Что такое суперортикон и его история
Суперортикон — это высокочувствительная передающая телевизионная трубка, которая была широко распространена в середине 1970-х годов. Её работа основана на сложном процессе: считывании изображения с мишени медленными электронами, переносе изображения с фотокатода на специальную двустороннюю мишень, накоплении заряда и значительном усилении сигнала с помощью вторичного электронного умножителя (ВЭУ). Впервые принцип действия суперортикона был описан в 1946 году американскими учёными X. Лоу, П. Веймером и А. Розе. Интересно, что ключевой элемент трубки — двусторонняя мишень, состоящая из мелкоструктурной металлической сетки и полупроводящей пленки, — была предложена ещё в 1939 году советским учёным Г. В. Брауде.
Принцип работы и формирование сигнала
Работа суперортикона начинается с того, что оптическое изображение проецируется на фотокатод. Под действием света фотокатод испускает фотоэлектроны. Эти электроны, ускоренные электрическим полем, направляются на полупроводящую пленку мишени. Ударяясь о неё, они выбивают вторичные электроны, создавая на поверхности пленки положительный зарядовый рельеф, в точности повторяющий распределение света на исходном изображении.
С другой стороны мишени, по этому зарядовому рельефу «сканирует» или «обегает» считывающий электронный луч, сформированный электронным прожектором. Взаимодействуя с мишенью, часть электронов луча на ней оседает, а остальные, изменив свою энергию под влиянием зарядового рельефа, возвращаются, образуя так называемый обратный луч. Этот модулированный луч попадает на анод прожектора, выбивая с него вторичные электроны, которые затем направляются в ВЭУ. Здесь происходит колоссальное усиление: ток на коллекторе умножителя становится в 1000–10000 раз сильнее тока обратного луча.
Итоговый видеосигнал снимается с нагрузочного резистора, подключенного к коллектору ВЭУ. Величина этого сигнала напрямую зависит от структуры «электронного изображения» на мишени, а значит, и от освещённости соответствующих участков фотокатода.
Чувствительность и области применения
Суперортикон по праву считался одной из самых чувствительных телевизионных трубок своего времени. Он отличался стабильной работой в чрезвычайно широком диапазоне условий освещённости. Модели, предназначенные для высококачественных студийных передач, обеспечивали превосходное отношение сигнал/шум (до 100 и выше) даже при очень слабой освещённости фотокатода — от 0,1 до 1,0 люкса. Существовали и специальные, сверхчувствительные суперортиконы, способные формировать изображение практически в полной темноте, при освещённости фотокатода всего 10⁻⁸ – 10⁻⁷ люкс. Это открывало возможности для телевизионной съёмки в условиях крайне низкой освещённости.