[发明专利]一种可见光条纹管及电子光学成像系统

说明书

本发明实施例公开了一种可见光条纹管及电子光学成像系统。该可见光条纹管包括：球面阴极、聚焦极组件、阳极光阑以及平面荧光屏；其中，聚焦极组件包括至少两个聚焦极，用于调节电子束的像面位置；聚焦极组件以及阳极光阑均为筒状结构，球面阴极、聚焦极组件以及阳极光阑依次间隔设置，用于拟合类同心球静电聚焦结构；平面荧光屏通过金属套筒与阳极光阑远离聚焦极组件的一端连接，用于接收电子束成像。本发明实施例所提供的技术方案，实现了将条纹管内电场分布的等势面形状保持为球面，从而降低了受场曲等像差的影响，可以直接利用平面荧光屏成像，进而降低了对结构的精度要求，也就降低了条纹管的装配难度。

技术领域

本发明实施例涉及电子束成像技术领域，尤其涉及一种可见光条纹管及电子光学成像系统。

背景技术

激光三维成像技术近年来是激光应用技术中非常活跃的一个分支，激光的距离选通特性使激光三维成像方法具有其他二维成像方法所不具备的优势，但是传统激光成像的局限性也显而易见，即激光成像的视场小且成像帧率低。为了克服这些缺点，近年来提出了条纹管成像激光雷达(Streak tube imaging lidar，STIL)技术。应用于STIL中的条纹管应满足阴极有效工作面积尽可能大及可靠性高等要求，尤其是应用于空间激光成像雷达的条纹管更应满足体积小、重量轻、可靠性高及抗干扰能力强等要求。

现有技术中设计出了一种长度仅为100毫米，采用球面阴极以及球面荧光屏的超小型条纹管，其成像面积直径理论设计值大于28毫米，是目前较优的设计，但由于采用球面荧光屏，使得条纹管在装配过程中对电极同轴度的要求非常高，受场曲的影响也比较大，从而影响了应用该条纹管的电子光学成像系统的成像性能。

发明内容

本发明实施例提供一种可见光条纹管及电子光学成像系统，以降低条纹管的装配难度以及成像过程中受场曲的影响。

第一方面，本发明实施例提供了一种可见光条纹管，包括：球面阴极、聚焦极组件、阳极光阑以及平面荧光屏；其中，

所述聚焦极组件包括至少两个聚焦极，用于调节电子束的像面位置；

所述聚焦极组件以及所述阳极光阑均为筒状结构，所述球面阴极、所述聚焦极组件以及所述阳极光阑依次间隔设置，用于拟合类同心球静电聚焦结构；

所述平面荧光屏通过金属套筒与所述阳极光阑远离所述聚焦极组件的一端连接，用于接收电子束成像。

可选的，所述可见光条纹管还包括：栅极，所述栅极间隔设置于所述球面阴极与所述聚焦极组件之间，用于控制电子束运动的速度与方向。

可选的，所述栅极远离所述球面阴极的一端向所述类同心球静电聚焦结构的中心轴延伸第一预设距离。

可选的，所述栅极延伸后的末端向所述球面阴极延伸第二预设距离。

可选的，所述聚焦极组件包括：间隔设置的第一聚焦极和第二聚焦极，所述第一聚焦极与所述栅极相互插设，所述第二聚焦极与所述第一聚焦极以及所述阳极光阑相互插设。

可选的，所述栅极远离所述球面阴极的一端的内径大于所述第一聚焦极的外径，所述第一聚焦极的内径大于所述第二聚焦极的外径，所述第二聚焦极的内径大于所述阳极光阑远离所述平面荧光屏的一端的外径。

可选的，所述阳极光阑包括：相互连接的圆筒段和锥筒段，其中，所述锥筒段更靠近所述平面荧光屏，且所述锥筒段的内径随着远离所述圆筒段逐渐增加。

可选的，所述阳极光阑包括：金属栅网，所述金属栅网位于所述圆筒段与所述锥筒段的连接处，用于隔离出聚焦区与漂移区。

可选的，所述可见光条纹管还包括：绝缘外壳，所述绝缘外壳包裹所述球面阴极、所述聚焦极组件以及所述阳极光阑，用于将所述绝缘外壳内部与外部的电场相互屏蔽。