इमेज इंटेंसिफायर
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एक इमेज इंटेन्सिफायर या इमेज इंटेन्सिफायर ट्यूब एक ऑप्टिकल सिस्टम में उपलब्ध प्रकाश की तीव्रता को बढ़ाने के लिए एक वैक्यूम ट्यूब डिवाइस है, जो कम रोशनी की स्थिति में उपयोग की अनुमति देता है, जैसे कि रात में, कम रोशनी वाली प्रक्रियाओं जैसे प्रतिदीप्ति की दृश्य इमेजिंग की सुविधा के लिए एक्स-रे या गामा किरणों (एक्स-रे इमेज इंटेंसिफायर) में सामग्री की प्रतिदीप्ति, या गैर-दृश्यमान प्रकाश स्रोतों, जैसे निकट-अवरक्त या लघु तरंग अवरक्त को दृश्यमान में परिवर्तित करने के लिए होता है। वे प्रकाश के फोटॉनों को इलेक्ट्रॉनों में परिवर्तित करके, इलेक्ट्रॉनों को प्रवर्धित करके (प्रायः एक माइक्रोचैनल प्लेट के साथ) संचालित करते हैं, और फिर प्रवर्धित इलेक्ट्रॉनों को देखने के लिए वापस फोटॉनों में परिवर्तित करते हैं। इनका उपयोग रात्रि-दृष्टि चश्मों जैसे उपकरणों में किया जाता है।
परिचय
इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब (आईआईटी) ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक डिवाइस हैं जो कई उपकरणों, जैसे नाइट विजन डिवाइस और मेडिकल इमेजिंग डिवाइस को कार्य करने की अनुमति देते हैं। वे विभिन्न तरंग दैर्ध्य से प्रकाश को एक ही तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश की दृश्यमान मात्रा में परिवर्तित करते हैं।
ऑपरेशन
इमेज इंटेन्सिफायर निम्न स्तर के प्रकाश फोटॉनों को इलेक्ट्रॉनों में परिवर्तित करते हैं, उन इलेक्ट्रॉनों को प्रवर्धित करते हैं, और फिर इलेक्ट्रॉनों को वापस प्रकाश के फोटॉनों में परिवर्तित करते हैं। कम-प्रकाश स्रोत से फोटॉन एक ऑब्जेक्टिव लेंस में प्रवेश करते हैं जो एक इमेज को एक प्रकाशिक कैथोड में केंद्रित करता है। जैसे ही आने वाले फोटॉन इससे टकराते हैं, प्रकाशिक कैथोड प्रकाश विद्युत प्रभाव के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को छोड़ता है। इलेक्ट्रॉनों को उच्च-वोल्टेज क्षमता के माध्यम से एक माइक्रोचैनल प्लेट (एमसीपी) में त्वरित किया जाता है। प्रत्येक उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन जो एमसीपी पर प्रहार करता है, द्वितीयक कैस्केड उत्सर्जन नामक प्रक्रिया में एमसीपी से कई इलेक्ट्रॉनों की रिहाई का कारण बनता है। एमसीपी हजारों छोटे प्रवाहकीय चैनलों से बनी होती है, जो अधिक इलेक्ट्रॉन टकराव को प्रोत्साहित करने के लिए सामान्य से दूर एक कोण पर झुकी होती है और इस प्रकार एक नियंत्रित इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन में द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन में वृद्धि होती है।
प्लेटों के बीच उच्च-वोल्टेज अंतर के कारण सभी इलेक्ट्रॉन एक सीधी रेखा में चलते हैं, जो कोलिमेशन को संरक्षित करता है, और जहां एक या दो इलेक्ट्रॉन प्रवेश करते हैं, वहां हजारों निकल सकते हैं। एक अलग (निचला) आवेश अंतर एमसीपी से द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को तब तक गति देता है जब तक कि वे तीव्रता के दूसरे छोर पर एक फॉस्फोर स्क्रीन से नहीं टकराते, जो प्रत्येक इलेक्ट्रॉन के लिए एक फोटॉन जारी करता है। फॉस्फोर स्क्रीन पर इमेज एक ऐपिस लेंस द्वारा केंद्रित होती है। प्रवर्धन माइक्रोचैनल प्लेट चरण में इसके द्वितीयक कैस्केड उत्सर्जन के माध्यम से होता है। फॉस्फोर प्रायः हरा होता है क्योंकि मानव आंख अन्य रंगों की तुलना में हरे रंग के प्रति अधिक संवेदनशील होती है और क्योंकि ऐतिहासिक रूप से फॉस्फोर स्क्रीन का उत्पादन करने के लिए उपयोग की जाने वाली मूल सामग्री हरी रोशनी उत्पन्न करती है (इसलिए इमेज इंटेंसिफायर उपकरणों के लिए सैनिकों का उपनाम 'ग्रीन टीवी' है)।
