इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब कैसे बनाई जाती हैं?

छवि गहनता के मूल सिद्धांत

किसी भी रात्रि दृष्टि उपकरण के केंद्र में छवि गहनता ट्यूब होती है। यह वैक्यूम-सीलबंद ट्यूब प्रकाश को हजारों गुना बढ़ाकर एक मंद रोशनी वाले दृश्य से फोटॉन को एक दृश्य छवि में परिवर्तित करती है। अंतर्निहित भौतिकी जो इस प्रकाश प्रवर्धन को संभव बनाती है, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव और द्वितीयक उत्सर्जन में निहित है।

 

 

जब मंद रोशनी वाले दृश्य से फोटॉन ट्यूब के अंदर फोटोकैथोड सामग्री से टकराते हैं, तो फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के माध्यम से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होते हैं। फिर इन इलेक्ट्रॉनों को उच्च वोल्टेज का उपयोग करके एक माइक्रोचैनल प्लेट की ओर त्वरित किया जाता है। यहां, प्रत्येक इलेक्ट्रॉन द्वितीयक उत्सर्जन के माध्यम से द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों के एक समूह को ट्रिगर करता है, जो मूल सिग्नल को बढ़ाता है। ये प्रवर्धित इलेक्ट्रॉन फॉस्फोर स्क्रीन से टकराते हैं, दृश्य प्रकाश उत्सर्जित करते हैं और एक हरे रंग की छवि बनाते हैं जो मूल दृश्य की तुलना में कहीं अधिक चमकीली होती है।

 

इन घटनाओं का लाभ उठाकर, इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब रात के आकाश, सितारों और चंद्रमा से परिवेशी प्रकाश का पता लगा सकते हैं और इसे उपयोगकर्ता के लिए दृश्यमान छवि में परिवर्तित कर सकते हैं। लेकिन इन जटिल वैक्यूम ट्यूबों के उत्पादन के लिए उन्नत विनिर्माण तकनीकों की आवश्यकता होती है।

 

फोटोकैथोड का निर्माण

एक इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब के निर्माण में पहला कदम फोटोकैथोड बनाना है - प्रकाश-संवेदनशील घटक जो फोटॉन को इलेक्ट्रॉनों में परिवर्तित करता है। फोटोकैथोड विशेष अर्धचालक सामग्रियों का उपयोग करके तैयार किए जाते हैं जिनका कार्य कार्य कम होता है, जिससे इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा कम हो जाती है।

 

सामान्य फोटोकैथोड सामग्रियों में गैलियम आर्सेनाइड, सीज़ियम-एंटीमनी और सीज़ियम-टेल्यूरियम शामिल हैं। इन्हें वाष्प जमाव नामक प्रक्रिया के माध्यम से ट्यूब की इनपुट विंडो पर जमा किया जाता है। सामग्री के परमाणु एक निर्वात कक्ष में वाष्पित हो जाते हैं और खिड़की पर जमा हो जाते हैं, जिससे एक पतली, समान फोटोकैथोड परत बन जाती है।

 

इस परत की संरचना और मोटाई संवेदनशीलता पर प्रभाव डालती है, इसलिए सख्त नियंत्रण बनाए रखा जाता है। सीज़ियम-एंटीमोनी आईआर स्पेक्ट्रम में अच्छी प्रतिक्रिया प्रदान करता है, जबकि गैलियम आर्सेनाइड निकट आईआर में फैलता है। सोडियम, पोटेशियम और सुरमा के संयोजन का उपयोग करने वाले मल्टीअल्कली फोटोकैथोड व्यापक वर्णक्रमीय सीमा प्रदान करते हैं।

 

माइक्रोचैनल प्लेट का निर्माण

एक बार फोटोकैथोड निर्मित हो जाने के बाद, अगला मुख्य घटक - माइक्रोचैनल प्लेट - तैयार किया जाना चाहिए। यह पतली डिस्क लाखों सूक्ष्म कांच की ट्यूबों या चैनलों से ढकी हुई है, जिनमें से प्रत्येक एक छोटे इलेक्ट्रॉन गुणक के रूप में कार्य करती है।

 

माइक्रोचैनल प्लेट एक खोखले ग्लास बाउल के रूप में शुरू होती है। पतले कांच के रेशों को ढेर करके जोड़ा जाता है, फिर वेफर्स में काट दिया जाता है। इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया का उपयोग करके इन वेफर्स के माध्यम से चैनल बनाए जाते हैं। चैनलों को हाइग्रोस्कोपिक सामग्री से उपचारित किया जाता है और फिर लाभ बढ़ाने के लिए एक द्वितीयक उत्सर्जक परत के साथ लेपित किया जाता है।

