高速像增強(qiáng)器HiCATT
高速像增強(qiáng)相機(jī)附件(HiCATT)是專(zhuān)為高速相機(jī)配合使用而設(shè)計(jì)的像增強(qiáng)器。高速像增強(qiáng)器HiCATT可使低光照水平的圖像放大至高達(dá)10000倍的水平谤民，從而提高附帶的高速相機(jī)的靈敏度堰酿，實(shí)現(xiàn)高速，低光成像张足。高速像增強(qiáng)器HiCATT的技術(shù)擴(kuò)展了高速相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍触创。在弱光下，即使是單個(gè)光子也能被探測(cè)到为牍。而在高光水平下哼绑，高速像增強(qiáng)器HiCATT可以通過(guò)很短的曝光(低至3 ns)來(lái)防止過(guò)度曝光岩馍。這些短曝光可產(chǎn)生快速移動(dòng)物體的清晰圖像。
高速像增強(qiáng)器HiCATT的混合型圖像增強(qiáng)器由2級(jí)組成抖韩，直徑可為25毫米或18毫米蛀恩。首階段是第II代或第III代近距離聚焦MCP增強(qiáng)器，提供非常高的可調(diào)節(jié)增益茂浮。次階段是一個(gè)接近聚焦的Gen1增強(qiáng)器双谆，可產(chǎn)生高幀率成像所需的超高輸出亮度。在其門(mén)控模式下席揽，首階段可作為快速光電快門(mén)顽馋，有效曝光時(shí)間可低至納秒量級(jí)。增強(qiáng)器可以在高達(dá)2.5 MHz的重復(fù)頻率下工作幌羞。
一系列不同的增強(qiáng)控制單元具備了從模擬增益控制到全數(shù)字控制的功能寸谜，包括內(nèi)部觸發(fā)發(fā)生器和可編程門(mén)序列∈翳耄基于廣泛的第II代和第III代圖像增強(qiáng)器熊痴，HiCATT可為您的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用提供高達(dá)單光子級(jí)別的高靈敏度和光譜帶寬。
不同型號(hào)可供選擇（光譜靈敏度地啰，熒光粉愁拭，空間分辨率，增益亏吝，線性度岭埠，門(mén)寬和門(mén)控頻率范圍）。標(biāo)準(zhǔn)上蔚鸥，HiCATT的一級(jí)圖像增強(qiáng)器配備了一個(gè)MCP惜论。雙MCP圖像增強(qiáng)器可基于客戶(hù)需求來(lái)提供。
高速像增強(qiáng)器HiCATT產(chǎn)品特點(diǎn)：
一百萬(wàn)fps高速成像——HiCATT將您的高速相機(jī)升級(jí)到下一個(gè)性能水平止喷。它能提高入射光的強(qiáng)度馆类，速度可達(dá)1,000,000 fps
3ns超短曝光——門(mén)控圖像增強(qiáng)器使曝光時(shí)間降低到3ns。在如此短的曝光時(shí)間弹谁，運(yùn)動(dòng)模糊完全消除乾巧，以確保清晰的圖像。
50% 量子效率——您可以從各種各樣的高靈敏度圖像增強(qiáng)器中選擇预愤，以匹配您的應(yīng)用所需
兼容性強(qiáng)——靈活和高效的鏡頭耦合沟于，適用于所有主流品牌的高速相機(jī)(高達(dá)300000 fps)
高分辨率圖像增強(qiáng)器——第II代和第III代圖像增強(qiáng)器在紫外線、可見(jiàn)光或近紅外波段提供很高的分辨率和靈敏度
高門(mén)控重復(fù)率——高達(dá)300KHz / 2.5 MHz 突發(fā)
緊湊的設(shè)計(jì)——易于適配您的成像或光譜設(shè)置
高速像增強(qiáng)器HiCATT基本工作原理：
光子首先在光電陰極(1)上被轉(zhuǎn)換成電子植康。它們?cè)陔妶?chǎng)的作用下加速移動(dòng)向微通道板(MCP, 2)旷太，并擊中通道側(cè)壁。根據(jù)微通道兩端的電壓，由二次電子發(fā)射產(chǎn)生更多個(gè)電子供璧。這些電子云被加速到達(dá)陽(yáng)極熒光屏(3)存崖，在這里電子又重新轉(zhuǎn)換成為光子。這些光子由光纖面板(3)引導(dǎo)至二階段(稱(chēng)為助推器)的輸入窗口睡毒。光子再次被光電陰極轉(zhuǎn)換為電子(4)并加速至陽(yáng)極屏(5)来惧，此處的圖像就出現(xiàn)了。后經(jīng)中繼透鏡(6)將圖像從像增強(qiáng)器的末端傳送并成像至安裝的相機(jī)上吕嘀。
高速像增強(qiáng)器HiCATT參數(shù)：
Min. gate width (FWHM) Min選通寬度（FWHM） | HiCATT G 40n: 40ns HiCATT G 2n: < 3 ns with Gen II, 5 ns with Gen III | |
Max. repetition frequency Max 重復(fù)頻率 | HiCATT G 40n: 100 kHz HiCATT G 2n: 300 kHz, 2.5 MHz in burst mode | |
First stage image intensifier 一階圖像增強(qiáng)器 | Proximity-focused Gen II or Gen III (filmless) | |
Second stage image intensifier 二階圖像增強(qiáng)器 | Proximity-focused Gen I | |
Input window 輸入窗口 | S20: Quartz. S25, GaAs, GaAsP: Borosilicate glass | |
Sensitivity and spectral range 靈敏度和光譜范圍 | See graph on page 3 (top-left) | |
Photon gain (max)Equivalent 光子增益（max）等效 | S20: 40000, S25: 30000, GaAs: 30000, GaAsP: 50000 | |