इतिहास
इमेज इंटेन्सिफायर ट्यूबों का विकास 20वीं शताब्दी के दौरान शुरू हुआ, स्थापना के बाद से ही इसका निरंतर विकास हो रहा है।
अग्रणी कार्य
एक इमेज ट्यूब का विचार सबसे पहले 1928 में नीदरलैंड्स [1] में जी. होल्स्ट और एच. डी बोअर द्वारा प्रस्तावित किया गया था, लेकिन एक बनाने के प्रारंभिक प्रयास सफल नहीं हुए थे। यह तब तक था जब तक 1934 में फिलिप्स के लिए काम करते हुए होल्स्ट ने पहली सफल अवरक्त कनवर्टर ट्यूब बनाई थी। इस ट्यूब में एक फ्लोरोसेंट स्क्रीन के निकट एक फोटोकैथोड सम्मिलित था। एक साधारण लेंस का उपयोग करके, एक इमेज को फोटोकैथोड पर केंद्रित किया गया था और पूरे ट्यूब में कई हजार वोल्ट का संभावित अंतर बनाए रखा गया था, जिससे फोटॉन द्वारा फोटोकैथोड से अलग किए गए इलेक्ट्रॉनों ने फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर प्रहार किया था। इसके कारण स्क्रीन पर फ़ोकस की गई वस्तु की इमेज के साथ स्क्रीन चमक उठी, हालाँकि इमेज उलटी नहीं थी। इस इमेज कनवर्टर प्रकार ट्यूब के साथ, पहली बार वास्तविक समय में अवरक्त प्रकाश को देखना संभव हुआ।
पीढ़ी 0: प्रारंभिक अवरक्त इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल इमेज कन्वर्टर्स
1930 के दशक और 1930 के मध्य के दौरान अमेरिका में भी विकास जारी रहा, पहला इन्वर्टिंग इमेज इंटेन्सिफायर आरसीए में विकसित किया गया था। इस ट्यूब ने एक गोलाकार कैथोड से एक इमेज को गोलाकार स्क्रीन पर फोकस करने के लिए एक इलेक्ट्रोस्टैटिक इन्वर्टर का उपयोग किया। (गोले का चुनाव ऑफ-अक्षीय विपथन को कम करने के लिए था।) इस तकनीक के बाद के विकास ने सीधे पहली पीढ़ी के 0 इमेज इंटेंसिफायर का निर्माण हुआ, जिसका उपयोग द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान सेना द्वारा शूटिंग और व्यक्तिगत रात्रि दृष्टि दोनों के लिए अवरक्त प्रकाश के साथ रात में दृष्टि की अनुमति देने के लिए किया गया था। पहला सैन्य रात्रि दृष्टि उपकरण 1939 में जर्मन सेना द्वारा प्रस्तुत किया गया था[citation needed] जिसे 1935 से विकसित किया गया। द्वितीय विश्व युद्ध में दोनों पक्षों द्वारा इन तकनीकों पर आधारित प्रारंभिक रात्रि दृष्टि उपकरणों का उपयोग किया गया था।
बाद की तकनीकियों के विपरीत, प्रारंभिक पीढ़ी 0 रात्रि दृष्टि उपकरण उपलब्ध परिवेश प्रकाश को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाने में असमर्थ थे और इसलिए, उपयोगी होने के लिए, अवरक्त स्रोत की आवश्यकता थी। इन उपकरणों में 1930 में खोजे गए एक S1 फोटोकैथोड या "सिल्वर-ऑक्सीजन-सीज़ियम" फोटोकैथोड का उपयोग किया गया था, जिसकी संवेदनशीलता लगभग 60 μA/lm (माइक्रोएम्पीयर प्रति लुमेन) थी और पराबैंगनी क्षेत्र में लगभग 1% की क्वांटम दक्षता और अवरक्त क्षेत्र लगभग 0.5% थी। ध्यान दें, S1 फोटोकैथोड में अवरक्त और पराबैंगनी स्पेक्ट्रम दोनों में संवेदनशीलता शिखर पर थे और 950 एनएम से अधिक संवेदनशीलता के साथ एकमात्र फोटोकैथोड सामग्री थी जिसका उपयोग 950 एनएम से ऊपर अवरक्त प्रकाश को देखने के लिए किया जा सकता था।
सोलर ब्लाइंड कन्वर्टर्स
सोलर ब्लाइंड फोटोकैथोड प्रत्यक्ष सैन्य उपयोग के नहीं थे और "पीढ़ियों" द्वारा कवर नहीं किए गए हैं। 1953 में टाफ्ट और एपकर [2] द्वारा खोजे गए, वे मूल रूप से सीज़ियम टेलुराइड से बने थे। "सोलर ब्लाइंड" प्रकार के फोटोकैथोड की विशेषता पराबैंगनी स्पेक्ट्रम में 280 एनएम से नीचे की प्रतिक्रिया है, जो प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से कम है जिससे वातावरण सूर्य से होकर गुजरता है।
