रात्रि दृष्टि में फोटोकैथोड संवेदनशीलता क्या है?

रात्रि दृष्टि उपकरण उपलब्ध निम्न-स्तरीय प्रकाश, जैसे चांदनी या तारे की रोशनी, को दृश्य छवियों में बदलने पर निर्भर करते हैं। एक प्रमुख घटक जो इस रूपांतरण की अनुमति देता है वह फोटोकैथोड है। फोटोकैथोड की संवेदनशीलता सीधे रात्रि दृष्टि उपकरणों के प्रदर्शन और क्षमताओं को प्रभावित करती है।

फोटोकैथोड की भूमिका
फोटोकैथोड फोटोइमिसिव सामग्री से बनी एक पतली डिस्क है जो एक छवि गहन ट्यूब के अंदर बैठती है। जब किसी छवि से फोटॉन फोटोकैथोड से टकराते हैं, तो फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के माध्यम से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होते हैं। फिर इन इलेक्ट्रॉनों को छवि को उज्ज्वल करने के लिए प्रवर्धित किया जाता है।

फोटोकैथोड की संवेदनशीलता आपतित प्रकाश को इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल में परिवर्तित करने की क्षमता को संदर्भित करती है। अधिक संवेदनशील फोटोकैथोड कमजोर प्रकाश संकेतों का पता लगा सकते हैं और अधिक इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन कर सकते हैं। यह रात्रि दृष्टि उपकरणों को कम रोशनी में बेहतर देखने में सक्षम बनाता है। फोटोकैथोड संवेदनशीलता एक प्रमुख प्रदर्शन मीट्रिक है।

संवेदनशीलता को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक
ऐसे कई कारक हैं जो फोटोकैथोड की संवेदनशीलता को प्रभावित करते हैं:

फोटोउत्सर्जक सामग्री
फोटोकैथोड सामग्री की संरचना ही संवेदनशीलता का एक प्रमुख निर्धारक है। विभिन्न प्रकाश उत्सर्जक यौगिक और कैथोड संरचनाएं आपतित प्रकाश के प्रति अलग-अलग प्रतिक्रिया देंगी। सामान्य सामग्रियों में गैलियम आर्सेनाइड, गैलियम-इंडियम-आर्सेनाइड और गैलियम-एल्यूमीनियम-आर्सेनाइड शामिल हैं। इंजीनियर वांछित प्रदर्शन के लिए इष्टतम सामग्री का चयन करते हैं।

प्रकाश की तरंगदैर्घ्य
फोटोकैथोड संवेदनशीलता प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के साथ बदलती रहती है। अधिकांश को 550 एनएम के आसपास हरी रोशनी के प्रति संवेदनशील होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, क्योंकि मानव आँख भी संवेदनशीलता में चरम पर होती है। हालाँकि, विशेष कैथोड विभिन्न सामग्रियों का उपयोग करके अवरक्त प्रकाश का भी पता लगा सकते हैं। एस-फैक्टर को उस तरंग दैर्ध्य पर मापा जाता है जिसके लिए कैथोड को अनुकूलित किया जाता है।

तापमान
फोटोकैथोड संवेदनशीलता तापमान पर निर्भर है। सामान्य तौर पर, उच्च तापमान एस-फैक्टर को कम कर देता है। फोटोकैथोड को ठंडा करने से संवेदनशीलता में सुधार करने में मदद मिल सकती है। हालाँकि, इसके लिए अतिरिक्त हार्डवेयर की आवश्यकता होती है। अधिकांश रात्रि दृष्टि उपकरण छवि गहनता शरीर के माध्यम से संचालन द्वारा कुछ सक्रिय शीतलन की अनुमति देते हैं।

क्षति और दोष
फोटोकैथोड की सतह पर खामियां, खरोंच, धब्बे और कोई भी क्षति प्रकाश रूपांतरण दक्षता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकती है। इससे संवेदनशीलता और छवि गुणवत्ता कम हो जाती है। अत्यधिक क्षतिग्रस्त कैथोड को प्रतिस्थापन की आवश्यकता हो सकती है।

विद्युत क्षेत्र की ताकत
एक मजबूत विद्युत क्षेत्र प्रवणता कैथोड सतह से फोटोइलेक्ट्रॉनों को अधिक कुशलता से बाहर निकालने में मदद करती है। यह क्षेत्र फोटोकैथोड डिस्क और माइक्रोचैनल प्लेट की पहली परत के बीच वोल्टेज अंतर से उत्पन्न होता है। उच्च वोल्टेज संवेदनशीलता में सुधार करता है।

फोटोकैथोड संवेदनशीलता को बढ़ाना
फोटोकैथोड की संवेदनशीलता में सुधार के लिए कुछ तरीकों का उपयोग किया जाता है:

अधिक उन्नत फोटोउत्सर्जक सामग्रियों और कैथोड संरचनाओं का उपयोग करना
तापीय रूप से उत्पन्न शोर को कम करने के लिए फोटोकैथोड को ठंडा करना
अधिक कुशल इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन को सक्षम करने के लिए वोल्टेज ग्रेडिएंट को बढ़ाना
बेहतर विनिर्माण और हैंडलिंग के माध्यम से सतह दोषों को कम करना
क्वांटम दक्षता बढ़ाने के लिए पतली फिल्म या कोटिंग लगाना
अधिक प्रकाश एकत्र करने के लिए बड़े व्यास वाले फोटोकैथोड का उपयोग करना

निष्कर्ष
फोटोकैथोड की संवेदनशीलता एक महत्वपूर्ण मीट्रिक है जो रात्रि दृष्टि उपकरणों के प्रदर्शन को निर्धारित करती है। यह कम रोशनी वाले फोटॉनों को इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल में परिवर्तित करने की दक्षता को इंगित करता है। संवेदनशीलता को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों में प्रकाश उत्सर्जक यौगिक, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य, तापमान, क्षति और विद्युत क्षेत्र की ताकत शामिल हैं। सामग्री और कैथोड इंजीनियरिंग में निरंतर शोध के साथ, भविष्य की रात्रि दृष्टि प्रणालियों की संवेदनशीलता को और बढ़ाया जा सकता है, जिससे बेहतर कम रोशनी क्षमताएं प्रदान की जा सकती हैं।

संदर्भ
Nachtvision. "फोटोकैथोड।" Nachtvision.com, www.nachtvision.com/photocathode.htm। 25 जनवरी 2023 को एक्सेस किया गया।
मैटलॉक, मार्टी। "इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब।" युनाइटेड स्टेट्स आर्मी, 15 मार्च 2017, https://m.goarmy.com/content/dam/goarmy/downloaded_assets/tec_man/TEC_TM{{ 5}}&P.pdf.
"इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब।" फोटेक, www.photek.com/support/knowledge-base/image-intensifier-tubes/। 25 जनवरी 2023 को एक्सेस किया गया।
टैवर्नियर, फ़िलिप, और मिके स्टुकर्स। "फोटोकैथोड की मूल बातें।" फोटोनिस, अक्टूबर 2018, पीपी. 1-6, www.photonis.com/uploads/news/Photonis_फोटोकैथोड_बेसिक्स.पीडीएफ।
"फोटोकैथोड।" विकिपीडिया, विकिमीडिया फ़ाउंडेशन, 24 मई