Применение и принцип работы волоконно-оптических пластин

Волоконно-оптические пластины (ВОП) применяются в электронно-лучевых трубках и электронно-оптических преобразователях в качестве световодов: экранов, на внутреннюю поверхность которых, обращенную к вакууму, наносится люминесцентный слой (в этом случае передача оптического изображения производится по схеме: люминофор — ВОП — глаз; окон, на поверхность которых, обращенную к вакууму, наносится фотокатод (в этом случае используется система превращения видимого или инфракрасного изображения в электронное изображение: объектив — ВОП — фотокатод).

С помощью ВОП, используемых в качестве подложек под экран, оптическое изображение без геометрических искажений и потери яркости переносится с внутренней стороны люминесцентного экрана на внешнюю, обращенную к наблюдателю или регистрирующему прибору. ВОП можно считать пластиной нулевой оптической толщины. Например, при фотографировании изображения люминесцентного экрана, нанесенного на обычное стекло, практически только 1 — 2% светового излучения достигают фотопленки, а остальная часть полезного светового сигнала превращается в паразитные сигналы, ухудшая контрастность и разрешающую способность изображения. Это связано с тем, что вокруг каждой светящейся точки люминофора образуются ореолы, вызванные наличием многократных отражений лучей в толще экранного стекла.

Применение экранов из ВОП (рис. 11.1) позволяет в 35 — 40 раз повысить коэффициент полезного использования свечения люминофора, увеличить яркость изображения и скорость фото-записи информации (скорость развертки луча), снизить напряжение ускоряющего электрода и требуемую величину рабочего тока луча, уменьшить «паразитное» свечение и рентгеновское излучение, ослабить выгорание люминофора в процессе эксплуатации ЭЛТ. Кроме того, ликвидируется параллакс изображения, повышается контрастность и разрешающая способность (экран обычного кинескопа имеет 25 000 элементов телевизионного изображения; стекловолоконный — несколько миллионов элемен-

Кроме того, волоконно-оптические пластины на входе и выходе электронно-оптического преобразователя ООП) позволяют соединять их каскадами — в этом случае они используются как преобразователи кривизны поверхности изображения. Это обеспечивает согласование плоского изображения на экране предыдущего ЭОП со сферической формой фотокатода, нанесенного на ВОП последующего.

Волоконно-оптический диск состоит из многих миллионов параллельных регулярно расположенных стекловолокон, образующих между собой вакуумноплотное соединение. Волоконные диски осуществляют точечную передачу изображения, т.е. каждое отдельное волокно передает изображение только одного мельчайшего элемента (5 — 15 мкм) наблюдаемой картины. Поэтому чем больше волокон приходится на единицу площади сечения, тем выше точность передачи изображения на выходном торце ВОП.

Каждое отдельное волокно представляет собой стержень из стекла с относительно большим коэффициентом преломления («1,8-2,0) светового луча, находящийся внутри светоизолирующей оболочки из стекла с меньшим коэффициентом преломления (« 1,2 — 1,4). Светоизолирующая оболочка препятствует утечкам света из одного волокна в другие (а также в . промежутки между волокнами) и защищает полированную I отражающую поверхность стержня-световода от внешних механических воздействий.

Отдельное волокно обычно называется световой жилой, поэтому волоконно-оптический диск (ВОД) называется еще многожильным световодом или жгутом. Торцы многожильных световодов тщательно полируют.