पीढ़ी 1: महत्वपूर्ण प्रवर्धन
अधिक प्रभावी फोटोकैथोड सामग्री की खोज के साथ, जो संवेदनशीलता और क्वांटम दक्षता दोनों में वृद्धि हुई, पीढ़ी 0 उपकरणों पर महत्वपूर्ण स्तर का लाभ प्राप्त करना संभव हो गया। 1936 में, गोर्लिच द्वारा एस-11 कैथोड (सीज़ियम- एंटीमनी) की खोज की गई, जिसने लगभग 20% की क्वांटम दक्षता के साथ लगभग 80 μA/lm की संवेदनशीलता प्रदान की; इसमें केवल लगभग 650 nm के सीमा तरंग दैर्ध्य के साथ दृश्य क्षेत्र में संवेदनशीलता सम्मिलित थी।
ए.एच. सोमर द्वारा खोजे गए बायलकली एंटीमोनाइड फोटोकैथोड (पोटेशियम-सीज़ियम-एंटीमनी और सोडियम-पोटेशियम-एंटीमनी) और उनके बाद के मल्टीअल्कली फोटोकैथोड (सोडियम-पोटेशियम-एंटीमनी-सीज़ियम) एस20 फोटोकैथोड का विकास 1956 में दुर्घटनावश हुआ था, तब तक ऐसा नहीं हुआ था। कि ट्यूबों में सैन्य रूप से उपयोगी होने के लिए उपयुक्त अवरक्त संवेदनशीलता और दृश्य स्पेक्ट्रम प्रवर्धन दोनों थे। S20 फोटोकैथोड की संवेदनशीलता लगभग 150 से 200 μA/lm है। अतिरिक्त संवेदनशीलता ने इन ट्यूबों को सीमित प्रकाश के साथ प्रयोग करने योग्य बना दिया, जैसे कि चांदनी, जबकि अभी भी निम्न-स्तरीय अवरक्त रोशनी के उपयोग के लिए उपयुक्त है।
कैस्केड (निष्क्रिय) इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब
यद्यपि मूल रूप से द्वितीय विश्व युद्ध में जर्मनों द्वारा प्रयोग किया गया था, लेकिन 1950 के दशक तक ऐसा नहीं हुआ था कि अमेरिका ने एक इनवर्टिंग ट्यूब के आउटपुट को दूसरे ट्यूब के इनपुट के साथ जोड़कर, "कैस्केड" में कई ट्यूबों का उपयोग करके प्रारंभिक प्रयोग करना शुरू किया था, जिससे देखी जा रही वस्तु के प्रकाश के बढ़े हुए प्रवर्धन के लिए अनुमति दी गई। इन प्रयोगों ने अपेक्षा से कहीं बेहतर काम किया और इन ट्यूबों पर आधारित रात्रि दृष्टि उपकरण धुंधली तारों की रोशनी को पकड़ने और एक उपयोगी इमेज बनाने में सक्षम थे। हालाँकि, 17 इंच (43 सेमी) लंबी और 3.5 इंच (8.9 सेमी) व्यास वाली इन ट्यूबों का आकार सैन्य उपयोग के लिए उपयुक्त होने के लिए बहुत बड़ा था। "कैस्केड" ट्यूब के रूप में जाना जाता है, उन्होंने पहली वास्तविक निष्क्रिय रात्रि दृष्टि स्कोप का उत्पादन करने की क्षमता प्रदान की। 1960 के दशक में फाइबर ऑप्टिक बंडलों के आगमन के साथ, छोटे ट्यूबों को एक साथ जोड़ना संभव हो गया, जिसने 1964 में पहली वास्तविक स्टारलाइट स्कोप विकसित करने की अनुमति मिली। इनमें से कई ट्यूबों का उपयोग एएन/पीवीएस-2 राइफल स्कोप में किया गया था, जिसका वियतनाम में उपयोग देखा गया।
20वीं शताब्दी के मध्य में खोजे गए कैस्केड ट्यूब के एक विकल्प में ऑप्टिकल फीडबैक सम्मिलित है, जिसमें ट्यूब के आउटपुट को इनपुट में वापस फीड किया जाता है। इस योजना का उपयोग राइफल स्कोप में नहीं किया गया है, लेकिन इसे प्रयोगशाला अनुप्रयोगों में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है जहां बड़ी इमेज इंटेन्सिफायर सामूहिक रूप से स्वीकार्य हैं।[1]
पीढ़ी 2: माइक्रो-चैनल प्लेट