Equivalent Background Input 背景輸入 | S20: 0.006, S25: 0.008, GaAs: 0.024, GaAsP: 0.006 photo e- /px/s | |
Phosphor 熒光體 | P46 (P20, P24, P43 on request) | |
Input lens mount 輸入鏡頭座 | F-mount (C-mount on request) | |
Output lens mount 輸出鏡頭座 | F-mount (C-mount on request) | |
Available relay lenses 可用的中繼鏡頭 | 1:1, 2:1, 3:1 | |
Typical resolution on output (lp/mm) 輸出典型分辨率 | 1:1 relay lens S20: 33, S25: 31, GaAs: 28, GaAsP: 26 2:1 relay lens S20: 66, S25: 62, GaAs: 56, GaAsP: 52 3:1 relay lens S20: 99, S25: 93, GaAs: 84, GaAsP: 78 | |
HiCATT 18 | HiCATT 25 | |
Effective area 有效面積 | Gen II: ? 17.5 mm, Gen III: 13.5x10 mm | Gen II: ? 24.5 mm, Gen III: 16x16 mm |
Input diameter 輸入直徑 | 18 mm | 25 mm |
Input window thickness 輸入窗口厚度 | 5.5 mm | 6.0 mm |
光譜響應(yīng)及熒光衰減時(shí)間：
Phosphor | Efficiency | Decay time to 10% | Decay time to 1% |
P43 (optional) | 20 photons/e-/kV | 1.5 ms | 3 ms |
P46 (standard) | 6 photons/e-/kV | 500 ns | 2000 ns |
高速像增強(qiáng)器HiCATT配置：
高速像增強(qiáng)器HiCATT應(yīng)用：
燃燒研究
各地的研究人員都在他們的燃燒研究中使用高速像增強(qiáng)器HiCATT违寞，包括OH*激光誘導(dǎo)熒光(LIF)和化學(xué)發(fā)光。為了避免運(yùn)動(dòng)模糊和看到詳細(xì)的結(jié)構(gòu)偶房，需要非常短的曝光時(shí)間趁曼。這降低了每次曝光過(guò)程中檢測(cè)到的光強(qiáng)度。HiCATT增強(qiáng)了光線強(qiáng)度棕洋，以確保在高幀率下獲得清晰的圖像挡闰。
左邊的圖片顯示了三段藍(lán)色氣體火焰。
圖A是一個(gè)有規(guī)律的記錄掰盘，顯示了藍(lán)色氣體火焰的一般形狀摄悯。但由于曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，細(xì)節(jié)丟失了愧捕。
圖像B是用高速相機(jī)(1000幀每秒奢驯，1毫秒曝光時(shí)間)記錄的，以減少運(yùn)動(dòng)模糊次绘。圖像是暗淡和模糊的瘪阁，但它比圖像A顯示較少的運(yùn)動(dòng)模糊。
圖C顯示的是在15微秒的曝光下邮偎，2000 fps下火焰的樣子管跺。高速像增強(qiáng)器HiCATT消除了運(yùn)動(dòng)模糊，同時(shí)增強(qiáng)了入射光的強(qiáng)度禾进，保留了更多圖像細(xì)節(jié)豁跑。
高速像增強(qiáng)器HiCATT其它應(yīng)用
汽車(chē)工業(yè)的超慢動(dòng)作燃燒研究，等離子體物理研究中的時(shí)間分辨成像泻云，顯微鏡中的動(dòng)態(tài)現(xiàn)象艇拍，激光誘導(dǎo)熒光(LIF)，微流體研究中流體的時(shí)間分辨成像宠纯，光漂白后熒光恢復(fù)(FRAP)淑倾，許多其他工業(yè)或科學(xué)領(lǐng)域的微光高速成像應(yīng)用
蕞新用戶(hù)論文：
1. Mach 4 Flow Velocimetry with 100-kHz PLEET and PIV in AEDC/AFRL Tunnel D
https://arc.aiaa.org/doi/pdf/10.2514/6.2022-0425
2. Simultaneous OH, CH2O and flow field imaging of near blowoff dynamics
https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2022-2348
3. Meteorite Ablation and High-Speed Emission Spectra in Plasma Wind Tunnel
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4. ultraviolet laser Absorption Imaging of High-Speed Flows in a Shock Tube
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5. Megahertz-rate femtosecond laser Activation and Sensing of Hydroxyl for Velocimetry in a Rotating Detonation Combustor Exhaust
https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2022-2372
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