 

प्रवर्धन बढ़ाने के लिए दो या दो से अधिक माइक्रोचैनल प्लेटों को स्टैक किया जा सकता है। लेकिन प्लेटों को पूरी तरह से संरेखित करना महत्वपूर्ण है - यहां तक ​​कि एक छोटा सा गलत संरेखण भी छवि को विकृत कर सकता है। सटीक जिगिंग और माइक्रोमीटर माप उचित अभिविन्यास सुनिश्चित करते हैं। संरेखण बनाए रखने के लिए प्लेटों को ग्लास के समान थर्मल विस्तार गुणों के साथ एक एपॉक्सी का उपयोग करके एक साथ बांधा जाता है।

 

फॉस्फोर स्क्रीन जमाव

तैयार किया गया अंतिम घटक फॉस्फोर स्क्रीन एनोड है। यह पतली फिल्म प्रवर्धित इलेक्ट्रॉन कैस्केड को दृश्य प्रकाश में परिवर्तित करती है। फास्फोरस सामग्री जैसे जिंक सल्फाइड को चांदी या एल्यूमीनियम की थोड़ी मात्रा के साथ मिलाकर उपयोग किया जाता है। फॉस्फोर संरचना को विभिन्न तरंग दैर्ध्य उत्सर्जित करने के लिए ट्यून किया जा सकता है, जो सफेद, हरे और पीले-हरे जैसे रंग विकल्प प्रदान करता है।

 

फॉस्फोर स्क्रीन के लिए जमाव प्रक्रिया भी वैक्यूम वाष्पीकरण है। फॉस्फोर पाउडर को वाष्पीकृत किया जाता है और उच्च वैक्यूम के तहत ग्लास डिस्क पर जमा किया जाता है। क्योंकि फॉस्फोर स्क्रीन की एकरूपता सीधे छवि गुणवत्ता को प्रभावित करती है, जमाव की स्थिति को कसकर नियंत्रित किया जाता है। प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए स्क्रीन की मोटाई, क्रिस्टलीयता और प्रकाश आउटपुट सभी की निगरानी की जाती है।

 

 

परिशुद्धता विधानसभा

फोटोकैथोड, माइक्रोचैनल प्लेट्स और फॉस्फोर स्क्रीन के निर्माण के साथ, घटक असेंबली के लिए तैयार हैं। लेकिन पहले, गुणवत्ता को सत्यापित करने के लिए प्रत्येक भाग को कठोर निरीक्षण और परीक्षण से गुजरना पड़ता है। केवल कड़े विनिर्देशों को पूरा करने वाले घटकों का उपयोग किया जाता है।

 

संदूषण को रोकने के लिए असेंबली प्रक्रिया एक साफ़ कमरे में होती है। यह ट्यूब बॉडी के एक छोर पर फोटोकैथोड और इनपुट विंडो को सील करने से शुरू होता है। इसके बाद, माइक्रोचैनल प्लेट्स और फॉस्फोर स्क्रीन को सावधानीपूर्वक डाला और संरेखित किया जाता है। फ़ंक्शन का आकलन करने के लिए प्रत्येक तत्व पर वोल्टेज को क्रमिक रूप से बनाए रखने के लिए स्पेसर सटीक दूरी पर घटकों को अलग करते हैं। यदि परीक्षण सफल हो जाता है, तो ट्यूब को वैक्यूम के तहत सील कर दिया जाता है और फंसी हुई गैसों को निकालने के लिए बेक किया जाता है।

 

तैयार छवि गहनता ट्यूब सैकड़ों घटकों को एकीकृत करती है। इष्टतम रात्रि दृष्टि क्षमता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक को अत्यधिक सटीकता के साथ निर्मित और एकीकृत किया जाना चाहिए। इन प्रक्रियाओं में हमारी विशेषज्ञता उच्च-प्रदर्शन, बहुमुखी ट्यूबों के बड़े पैमाने पर उत्पादन को सक्षम बनाती है।

 

छवि गुणवत्ता बनाए रखना

पूरे विनिर्माण के दौरान, विभिन्न प्रक्रियाएं सूक्ष्म तरीकों से छवि गुणवत्ता को कम कर सकती हैं। इन प्रभावों का प्रतिकार करने के लिए, अतिरिक्त कदम उठाए गए हैं:

 