दूसरी पीढ़ी के इमेज इंटेन्सिफायर उसी मल्टीअलकली फोटोकैथोड का उपयोग करते हैं जो पहली पीढ़ी के ट्यूबों में उपयोग किया जाता है, हालांकि उसी सामग्रियों की मोटी परतों का उपयोग करके, S25 फोटोकैथोड विकसित किया गया था, जो विस्तारित लाल प्रतिक्रिया और कम नीली प्रतिक्रिया प्रदान करता है, जिससे यह सैन्य अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त हो जाता है। इसमें लगभग 230 μA/lm की विशिष्ट संवेदनशीलता है और S20 फोटोकैथोड सामग्री की तुलना में उच्च क्वांटम दक्षता है। बाद के संस्करणों में सीज़ियम के सीज़ियम ऑक्साइड में ऑक्सीकरण ने तीसरी पीढ़ी के फोटोकैथोड के समान संवेदनशीलता में सुधार किया। वही तकनीक जिसने फाइबर ऑप्टिक बंडलों का उत्पादन किया, जिसने कैस्केड ट्यूबों के निर्माण की अनुमति दी, विनिर्माण में थोड़े से बदलाव के साथ, माइक्रो-चैनल प्लेट्स या एमसीपी के उत्पादन की अनुमति दी। माइक्रो-चैनल प्लेट एक पतली कांच की पटलिका होती है जिसके दोनों ओर नाइक्रोम इलेक्ट्रोड होता है जिसके आर-पार 1,000 वोल्ट तक का बड़ा संभावित अंतर लगाया जाता है।
पटलिका का निर्माण हजारों व्यक्तिगत खोखले ग्लास फाइबर से किया जाता है, जो ट्यूब की धुरी पर "पूर्वाग्रह" कोण पर संरेखित होते हैं। माइक्रो-चैनल प्लेट फोटोकैथोड और स्क्रीन के बीच फिट होती है। इलेक्ट्रॉन जो "माइक्रो-चैनल" से गुजरते समय उसके किनारे से टकराते हैं, द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करते हैं, जो बदले में अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करते हैं क्योंकि वे भी दीवारों से टकराते हैं, जिससे सिग्नल प्रवर्धित होता है। निकटता केंद्रित ट्यूब के साथ एमसीपी का उपयोग करके, एक एमसीपी परत के साथ 30,000 गुना तक का प्रवर्धन संभव था। एमसीपी की परतों की संख्या बढ़ाकर, 1,000,000 गुना से अधिक का अतिरिक्त प्रवर्धन प्राप्त किया जा सकता है।
पीढ़ी 2 उपकरणों का व्युत्क्रमण दो अलग-अलग तरीकों में से एक के माध्यम से प्राप्त किया गया था। इन्वर्टर ट्यूब इलेक्ट्रोस्टैटिक व्युत्क्रम का उपयोग करता है, ठीक उसी तरह जैसे पहली पीढ़ी के ट्यूबों ने एमसीपी के साथ किया था। निकटता केंद्रित दूसरी पीढ़ी के ट्यूबों को 180 डिग्री मोड़ के साथ फाइबर बंडल का उपयोग करके उलटा भी किया जा सकता है।
पीढ़ी 3: उच्च संवेदनशीलता और बेहतर आवृत्ति प्रतिक्रिया
जबकि ट्यूबों की तीसरी पीढ़ी मौलिक रूप से दूसरी पीढ़ी के समान थी, उनमें दो महत्वपूर्ण अंतर थे। सबसे पहले, उन्होंने एक GaAs— CsO —AlGaAs फोटोकैथोड का उपयोग किया, जो दूसरी पीढ़ी के फोटोकैथोड की तुलना में 800 एनएम-900 एनएम रेंज में अधिक संवेदनशील है। दूसरे, फोटोकैथोड नकारात्मक इलेक्ट्रॉन आत्मीयता (एनईए) को प्रदर्शित करता है, जो चालन बैंड के लिए उत्साहित फोटोइलेक्ट्रॉन को वैक्यूम बैंड के लिए एक मुफ्त सवारी प्रदान करता है क्योंकि फोटोकैथोड के किनारे पर सीज़ियम ऑक्साइड परत पर्याप्त बैंड-झुकने का कारण बनती है। यह फोटोकैथोड को फोटॉन से फोटोइलेक्ट्रॉन बनाने में बहुत कुशल बनाता है। हालांकि, तीसरी पीढ़ी के फोटोकैथोड की कमज़ोरी यह है कि वे सकारात्मक आयन विषाक्तता से गंभीर रूप से खराब हो जाते हैं। ट्यूब में उच्च इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के तनाव और माइक्रोचैनल प्लेट के संचालन के कारण, इसने फोटोकैथोड एक छोटी अवधि के भीतर विफल हो गया - फोटोकैथोड संवेदनशीलता को Gen2 स्तरों से कम होने से लगभग 100 घंटे पहले ही विफल कर दिया। एमसीपी द्वारा उत्पादित सकारात्मक आयनों और गैसों से फोटोकैथोड की रक्षा के लिए, उन्होंने एमसीपी से जुड़ी सिंटर एल्यूमीनियम ऑक्साइड की एक पतली फिल्म प्रस्तुत की। इस फोटोकैथोड की उच्च संवेदनशीलता, 900 μA/lm से अधिक, अधिक प्रभावी कम प्रकाश प्रतिक्रिया की अनुमति देती है, हालांकि यह पतली फिल्म द्वारा ऑफसेट किया गया था, जो प्रायः 50% इलेक्ट्रॉनों को अवरुद्ध करती थी।
उत्तम दूसरी पीढ़ी
