專利名稱：一種用于評價離子壁壘膜對圖像噪聲影響的模擬方法
技術領域：
本發明屬于光電成像技術領域，特別是涉及到一種微通道板離子壁壘膜對圖像噪聲影響的評測方法。
背景技術：
在現有技術當中像增強器工作時，由光電陰極產生的光電子入射到離子壁壘膜的通道內，經多次倍增后，在離子壁壘膜的輸出端會形成高密度的電子云。由于真空工藝及氣體分子的吸附作用等原因，像管中必然存在殘余的氣體分子，它們在離子壁壘膜輸出端受到密集的二次電子碰撞而電離，所產生的正離子在通道內電場的作用下反向撞擊通道壁和轟擊像管的光電陰極，從而產生的電子發射在熒光屏形成離子斑，它一方面破壞了離子壁壘膜的線性工作特性，同時也降低了光電陰極的壽命，這就是離子反饋所帶來的危害。消除和減少離子反饋的有效方法是在離子壁壘膜的輸入面上覆蓋一層合適厚度的介質薄膜，它 可以使得質量很小并具有一定能量的電子透過，又能有效地阻止正離子和氣體分子反饋到光電陰極，使其表面激活層免受正離子的轟擊，從而有效地延長像管的使用壽命。但是離子壁壘膜對入射電子有一定的散射作用，從而使得透射電子的空間分布具有隨機性，這導致透射電子空間分布隨時間發生變化，從而產生由離子壁壘膜所引起的噪聲。綜上所述在現有技術當中亟需要一種方法來解決由于離子壁壘膜對入射電子有一定的散射作用，從而產生由離子壁壘膜所引起噪聲的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種評價微通道板的離子壁壘膜對圖像噪聲影響的模擬方法。一種用于評價離子壁壘膜對圖像噪聲影響的模擬方法，其特征是包括以下步驟步驟一、確定超低能電子與固體相互作用的基本過程針對低能電子與固體相互作用的特點選用Rutherford公式，并采用Joy修正公式，其中低能電子小于IOOOeV ；步驟二、確定低能電子在連續薄膜介質中的運行軌跡計算散射電子的空間坐標及能量分布，電子每次散射行為由四個變量決定，散射起點處的能量En、散射角θη、散射方位角Φη、散射步長Λη，其中散射角θη為第η次與第n-Ι次散射運動方向的夾角；步驟三、建立動態坐標系令第η+1次散射的坐標系原點取在散射矢量的末端，Ζη+1與An方向一致，χη+1取第η次散射錐體底面圓的切線且與An垂直，沿著Φη增大的方向；(xn+1 , yn+1 , ζη+1 )坐標系與(xn, yn , zn )坐標系的關系是將乂丄軸繞Zn軸沿著大的方向旋轉π/2+Φη的角度，然后將ynzn軸繞Xn沿著θ η增大的方向旋轉011角
度,經過這兩步(xn, yn，ζη )就轉到了與(xn+1 , yn+1 , ζη+1 ) 一致的方向；
步驟四、基于蒙特卡洛方法，建立離子壁壘膜對圖像噪聲的影響評價方法①在時間Λ T范圍內以人眼時間分辨極限為單位劃分出P個相同的時間間隔At1, At2, ···, Ati, ···, Atp，計算出Ati內、入射到離子壁壘膜上的單位體積內的電子個數
權利要求
1.一種用于評價離子壁壘膜對圖像噪聲影響的模擬方法，其特征是包括以下步驟 步驟一、確定超低能電子與固體相互作用的基本過程針對低能電子與固體相互作用的特點選用Rutherford公式,并采用Joy修正公式,其中低能電子小于IOOOeV ；步驟二、確定低能電子在連續薄膜介質中的運行軌跡計算散射電子的空間坐標及能量分布，電子每次散射行為由四個變量決定，散射起點處的能量En、散射角θη、散射方位角Φη、散射步長An，其中散射角θη為第η次與第η-1 