一种变孔径式微通道板的制作方法

本实用新型涉及一种微通道板，具体涉及一种变孔径式微通道板。

背景技术：

微光夜视仪能够将夜晚微弱光照条件下的微弱光通过图像信息之间相互转换、增强、处理等过程使微弱光能够被使用者看见，通过微光夜视仪人们可以看见人眼无法看见的X光、紫外光、近红外辐射等。随着科技的不断发展，微光夜视仪被广泛地应用在军事、天文、航天、生物、高速摄影、光电火控等诸多领域，并且可以与红外、激光、雷达等技术结合，组成完整的光电侦查、测量和警告系统，微光夜视仪的重要性逐渐凸显，但我国的微光夜视技术较落后，所以研究微光夜视技术、改进微光夜视仪的功能具有重大意义。

目前国内主要的微光夜视技术为二代和超二代微光技术，二代和超二代微光技术与一代微光技术相比较，其实质在于像增强器中应用了微通道板，而不再像一代微光夜视技术需要串联大量的单级像增强器以满足军事要求的光增益效果。微通道板是一种特殊光学纤维制成的电子倍增器，具有传输、增强电子图像的功能，还具有体积小、重量轻、分辨力好、增益高、噪声低、使用电压低等优点。微通道板能够利用二次电子发射的特性，达到极高的电子倍增。在工作时，光电阴极发射出均匀的电子，电子通过微通道板后强度进一步增强，放大后的电子束轰击荧光粉发光，实现信息图像显示。

传统微通道板的微通道直径不会发生变化，当施加在微通道板两侧的电压为超过1000V时，会出现离子反馈现象，导致微通道板噪声增大。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对传统微通道板的缺陷，提供一种变孔径式微通道板，解决传统微通道板的微通道直径不可变造成微光夜视仪噪声增大，清晰度降低的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种变孔径式微通道板，包括主体，所述主体沿径向的外侧设置有保护环，主体上设置有若干微通道，所述微通道平行于主体的轴向，微通道的直径沿着主体轴向先逐渐变小再逐渐变大，还包括保护套和内环，所述保护套、内环和保护环的位置被配置为，保护环位于保护套与内环所形成的凹槽中，内环与保护环的环宽相等，内环的一侧设置有垫环，所述垫环位于内环与保护环之间，内环另一侧设置有第一销轴，所述第一销轴上设置有绕第一销轴旋转的弯杆，所述弯杆连接有第二销轴，所述第二销轴设置在保护套上，还包括缓冲块，所述缓冲块的长度与保护环的环宽相等，缓冲块与主体的轴向平行，缓冲块一侧与保护环接触，另一侧上设置有与主体轴向平行的硬弹簧，所述硬弹簧设置在保护套上。现有技术中，当施加在微通道板两端的电压高于1000V时，会出现离子反馈，微通道板的背景噪声增大，导致微光夜视仪清晰度降低。微通道板工作时，微通道内的二次电子会多次倍增，在通道末端形成高密度的电子云，可将通道内参与的气体分子电离，电离后的正离子在通道内电场的作用下，撞击通道壁产生额外电子，部分额外电子会朝微通道入口方向移动，对像增强器的光电阴极造成损害，所以离子反馈效应在像增强器中的产生会使像增强器中噪声提高和光电阴极灵敏度降低，因此有必要防止离子反馈效应。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种带保护套的变通道式微通道板，在使用时，首先将保护套水平放置，保护套内间隔设置有若干硬弹簧和缓冲块，将保护环水平放置在保护套内的缓冲块上，调整微通道板的位置，使主体全部暴露在保护套外，这样可以使得主体上的微通道全部工作，调整好微通道板的位置后，将内环放置在保护环上，内环与保护环的环宽相同，内环与保护环之间设置有垫环，放置好内环之后，调整内环的方向，将内环上的第一销轴和保护套上的第二销轴对齐，即放置在两者最接近的位置，拨动套在第一销轴上的弯杆，将弯杆套在第二销轴上，使得内环与保护套之间相对固定。主体上的微通道在主体的表面处直径最大，使得从光电阴极发射的电子碰撞微通道内壁的几率增大，通过实验发现，增大电子碰撞微通道内壁的几率能够有效降低背景噪声；微通道直径先逐渐变小增加了电子在通道内的碰撞次数，使得增益特性增大，之后电子在通过微通道内壁增强变为电子束，电子会在通道末端形成高密度的电子云，电子云可将微通道内残留的气体分子电离，电离后的正离子在通道内电场的作用下，撞击微通道壁产生额外电子，出现离子反馈效应，不仅会增加背景噪声，降低清晰度，还会损害光电阴极，降低光电阴极的寿命，本装置在微通道后半段使微通道直径逐渐变大，不仅能够减少高密度电子云在通道末端对微通道壁的碰撞，还因为微通道中部直径最小而有效地避免电子往微通道入口反射，避免其损害光电阴极，本装置通过设置微通道的直径沿主体轴向先缩小再增大的结构，削弱了离子反馈效应，有效地降低了噪声，提高了图像清晰度，还保护了光电阴极；另外，通过金属材质的保护套，本装置可以保护主体不受到磨损，保护套使得微通道板固定在保护套内，硬弹簧、缓冲块、垫环能保证当微光夜视仪发生碰撞或者掉落时，能够卸去作用在微通道板上的受力，起到减震作用，与现有技术相比，本装置不易受损，延长了使用时间，降低了微光夜视仪的使用成本，而且内环与保护套之间不仅能相对固定，还能通过弯杆和销轴实现快速且方便地拆卸和安装内环。