हालांकि अमेरिकी पीढ़ी की श्रेणियों के तहत औपचारिक रूप से मान्यता प्राप्त नहीं है, उत्तम सेकेंड पीढ़ी या सुपरजेन को 1989 में जैक्स डुप्यू और गेराल्ड वोल्ज़ाक द्वारा विकसित किया गया था। इस तकनीक ने त्रि-क्षार फोटोकैथोड्स को उनकी संवेदनशीलता को दोगुने से अधिक सुधार दिया जबकि शोर के स्तर को कम करते हुए खुले क्षेत्र के अनुपात को 70% तक बढ़ाकर माइक्रोचैनल प्लेट में भी सुधार किया। इसने दूसरी पीढ़ी की ट्यूबों को, जो निर्माण के लिए अधिक किफायती हैं, तीसरी पीढ़ी की छवि गहन ट्यूबों के तुलनीय परिणाम प्राप्त करने की अनुमति दी। फोटोकैथोड की संवेदनशीलता 700 यूए/एलएम तक पहुंचने और 950 एनएम तक विस्तारित आवृत्ति प्रतिक्रिया के साथ, इस तकनीक को यू.एस. के बाहर विकसित किया जाना जारी रहा, विशेष रूप से फोटोनिस द्वारा और अब यह अधिकांश गैर-यूएस निर्मित उच्च-स्तरीय रात्रि दृष्टि उपकरणों के लिए आधार बनता है।
पीढ़ी 4
1998 में, अमेरिकी कंपनी लिटन ने फिल्म रहित इमेज ट्यूब विकसित की। ये ट्यूब मूल रूप से ओमनी वी अनुबंध के लिए बनाई गई थीं और इसके परिणामस्वरूप अमेरिकी सेना ने इसमें महत्वपूर्ण रुचि दिखाई। हालांकि, परीक्षण के दौरान ट्यूबों को नाजुकता से बहुत नुकसान हुआ और 2002 तक, एनवीईएसडी ने फिल्म रहित ट्यूबों के लिए चौथी पीढ़ी के पदनाम को रद्द कर दिया, उस समय उन्हें केवल पीढ़ी III फिल्मलेस के रूप में जाना जाने लगा। ये ट्यूब अभी भी विमानन और विशेष संचालन जैसे विशेषज्ञ उपयोगों के लिए उत्पादित की जाती हैं; हालाँकि, हालाँकि, उनका उपयोग हथियार के ऊपर लगाने के उद्देश्यों के लिए नहीं किया जाता है। आयन-विषाक्तता की समस्याओं को दूर करने के लिए, उन्होंने एमसीपी (एक वेफर ट्यूब में सकारात्मक आयनों का प्राथमिक स्रोत) के निर्माण के दौरान स्क्रबिंग तकनीकों में सुधार किया और ऑटोगेटिंग को लागू किया, जिससे पता चला कि ऑटोगेटिंग की पर्याप्त अवधि के कारण फोटोकैथोड से सकारात्मक आयनों को बाहर निकाल दिया जाएगा। इससे पहले कि वे फोटोकैथोड विषाक्तता पैदा कर सकें।
पीढ़ी III फिल्मलेस तकनीक आज भी उत्पादन और उपयोग में है, लेकिन आधिकारिक रुप से, इमेज इंटेंसिफायर की कोई पीढ़ी 4 नहीं है।
पीढ़ी 3 पतली फिल्म
पीढ़ी 3 ओमनी VII और पीढ़ी 3+ के रूप में भी जाना जाता है, पीढ़ी IV तकनीक के साथ अनुभव किए गए मुद्दों के बाद, थिन फिल्म तकनीक वर्तमान इमेज इंटेंसिफायर तकनीक के लिए मानक बन गई। थिन फिल्म इमेज इंटेंसिफायर में, फिल्म की मोटाई लगभग 30 एंगस्ट्रॉम (मानक) से घटाकर लगभग 10 एंगस्ट्रॉम कर दी जाती है और फोटोकैथोड वोल्टेज कम कर दिया जाता है। इससे तीसरी पीढ़ी की ट्यूबों की तुलना में कम इलेक्ट्रॉनों को रोका जा सकता है, जबकि एक फिल्मी ट्यूब के लाभ मिलते हैं।
पीढ़ी 3 थिन फिल्म तकनीक वर्तमान में अमेरिकी सेना द्वारा उपयोग किए जाने वाले अधिकांश इमेज इंटेंसिफायर के लिए मानक है।
4जी
2014 में, डच इमेज ट्यूब निर्माता फोटोनिस ने पहला वैश्विक, खुला, प्रदर्शन विनिर्देश जारी किया; "4जी"। विनिर्देश की चार मुख्य आवश्यकताएँ थीं जिन्हें एक इमेज इंटेन्सिफायर ट्यूब को पूरा करना होगा।
- 400 एनएम से नीचे से 1000 एनएम से ऊपर तक वर्णक्रमीय संवेदनशीलता
- FOM1800 का न्यूनतम फिगर ऑफ मेरिट
- उच्च प्रकाश रिज़ॉल्यूशन 57 एलपी / मिमी से अधिक
- 0.7 मिमी से कम का हालो आकार
शब्दावली
इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब के लिए कई सामान्य शब्दों का उपयोग किया जाता है।
गेटिंग
