得到广泛应用。二代管采用 多碱阴极作为光电阴极，利用微通道板进行电子倍增，可以采用近贴式和倒像式两种方式聚 焦电子。二代管的单级增益得到很大提升，因此不必级联使用，同时具有较小的畸变，较高 的分辨率，较轻的重量，作用距离比一代管提升很多，通常装备在单兵微光夜视仪上。

第三代微光像增强器采用了负电子亲和势(NEA)光电阴极，使光电阴极的量子效率大幅 度提高，暗发射得到有效抑制，同时截止频率可调。相比二代管，三代管采用 NEA 光电阴极、 微通道板、双近贴结构和双铟封结构，信噪比、分辨率和灵敏度显著提高。三代管采用离子 阻挡膜来减少反馈离子数，增加光电阴极的使用期限，但是不可避免地限制了输出信噪比和 成像分辨率。

超二代微光像增强器的结构和二代管基本相同，但是光电阴极灵敏度，输出信噪比，整 管的调制传递函数曲线等参数都得到了改善，输出信噪比和分辨率已经与三代管相媲美，但 是成本却比三代管低很多，目前已经基本取代了二代管。

第四代微光像增强器与三代管的结构相同，也采用 NEA 光电阴极。为了彻底去除离子反 馈对光电阴极使用寿命的影响，四代管采用了体电导材料制作微通道板，同时在光电阴极和 微通道板之间使用自动门控电源，使微光像增强器的输出信噪比和分辨率得到提高，还减少 了“光晕”的影响，改善了像增强器在强光条件下的成像质量，因此，四代管在全天候都能 产生对比度好，分辨率高的图像。

1。2 本文的研究背景

目前国内外的微光成像器件的分辨率测试主要是利用光学固定靶标，靶标的亮度和对比 度无法改变，因此不能全面地测试靶标的分辨率。本文采用的电子靶标可以连续改变靶标的 亮度和对比度，可以测试不同条件下的微光成像器件的分辨率。

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本课题来源于南京理工大学与中国兵器工业集团某公司合作的微光夜视仪分辨性能综合 检测项目，要完成分辨率测试软硬件平台的预研制。项目要求实现靶标对比度连续变化时的 像管分辨率测试，并对分辨率的客观判定技术进行探索性的研究。本课题有助于完善微光成 像器件在不同亮度和对比度下的分辨率测试方法，发展分辨率客观评价技术，从而为微光成 像器件的分辨率测试提供支撑