Görüntü Yoğunlaştırıcı, Işığın şiddetlendirilmesi, Fotosalıcılar, Elektron Optiği

Görüntü yoğunlaştırıcı, Işığın şiddetlendirilmesi, Fotosalıcılar, Elektron optiği



Görüntü yoğunlaştırıcı, optik görüntüyü elektronik olarak şiddetlendiren, bir doğrudan gözleme aygıtıdır Görüntü yoğunlaştırıcılar, birçok uygulama alanı yanında, tıpta teşhis amacıyla röntgen görüntülerinin şiddetlendirilmesinde, gökbilimde teleskopların odaklarındaki çok zayıf görüntülerin kaydedilmesinde, özellikle de askerlikte, geceleri çıplak gözle ayırt edilemeyen görüntülerin izlenmesinde kullanılır

işığın şiddetlendirilmesi:

Bir cisimden gelen ışık' enerjisi, enerji «paketlerinden Bunu yapmanın en doğal yolu, fotonları, kolayca ELEKTRON salıveren bir maddenin üstüne düşürmektir Bu amaçla, en dış yörüngesinde bir tek elektron bulunan sezyum gibi, büyük atomlu elementler kullanılır Işık fotonunun enerjisi, bu elektronları koparmaya yeter
Elektronlar, negatif yüklü ' oldukları ve elektrik alanının etkisinde daha yüksek enerjiler taşıyacak biçimde kolayca hızlandırılabildikleri için, bütün elektronik aygıtların temelini oluştururlar Ayrıca, elektrik ve magnetik alan yardımıyla yöneltilip, odaklanabilirler
Zayıf ışık sinyallerini şiddetlendiren FOTOÇO-ĞALTICI TÜP'te elektronlar, tüp boyunca dizilmiş ve her biri farklı potansiyelde olan elektrotlar yardımıyla hızlandırılır Ama bu sistem, görüntüyü korumaz, yalnızca ışığın saptanmasında kullanılır

Yoğunlaştırıcılar:

Yalın bir yoğunlaştırıcı, çapı ve boyu birkaç santimetre olan, havası boşaltılmış, silindir biçimli bir cam borudanoluşur Borunun bir yüzünü kapatan saydam düzlemin iç yüzü, ışığa duyarlı (fotosalıct) bir maddeyle kaplanmıştır Öteki yüzeyde ise, üstü çok ince alüminyumla kaplı olan flüorışıl bir ekran bulunur
Zayıf kaynaktan gelen gözlenecek ışık önce, fotoğraf makinasında olduğu gibi, bir mercek sistemi yardımıyla, saydam yüzey ile fotosalıcı üstünde optik bir 'görüntü oluşturur Bu görüntüyü oluşturan fotonların önemli bir bölümü, fotosalıcıdan, görüntünün her noktasındaki ışık şiddetiyle orantılı sayıda elektron çıkmasına yolaçarlar Böylece görüntü, bir elektron görüntüsüne dönüşür

Bu elektron görüntüsü, flüorışıl ekrana varıncaya kadar, tüp boyunca 10-15 bin voltluk potansiyel farkı altında hızlandırılır ve elektron optiğinden yararlanan bir yöntemle odaklanır Ekrana çarpan elektronlar, yüksek enerji taşıdıkları için, alüminyum tabakadan geçerler ve katot ışını tüplü ekranda (Bk KATOT IŞINI TÜPÜ) olduğu gibi, flüorışıl ekranın ışıldamasını sağlarlar Alüminyum tabaka, yansıtıcı görevini üstlenir ve flüorışıl ışığın görüntü penceresinden çıkmasını sağlar En çok kullanılan flüorışıl maddelerden biri olan P-20 fosforu^ insan gözünün kolay uyum yapabileceği renklerde ışıldar Böylece elektron görüntüsü, gözlemcinin kolayca izleyebileceği optik görüntüye dönüştürülmüş olur Bu aygıtın en önemli Özelliği, çıkıştaki görüntünün ilk görüntüden çok daha parlak olmasıdır Bu yolla ışık, 50 kat kadar şiddet-lendirilebilir

Bu tür yoğunlaştırıcılar, birinin çıkışı kendinden sonrakinin girişine gelecek biçimde seri olarak bağlanırsa, çok büyük şiddetlendirmelere ulaşılabilir Sözgelimi, art arda dizilmiş dört yoğunlaştırıcı katından oluşan bir sistemle, 10 000 000'a varan şiddetlendirmeler sağlanabilir

Görüntü yoğunlaştırıcılarda kullanılan bir başka şiddetlendirme yönteminde de, mikroskopik kanal elektron çoğaltıcılardan yararlanılır Kanal elektron çoğaltıcı, boyu, çapından 50 kat daha uzun olan, iç yüzü yarı yalıtkan bir tabakayla kaplanmış ince bir cam borudur Borunun uçlarına uygulanan potansiyel farkı, boru boyunca-artan bir elektrik alanı oluşturur Borunun düşük potansiyeldeki ucundan içeri bir elektron girdiği zaman, iç yüzeyinden, çarpma sonucunda birçok ikincil elektron çıkar

Elektrik alanda hızlanan bu elektronlar da, başka yerlere çarparak daha da çok elektronun çıkmasına neden olurlar Çarpmaların birçok kez yinelenmesi sonucu, tüp boyunca yeni elektronlar salınır ve her çarpmada, bunların sayısı birkaç kat çoğalır Böylece, tüpün bir ucundan giren bir tek elektrona karşılık, öbür uçtan en az 10 000 elektron çıkar Görüntü yoğunlaştırıcılarda, milyonlarca kanal elektron çoğaltıcısı, 2 cm çapında ve 1 mm kalınlığında bir yüzey üstüne, tıpkı bal petekleri gibi yan yana yerleştirilir