इलेक्ट्रॉनिक गेटिंग (या 'गेटिंग') एक ऐसा साधन है जिसके द्वारा एक इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब को नियंत्रित तरीके से चालू और बंद किया जा सकता है। एक इलेक्ट्रॉनिक रूप से गेटेड इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब एक कैमरा शटर की तरह काम करता है, जिससे इलेक्ट्रॉनिक "गेट" सक्षम होने पर इमेजस को गुजरने की अनुमति देता है। गेटिंग अवधि बहुत कम हो सकती है (नैनोसेकंड या पिकोसेकंड)। यह गेटेड इमेज इंटेन्सिफायर ट्यूबों को अनुसंधान वातावरण में उपयोग के लिए आदर्श उम्मीदवार बनाता है जहां बहुत कम अवधि की घटनाओं को घटनाओं की छायाचित्र खींची जानी चाहिए। एक उदाहरण के रूप में, अधिक कुशल दहन कक्षों को डिजाइन करने में इंजीनियरों की सहायता के लिए, आंतरिक दहन इंजन में ईंधन जलने की तरंग तरंग जैसी बहुत तेज़ घटनाओं को रिकॉर्ड करने के लिए गेटेड इमेजिंग ट्यूब का उपयोग किया गया है।
प्रायः गेटिंग का उपयोग इमेजिंग ट्यूबों को उन घटनाओं के लिए सिंक्रनाइज़ करने के लिए किया जाता है जिनकी शुरुआत को नियंत्रित या अनुमानित नहीं किया जा सकता है। ऐसे उदाहरण में, गेटिंग ऑपरेशन को 'गेटिंग इलेक्ट्रॉनिक्स' का उपयोग करके किसी इवेंट की शुरुआत के साथ सिंक्रोनाइज़ किया जा सकता है, दाहरण के लिए हाई-स्पीड डिजिटल विलंब जनरेटर। गेटिंग इलेक्ट्रॉनिक्स एक उपयोगकर्ता को यह निर्दिष्ट करने की अनुमति देता है कि किसी घटना की शुरुआत के सापेक्ष ट्यूब कब चालू और बंद होगी।
गेटेड इमेजिंग ट्यूबों के उपयोग के कई उदाहरण हैं। बहुत उच्च गति के संयोजन के कारण जिस पर एक गेटेड ट्यूब संचालित हो सकती है और उनकी प्रकाश प्रवर्धन क्षमता, गेटेड ट्यूब प्रकाश की किरण के विशिष्ट भागों को रिकॉर्ड कर सकते हैं। गेटिंग मापदंडों को नियंत्रित करके, जब प्रकाश की एक स्पंदित किरण को लक्ष्य पर दागा जाता है, तो लक्ष्य से परावर्तित प्रकाश के भाग को पकड़ना संभव है। गेटेड-पल्स्ड-एक्टिव नाइट विज़न (जीपीएएनवी) डिवाइस एक एप्लिकेशन का एक और उदाहरण है जो इस तकनीक का उपयोग करता है। जीपीएएनवी उपकरण उपयोगकर्ता को रुचि की वस्तुओं को देखने की अनुमति दे सकते हैं जो वनस्पति, पत्ते और/या धुंध के पीछे अस्पष्ट हैं। ये उपकरण गहरे पानी में वस्तुओं का पता लगाने के लिए भी उपयोगी होते हैं, जहां एक निरंतर प्रकाश स्रोत से पास के कणों के प्रकाश का प्रतिबिंब, जैसे कि एक उच्च चमक पानी के नीचे की फ्लडलाइट, अन्यथा इमेज को अस्पष्ट कर देगी।
एटीजी (ऑटो-गेटिंग)
ऑटो-गेटिंग एक ऐसी सुविधा है जो 2006 के बाद सैन्य उद्देश्यों के लिए निर्मित कई इमेज इंटेंसिफायर ट्यूबों में पाई गई है, हालांकि यह कुछ समय से निहित है। ऑटोगेटेड ट्यूब इमेज इंटेंसिफायर को अंदर से गेट करते हैं ताकि माइक्रोचैनल प्लेट तक पहुंचने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित किया जा सके। गेटिंग उच्च आवृत्ति पर होती है और माइक्रोचैनल प्लेट से निरंतर प्र्वाह ड्रॉ को बनाए रखने के लिए कार्य चक्र को अलग-अलग करके, ट्यूब को नुकसान पहुंचाए बिना या समय से पहले विफलता के बिना, दिन के उजाले जैसी उज्ज्वल स्थितियों के दौरान ट्यूब को संचालित करना संभव है। इमेज इंटेन्सिफायर का ऑटो-गेटिंग सैन्य रूप से मूल्यवान है क्योंकि इससे गोधूलि घंटों के दौरान बढ़ी हुई दृष्टि प्रदान करने वाले विस्तारित परिचालन घंटों की अनुमति मिलती है, जबकि उन सैनिकों के लिए बेहतर समर्थन प्रदान किया जाता है जो तेजी से बदलती रोशनी की स्थिति का सामना करते हैं, जैसे कि एक इमारत पर हमला करना।
संवेदनशीलता
एक इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब की संवेदनशीलता माइक्रोएम्पीयर प्रति लुमेन (μA/lm) में मापी जाती है। यह परिभाषित करता है कि फोटोकैथोड पर गिरने वाले प्रकाश की प्रति मात्रा में कितने इलेक्ट्रॉन उत्पन्न होते हैं। यह माप एक विशिष्ट रंग तापमान पर किया जाना चाहिए, जैसे कि "2854 K के रंग तापमान पर"। जिस रंग तापमान पर यह परीक्षण किया जाता है वह निर्माताओं के बीच थोड़ा भिन्न होता है। विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर अतिरिक्त माप भी प्रायः निर्दिष्ट किए जाते हैं, विशेष रूप से Gen2 उपकरणों के लिए, जैसे 800 नैनोमीटर और 850 एनएम (अवरक्त)।