进一步地，所述微通道关于主体的竖直中轴线对称，主体表面的微通道直径最大，竖直中轴线上的直径最小，最大直径为12至18微米，最大直径是最小直径的2倍。通过实验发现，当微通道关于主体的竖直中轴线对称时，离子反馈效应能降低到最小，最大直径是最小直径的2倍时，能够有效降低噪声，增加图像清晰度。

进一步地，所述保护环的外径为其内径的1.5至2.5倍，所述保护环与主体的厚度相同。通过实践发现，当保护环的外径为其内径的1.5至2.5倍时，不仅能保证保护套与保护环之间很好的结合、确保微通道的数量，还节省了微通道板材料的用量，降低了微通道板的成本。

进一步地，所述垫环为软性材料。垫环可以采用软性材料如海绵等制作，垫环主要起到卸去内环上传来的压力和保护保护环的作用。

进一步地，所述缓冲块由橡胶材料制成。缓冲块可以使用丁腈橡胶制作，丁腈橡胶有一定的弹性，不会磨损保护环，同时，也不会因为过于柔软而导致保护环在微光夜视仪摇晃的过程中发生偏斜，降低微通道板的增益特性，另外丁腈橡胶还具有一定的摩擦力，起到一定的固定作用。

进一步地，所述弯杆由聚四氟乙烯制成。聚四氟乙烯具有一定的强度和较好的弹性，弯杆在于第二销轴接触时，需要使用者稍微用力将弯杆末端的弯钩卡主第二销轴。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型增大微通道入口处的直径，使得从光电阴极发射的电子碰撞微通道内壁的几率增大，有效降低背景噪声，在电子从微通道入口进入后，微通道直径逐渐变小增加了电子在通道内的碰撞次数，增大了微通道板的增益特性，之后微通道直径逐渐增加，不仅避免了微通道出口处高密度电子云导致的离子反馈效应，还防止电子往微通道入口反射，损害光电阴极；

2、本实用新型提供了一种变孔径式微通道板，保护套不仅可以保护微通道板的边缘不会磨损，还通过设置在保护套内的垫环、缓冲块和硬弹簧，在微光夜视仪发生碰撞、掉落时，对微通道板起到减震作用，延长了微通道板的使用寿命，降低了使用成本；

3、本实用新型通过实践发现，当保护环的外径为其内径的1.5至2.5倍时，不仅能保证保护套与保护环之间很好的结合、确保微通道的数量，还节省了微通道板材料的用量，降低了微通道板的成本；

4、本实用新型使用丁腈橡胶作为缓冲块，不仅起到保护保护环的作用，还使保护环固定在保护套中。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型结构的半剖图；

图2为本实用新型的局部侧视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-主体，2-微通道，3-保护环，4-保护套，5-硬弹簧，6-第一销轴，7-弯杆，8-内环，9-垫环，10-第二销轴，11-缓冲块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1所示，本实用新型为一种变孔径式微通道板，包括主体1，主体1沿径向的外侧设置有保护环3，主体1上设置有若干微通道2，微通道2平行于主体1的轴向，微通道2的直径沿着主体1轴向先逐渐变小再逐渐变大，还包括保护套4和内环8，保护套4、内环8和保护环3的位置被配置为，保护环3位于保护套4与内环8所形成的凹槽中，内环8与保护环3的环宽相等，内环8的一侧设置有垫环9，垫环9位于内环8与保护环3之间，内环8另一侧设置有第一销轴6，第一销轴6上设置有绕第一销轴6旋转的弯杆7，弯杆7连接有第二销轴10，第二销轴10设置在保护套4上，还包括缓冲块11，缓冲块11的长度与保护环3的环宽相等，缓冲块11与主体1的轴向平行，缓冲块11一侧与保护环3接触，另一侧上设置有与主体1轴向平行的硬弹簧5，硬弹簧5设置在保护套4上。微通道2关于主体1的竖直中轴线对称，主体1表面的微通道直径最大，竖直中轴线上的直径最小，最大直径为12至18微米，最大直径是最小直径的2倍。保护环3的外径为其内径的1.5至2.5倍，所述保护环3与主体1的厚度相同。垫环9为软性材料。缓冲块11由橡胶材料制成。弯杆7由聚四氟乙烯制成。使用时，首先将保护套4水平放置，保护套4内间隔设置有若干硬弹簧5和缓冲块11，将保护环3水平放置在保护套4内的缓冲块11上，调整微通道板的位置，使主体1全部暴露在保护套4外，这样可以使得主体1上的微通道2全部工作，调整好微通道板的位置后，将内环8放置在保护环3上，内环8与保护环3的环宽相同，内环8与保护环3之间设置有垫环9，放置好内环8之后，调整内环8的方向，将内环8上的第一销轴6和保护套4上的第二销轴10放置在最接近的位置，拨动套在第一销轴6上的弯杆7，将弯杆7套在第二销轴10上，使得内环8与保护套4之间相对固定。之后光电阴极发射出均匀的电子，电子进入微通道2，微通道2内的电子会产生二次电子而多次倍增，强度放大后的电子束轰击荧光粉发光，实现信息图像显示。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。