उज्ज्वल स्रोतों से भटका हुआ प्रकाश आंतरिक रूप से प्रतिबिंबित हो सकता है और छवि में दिखाई दे सकता है। ऑप्टिकल ट्रैप और प्रकाश-अवशोषित बाफ़ल इन कलाकृतियों को ख़त्म कर देते हैं।

माइक्रोचैनल प्लेटों पर आयन क्षति छवि प्रतिधारण या "बर्न-इन" का कारण बनती है। एक "स्क्रीन डी-पंपिंग" उच्च वोल्टेज प्रक्रिया इसे ठीक करती है।

ट्यूब को सील करते समय थर्मल ग्रेडिएंट संरेखण को विकृत कर सकते हैं। फिक्सचर डिज़ाइन बेकिंग के दौरान यांत्रिक तनाव को कम करते हैं।

संदूषण या बाह्य गैस समय के साथ फोटोकैथोड को ख़राब कर देता है। परिशुद्ध सफाई और निकास प्रक्रियाएं अवशेषों को कम करती हैं।

प्रत्येक विनिर्माण चरण में विवरण पर ध्यान देकर, छवि दोषों को कम किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप ग्राहक के लिए असाधारण छवि गुणवत्ता प्राप्त होती है।

 

इमेज इंटेंसिफायर टेक्नोलॉजी का भविष्य

किसी भी तकनीक की तरह, इमेज इंटेंसिफायर में संवर्द्धन और नवाचार हमेशा क्षितिज पर होते हैं। प्रदर्शन में सुधार लाने के उद्देश्य से किए गए रोमांचक विकासों में शामिल हैं:

 

निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम में उच्च क्वांटम दक्षता वाली नई फोटोकैथोड सामग्री। इससे अंधेरी परिस्थितियों में भी पता लगाया जा सकेगा।

छोटी पिक्सेल माइक्रोचैनल प्लेटें। चैनल का आकार और अंतर कम करके, रिज़ॉल्यूशन बढ़ाया जा सकता है।

हाइब्रिड इमेज इंटेंसिफायर-सीएमओएस मॉड्यूल। ये सरलीकृत कैमरों के लिए इमेज ट्यूब को सीधे सेंसर इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ एकीकृत करते हैं।

लेजर-कठोर ट्यूब। विशेष फोटोकैथोड और माइक्रोचैनल प्लेटें लेजर से होने वाले नुकसान से सुरक्षा प्रदान करती हैं।

ऑटोगेटिंग ट्यूब. अंतर्निर्मित सर्किटरी लाभ को क्षणिक रूप से बंद करके उच्च-चमक अधिभार को समाप्त करती है।

सामग्री विज्ञान, माइक्रोफैब्रिकेशन और प्रकाशिकी में खोजों का लाभ उठाकर, छवि गहनता की क्षमताएं आगे बढ़ती रहेंगी। अब तक 50 से अधिक वर्षों के नवाचार के साथ, इस तकनीक का अभी भी एक रोमांचक भविष्य है।

 

निष्कर्ष

रात्रि दृष्टि उपकरणों के केंद्र में विशेष वैक्यूम ट्यूब बनाने के लिए परमाणु पैमाने और औद्योगिक पैमाने दोनों पर प्रक्रियाओं में महारत हासिल करने की आवश्यकता होती है। कई क्षेत्रों का मेल - प्रकाशिकी, अर्धचालक भौतिकी, धातु विज्ञान, फॉस्फोरस, वैक्यूम प्रौद्योगिकी और सटीक विनिर्माण - सभी छवि गहन ट्यूब में समाप्त होते हैं। जबकि अंतर्निहित अवधारणाएँ अपनी सरलता में सुंदर हैं, उन्हें क्रियान्वित करना तुच्छ से बहुत दूर है। फिर भी इस क्षेत्र में इंजीनियरों और वैज्ञानिकों की कड़ी मेहनत से अर्जित विशेषज्ञता इन अद्भुत उपकरणों के नियमित उत्पादन को सक्षम बनाती है। उनके निर्माण में शामिल सावधानीपूर्वक कोरियोग्राफी सीखने के बाद, मैं उत्पादन लाइन से आने वाली प्रत्येक इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब द्वारा प्रदर्शित जबरदस्त तकनीकी उपलब्धि की पहले से कहीं अधिक सराहना करता हूं।

 

सन्दर्भ:

https://www.sciencedirect.com/topics/engineeering/image-intensifier

https://ieeExplore.IEEE.org/सार/Document/6737843

https://www.alsacorp.com/support/notes/समावेशन विज्ञान.html

https://nvDevices.com/Image_Ntensifier/

https://www.photonis.com/Products/image-intensifiers