प्रायः, मूल्य जितना अधिक होता है, ट्यूब प्रकाश के प्रति उतनी ही अधिक संवेदनशील होती है।
रिज़ॉल्यूशन
अधिक सटीक रूप से सीमित रिज़ॉल्यूशन के रूप में जाना जाता है, ट्यूब रिज़ॉल्यूशन को लाइन जोड़े प्रति मिलीमीटर या एलपी / मिमी में मापा जाता है। यह इस बात का माप है कि स्क्रीन क्षेत्र के एक मिलीमीटर के भीतर अलग-अलग तीव्रता (प्रकाश से अंधेरे) की कितनी रेखाओं को हल किया जा सकता है। हालाँकि सीमित रिज़ॉल्यूशन ही मॉड्यूलेशन ट्रांसफर फ़ंक्शन की एक माप है। अधिकांश ट्यूबों के लिए, सीमित रिज़ॉल्यूशन को उस बिंदु के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर मॉड्यूलेशन ट्रांसफर फ़ंक्शन तीन प्रतिशत या उससे कम हो जाता है। मान जितना अधिक होगा, ट्यूब का रिज़ॉल्यूशन उतना ही अधिक होगा।
हालाँकि, एक महत्वपूर्ण विचार यह है कि यह मिलीमीटर में भौतिक स्क्रीन आकार पर आधारित है और स्क्रीन आकार के समानुपाती नहीं है। जैसे, लगभग 64 एलपी/मिमी के रिज़ॉल्यूशन वाली 18 मिमी की ट्यूब का समग्र रिज़ॉल्यूशन 72 एलपी/मिमी रिज़ॉल्यूशन वाली 8 मिमी ट्यूब की तुलना में अधिक होता है। रिज़ॉल्यूशन प्रायः केंद्र में और स्क्रीन के किनारे पर मापा जाता है और ट्यूब प्रायः दोनों के लिए आंकड़े के साथ आते हैं। सैन्य विशिष्टता या मिलस्पेक ट्यूब केवल "> 64 एलपी/मिमी" या "64 लाइन जोड़े/मिलीमीटर से अधिक" जैसे मानदंड के साथ आते हैं।
लाभ
एक ट्यूब का लाभ प्रायः दो इकाइयों में से एक का उपयोग करके मापा जाता है। सबसे सामान्य (एसआई) इकाई cd·m−2·lx−1, अर्थात कैंडेलस प्रति मीटर वर्ग प्रति लूक्रस। पुरानी परंपरा Fl/Fc (फुट-लैम्बर्ट्स प्रति फुट-कैंडल) है। यह तुलनात्मक लाभ माप के साथ समस्याएँ पैदा करता है क्योंकि दोनों में से कोई भी शुद्ध अनुपात नहीं है, हालाँकि दोनों को इनपुट तीव्रता पर आउटपुट तीव्रता के मान के रूप में मापा जाता है। यह रात्रि दृष्टि उपकरणों के विपणन में अस्पष्टता पैदा करता है क्योंकि दो मापों के बीच का अंतर प्रभावी रूप से पाई या लगभग 3.142x है। इसका मतलब है कि 10,000 cd/m2/lx का लाभ, 31.42 Fl/Fc के बराबर है।
एमटीबीएफ (विफलता के बीच औसत समय)
घंटों में व्यक्त यह मान, यह अनुमान देता है कि एक ट्यूब प्रायः कितनी देर तक चलनी चाहिए। यह एक यथोचित सामान्य तुलना बिंदु है, हालाँकि इसमें कई कारकों को ध्यान में रखा जाता है। पहला यह कि ट्यूब लगातार खराब हो रही हैं। इसका मतलब यह है कि समय के साथ, ट्यूब धीरे-धीरे नए होने की तुलना में कम लाभ उत्पन्न करेगी। जब ट्यूब लाभ अपने "नए" लाभ स्तर के 50% तक पहुंच जाता है, तो ट्यूब विफल माना जाता है, इसलिए मुख्य रूप से यह ट्यूब के जीवन में इस बिंदु को दर्शाता है।
ट्यूब के जीवन काल के लिए अतिरिक्त विचार पर्यावरण है जिसमें ट्यूब का उपयोग किया जा रहा है और उस वातावरण में मौजूद रोशनी का सामान्य स्तर है, जिसमें चमकदार चांदनी और कृत्रिम प्रकाश दोनों के संपर्क में है और शाम/सुबह की अवधि के दौरान उपयोग होता है, तेज रोशनी के संपर्क में आने से ट्यूब का जीवन काफी कम हो जाता है।