Fotosalıcılar:

Görüntü yoğunlaştırıcılara ilgi, ilk kez 1930'larda, TELEVİZYON kameralarının- duyarlığını artırma gereği ortaya çıktığı zaman duyuldu O sıralarda kullanılan en iyi fotosalıcı madde, gümüş, oksijen ve sezyumdan oluşan bir bileşikti Ama duyarlığı, istenen yoğunlaştırmayı sağlamaya yetmeyecek kadar düşüktü İkinci Dünya savaşı sırasında, bileşiğin kızılaltı ışınlara olan duyarlığı nedeniyle, gece gözleme amacıyla, bu fotosalıcıyı içeren görüntüleme aygıtları kullanıldı Modern yoğunlaştırıcılarda ise, bütün görünür ışık renklerine duyarlı olan sodyum, potasyum, sezyum ve antimon karışımından oluşan bir fotosalıcı bileşik kullanılır

Elektron optiği:

Elektron görüntüsü, değişik yöntemlerle odaklanabilir Bunların fen yalını, yaklaşık odaklamadır Bu yöntemde, fotosalıcı ile flüorışıl ekran, birbirine çok yakın yerleştirilir; böylece elektron görüntüsü, ekrana doğru hızlandırılırken dağılmaya fırsat bulamaz

Daha etkili bir yöntem de, elektrostatik odaklamadır Bu yöntemde elektronlar, yüklü elektrotların arasından geçirilir Görüntüleme sırasında netliğin bozulmasını önlemek için, fotosalıcının yüzeyi içbükey biçimde yapılır Gelen düzlem optik görüntüyü fotosalıcının içbükey yüzeyine" uydurma amacıyla, LİF OPTİĞİ tekniğiyle yapılmış bir düzlem levha kullanılır Lif optiği yöntemiyle hazırlanan bu levhalar yan yana sıkıştırılmış, ama her biri ayrı bir ışık kaynağı gibi davranan, bir dizi saydam, mikroskopik kalınlıkta cam lifinden oluşmuştur Görüntünün her parçasını bir başka lif taşıdığından, bu türden bir levha yardımıyla, çok ayrıntılı görüntüler iletilebilir Mikrokanallı levhaları bulunmayan yalın sistemlerde, flüorışıl yüzey de, bu cinsten bir lifli levhanın üstüne yerleştirilir Böylece, lifli levhaların düz yüzeyleri birbirine değecek biçimde dizilerek, birkaç birimden oluşan bir şiddetlendirici yapılabilir

Birbirine bağlanmış üç kattan oluşan ve ışık şiddetlendirmesi 40 000'e varan yoğunlaştırıcı sistemleri teleskoplarda, kullanılır Bunlar geceleri, ay ışığı olmadığı zamanlarda bile görüntü elde etme amacıyla yararlanılan, küçük ve hafif yoğunlaştırıcılar-dır

Magnetik odaklama ise, yoğunlaştırıcı tüpün çevresine yerleştirilen silindir biçimli bir elektromıknatıs ya da doğal mıknatıs yardımıyla gerçekleştirilir Bu sistemin en büyük üstünlüğü, düzlem bir fotokatotla çok üstün görüntüler elde edilmesidir Öteki yüzünde bir sonraki kademenin fotosalıcısı bulunan çok ince ve saydam bir mika üstüne, bir kademenin flüorışıl ekranının yerleştirilmesiyle, bir tek cam tüp içine birçok yoğunlaştırıcı kademesi sığdırılabilir Bu tür çok katlı yoğunlaştırıcılarla elde edilen görüntülerin üstün niteliği, gökbilim gibi ayrıntı gerektiren dallarda,bu aygıtların yeğlenmesini sağlamıştır

Uygulamalar:

Görüntü yoğunlaştırıcıların en yaygın kullanım alanı, askerlikte ya da güvenlik amacıyla geceleri yapılan gözlemlerdir Çoğu yerde görüntünün üstün nitelikli olması gerekmediği için ucuz, hafif aygıtlar kullanılabilir Vahşi hayvanların fotoğrafını çekmede de, benzer aygıtlardan yararlanılır

Röntgen ışınları da, görünür ışık gibi yoğunlaş-tırılabilir FLÜOROSKOPİ işleminde kullanılan ekranın yerine, görüntü yoğunlaştırıcı bir ekran kullanma yoluyla, alışılmış dozlardan çok daha düşük dozlarla çalışılabilir Gökbilimde ise, görüntü yoğunlaştırıcılar çok zayıf ışık veren cisimlerin de daha duyarlı olarak ya da daha kısa zamanda fotoğraf filminde görüntü oluşturmasını sağlar Elektronografi tüplerinde elektronlar, doğrudan doğruya fotoğraf filminin üstüne düşürülür

Gökbilimde, televizyon kamerası ilkesine göre çalışan birçok başka görüntü tüpü de kullanılır Bunlarda, elektron demeti yüklü bir görüntüyü tarar ve tarama işleminden önce yükü uzun bir süre koruyarak, çok az ışık veren cisimleri bile saptayabilir Bu tür görüntü tüpleri, asıl teleskopun üstünde bulunan bulucu teleskopta, istenilen gözlem alanını belirlemekte kullanılır