次散射運動方向的夾角；步驟三、建立動態坐標系令第η+1次散射的坐標系原點取在散射矢量的末端，Ζη+1與An方向一致，χη+1取第η次散射錐體底面圓的切線且與An垂直，沿著Φη增大的方向；(xn+i，yn+i，zn+1 )坐標系與(xn, yn , ζη )坐標系的關系是將xnyn軸繞ζη軸沿著Φη增大的方向旋轉π/2+Φη的角度，然后將ynzn軸繞Xn沿著θη增大的方向旋轉θη角度，經過這兩步(xn，yn，zn )就轉到了與(xn+1 , yn+1 , ζη+1 ) 一致的方向；步驟四、基于蒙特卡洛方法，建立離子壁壘膜對圖像噪聲的影響評價方法①在時間AT范圍內以人眼時間分辨極限為單位劃分出P個相同的時間間隔At1, At2，…，Ati，…，Atp，計算出Ati內、入射到離子壁壘膜上的單位體積內的電子個數I - At#(Δ(_) = ^^，Itl為實驗測得的入射膜層前的電流值，q為單位電子電量；②N(Ati)個入射電子在x-y平面上的服從確定的統計分布GU1,Y1; X2, y2;…；xN, yN)，利用步驟一、步驟二、步驟三計算出經過離子壁壘膜散射后的透射電子束空間分布規律為 G(X' !, y' !； X' 2, y' 2;···; x' N, y' N)；③計算分布規律為G(x'!, y' !； x, 2) γ' 2;…；X, N, j' N)的電子束在面積為 S的范圍內的電子個數K (Ati)；④將步驟四中分步①、分步②、分步③操作過程重復P次，光的強度變化值分別定義為 NUAt.)I1,I2;…，Ii,…Ip, h =.,；',將P個數值連線模擬出在λ T的時間內由離子壁壘膜所引(I' A,/起的光電子信號波動隨時間的變化曲線，該曲線即為離子壁壘膜所引起的信號波動隨時間變化的規律；步驟五、圖像噪聲特性影響因素評價通過電子束入射膜層之前的統計分布G(Xp Y1; X2, y2;…；xN, yN)，得出粒子入射膜層之前的入射信號信噪比，其公式為(在給定范圍S內的粒子個數統計平均值)/ (在給定束徑范圍內的粒子個數偏離平均值的均方根)=Pin，Pin作為入射信號的信噪比；根據電子與固體相互作用理論公式，得出粒子透過膜層后的分布服從統計分布G(x' ” y' 1； X' 2， I' 2;…；X' N, I' N)，由此得到透過膜層后的出射膜層位置處信噪比，其公式為(在給定束徑范圍內的粒子個數統計平均值)/(在給定束徑范圍內的粒子個數偏離平均值的均方根) =Pout, Pout作為透過膜層后的信噪比，將這里的Pin/Pwt定義為離子壁壘膜的噪聲因子；總噪聲因子Pin/Pwt是離子壁壘膜的膜層厚度、原子密度物理量的函數，由此評價離子壁壘膜對圖像噪聲影響。
全文摘要
一種用于評價離子壁壘膜對圖像噪聲影響的模擬方法，屬于光電成像技術領域，特別是涉及到一種微通道板離子壁壘膜對圖像噪聲影響的評測方法。具體為一種評價微通道板的離子壁壘膜對圖像噪聲影響的模擬方法。本發明基于超低能電子與固體相互作用機制，引入膜層厚度、膜層密度、膜層組分、電子入射能量等初始參量，利用蒙特卡洛模擬方法，計算了電子與離子壁壘膜空間坐標變化及能量損失規律。提出“時域微元等分法”，定量描述不同條件下的離子壁壘膜對圖像信噪比的影響，得到最佳工藝條件，使離子壁壘膜對圖像噪聲影響降到最低。
文檔編號H01J9/44GK102931043SQ20121040495
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月22日 優先權日2012年10月22日
發明者付申成, 李野, 端木慶鐸 申請人:長春理工大學