साथ ही, एक एमटीबीएफ में केवल परिचालन घंटे सम्मिलित होते हैं।ऐसा माना जाता है कि ट्यूब को चालू या बंद करने से समग्र जीवनकाल कम नहीं होता है, इसलिए कई नागरिक अपने नाइट विजन उपकरण को केवल तभी चालू करते हैं, जब उन्हें ट्यूब के जीवन का अधिकतम लाभ उठाने की आवश्यकता होती है। सैन्य उपयोगकर्ता उपकरण को लंबे समय तक चालू रखते हैं, प्रायः, पूरे समय, जब इसका उपयोग किया जा रहा हो तो प्राथमिक चिंता ट्यूब जीवन नहीं बल्कि बैटरी होती है,।
ट्यूब लाइफ के विशिष्ट उदाहरण हैं:
पहली पीढ़ी: 1000 घंटे
दूसरी पीढ़ी: 2000 से 2500 घंटे तक
तीसरी पीढ़ी: 10000 से 15000 घंटे तक।
कई हालिया हाई-एंड दूसरी पीढ़ी के ट्यूबों में अब एमटीबीएफ 15,000 परिचालन घंटों के करीब पहुंच गए हैं।
एमटीएफ (मॉडुलन ट्रांसफर फ़ंक्शन)
एक इमेज इंटेंसिफायर का मॉड्यूलेशन ट्रांसफर फ़ंक्शन विभिन्न रिज़ॉल्यूशन पर फोटोकैथोड पर प्रस्तुत लाइनों से दिए गए इनपुट स्तर के लिए डिस्प्ले पर अंधेरे और प्रकाश लाइनों के आउटपुट आयाम का माप है। यह प्रायः प्रकाश और अंधेरे रेखाओं की दी गई आवृत्ति (अंतराल) पर प्रतिशत के रूप में दिया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि आप 99% @ 2 एलपी/मिमी के एमटीएफ के साथ सफेद और काली रेखाओं को देखते हैं तो डार्क और लाइट लाइनों का आउटपुट 99% उतना ही गहरा या हल्का होगा जितना कि काली इमेज या सफेद इमेज को देखना। रिज़ॉल्यूशन में दी गई वृद्धि के लिए भी यह मान घटता है। उसी ट्यूब पर अगर 16 और 32 एलपी/मिमी पर एमटीएफ 50% और 3% था तो 16 एलपी/मिमी पर सिग्नल केवल आधा उज्ज्वल/अंधेरा होगा क्योंकि लाइनें 2 एलपी/मिमी और 32 एलपी/पर थीं लाइनों की इमेज केवल तीन प्रतिशत उज्ज्वल/अंधेरे के रूप में होगी क्योंकि लाइनें 2 एलपी/मिमी पर थीं।
इसके अतिरिक्त, चूंकि सीमित संकल्प को प्रायः उस बिंदु के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर एमटीएफ तीन प्रतिशत या उससे कम होता है, यह ट्यूब का अधिकतम रिज़ॉल्यूशन भी होगा। एमटीएफ एक इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब के संचालन के हर भाग से प्रभावित होता है और एक संपूर्ण सिस्टम पर सम्मिलित प्रकाशिकी की गुणवत्ता भी प्रभावित होती है। एमटीएफ को प्रभावित करने वाले कारकों में किसी भी फाइबर प्लेट या ग्लास के माध्यम से, स्क्रीन और फोटोकैथोड पर और ट्यूब और माइक्रोचैनल प्लेट के माध्यम से संक्रमण सम्मिलित है। किसी दिए गए रिज़ॉल्यूशन पर एमटीएफ जितना अधिक होगा, उतना अधिक अच्छा होगा।
यह भी देखें
- [[रात्रि-दृष्टि उपकरण - वह उपकरण जो पूर्ण अंधकार के निकट प्रकाश के स्तर में इमेजस के दृश्य की अनुमति देता है|रात्रि-दृष्टि उपकरण - वह उपकरण जो पूर्ण अंधकार के निकट प्रकाश के स्तर में इमेजस के दृश्य की अनुमति देता है]]
- [[एक्स-रे इमेज इंटेंसिफायर - इमेज इंटेंसिफायर जो एक्स-रे को उच्च तीव्रता पर दृश्य प्रकाश में परिवर्तित करता है|एक्स-रे इमेज इंटेंसिफायर - इमेज इंटेंसिफायर जो एक्स-रे को उच्च तीव्रता पर दृश्य प्रकाश में परिवर्तित करता है]]
- तीव्रीकृत सीसीडी कैमरा - विद्युत आवेश की गति के लिए उपकरण
संदर्भ
- ↑ Martin L. Perl and Lawrence W. Jones, Optical Feedback Image Intensifying System, U.S. Patent 3,154,687, Oct. 27, 1964.
बाहरी संबंध
- Historical information on IIT development and inception [3]
- Discovery of other photocathode materials [4]
- Several references are made to historical data noted in "Image Tubes" by Illes P Csorba ISBN 0-672-22023-7
- Selected Papers on Image tubes ISBN 0-8194-0476-4
- Make Time for the Stars by Antony Cooke
- Michael Lampton (November 1, 1981). "The Microchannel Image Intensifier". Scientific American. 245 (5): 62–71. doi:10.1038/scientificamerican1181-62.
