在特殊和航天領(lǐng)域，點(diǎn)火器技術(shù)是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它的性能直接影響到相關(guān)裝備的效能和安全性。傳統(tǒng)的Ni2Cr金屬橋絲點(diǎn)火器，雖然應(yīng)用廣泛，但其體積較大、點(diǎn)火能量高、作用時(shí)間長(zhǎng)，且易于誤觸發(fā)，這些特點(diǎn)在某些高精度、高可靠性要求的場(chǎng)合顯得不夠完美。而今天，我們將帶您一起探索一種新一代點(diǎn)火技術(shù)——半導(dǎo)體橋(SCB)點(diǎn)火器技術(shù)，并通過(guò)中智科儀的ITS像增強(qiáng)器模塊及NAC高速相機(jī)的聯(lián)合應(yīng)用，捕捉這一技術(shù)下的點(diǎn)火過(guò)程，揭示它背后的精妙設(shè)計(jì)和顯著優(yōu)勢(shì)。

半導(dǎo)體橋點(diǎn)火器：體積微小，性能卓越

SCB點(diǎn)火器的研發(fā)，采用了先進(jìn)的半導(dǎo)體器件和集成電路技術(shù)，使得其體積僅為傳統(tǒng)熱橋絲的三十分之一。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅體現(xiàn)在體積的大幅縮減，還在于它的兩大結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：Si橋區(qū)倒圓點(diǎn)和Ti、Al金屬導(dǎo)體倒圓點(diǎn)。這些特點(diǎn)讓SCB點(diǎn)火器的點(diǎn)火臨界能量降低到3~5mJ，作用時(shí)間縮短至5us，能夠快速產(chǎn)生熱等離子體引爆猛炸藥。此外，SCB點(diǎn)火器的安全電流高達(dá)115A以上，顯著提高了裝備的可靠性和安全性。

01、相關(guān)產(chǎn)品

中智科儀自主研發(fā)的EyeiTS系列圖像增強(qiáng)模塊，通過(guò)內(nèi)置的單層和雙層像增強(qiáng)器實(shí)現(xiàn)高達(dá)103-106倍以上光學(xué)增益，該模組在科學(xué)級(jí)相機(jī)應(yīng)用中，可簡(jiǎn)易耦合到科學(xué)級(jí)CCD，CMOS和EMCCD相機(jī)，可實(shí)現(xiàn)單光子級(jí)探測(cè)能力;

百萬(wàn)幀高速成像，低阻MCP，高動(dòng)態(tài)范圍。

60LP/mm高分辨率，清晰瑞利圖像。

Hi-QE和GaAs光陰極，紫外至近紅外高量子效率，紫外和藍(lán)光量子效率超過(guò)30%。

內(nèi)置濾光片支架，插拔式設(shè)計(jì)。

高通量紫外鏡頭，提升微弱發(fā)光靈敏度。

3ns/500ps光學(xué)快門，皮秒/納秒精度。

三通道10皮秒精度同步時(shí)序控制器。

在我們?yōu)橹斜贝髮W(xué)搭建的拍攝半導(dǎo)體橋點(diǎn)火器點(diǎn)火過(guò)程這一實(shí)驗(yàn)測(cè)試中，中智科儀的像增強(qiáng)器模塊在高速拍攝半導(dǎo)體橋(SCB)點(diǎn)火器點(diǎn)火過(guò)程中起到了至關(guān)重要的作用。像增強(qiáng)器能夠提高拍攝圖像的亮度和清晰度，尤其是在環(huán)境光干擾或是需要捕捉高速發(fā)生的微弱光源實(shí)驗(yàn)時(shí)。以下是幾點(diǎn)中智科儀像增強(qiáng)器在此類實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵作用：

提高圖像亮度：在SCB點(diǎn)火過(guò)程中，發(fā)生的是非常短暫且微弱的發(fā)光現(xiàn)象。像增強(qiáng)器能夠放大這些微弱的光信號(hào)，使得拍攝到的圖像更加明亮，從而便于觀察和分析。

增強(qiáng)圖像質(zhì)量：像增強(qiáng)器通過(guò)放大光信號(hào)的同時(shí)，還能保持圖像的清晰度，這對(duì)于分析點(diǎn)火過(guò)程中的細(xì)微變化至關(guān)重要。清晰的圖像能夠提供更多的細(xì)節(jié)，幫助研究人員準(zhǔn)確理解點(diǎn)火過(guò)程。

屏蔽環(huán)境光： 在進(jìn)行高速拍攝特別是微弱光源的拍攝時(shí)，環(huán)境光(如實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)照明或自然光)可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生不利影響。環(huán)境光可以增加背景亮度，從而降低了圖像中感興趣目標(biāo)的可見(jiàn)度和對(duì)比度。像增強(qiáng)器通過(guò)其設(shè)計(jì)和工作原理，能夠有效地屏蔽這些不必要的環(huán)境光，確保只有來(lái)自實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的光被捕捉和放大。

實(shí)現(xiàn)高速拍攝：結(jié)合NAC高速相機(jī)，像增強(qiáng)器使得實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛞詷O高的幀率(如十萬(wàn)幀每秒)捕捉點(diǎn)火過(guò)程，這對(duì)于理解快速發(fā)生的物理現(xiàn)象是必不可少的。通過(guò)這種高速拍攝技術(shù)，可以詳細(xì)記錄下點(diǎn)火瞬間發(fā)生的所有變化，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和理論研究提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

提高實(shí)驗(yàn)安全性：在拍攝極為微小且快速的點(diǎn)火事件時(shí)，使用像增強(qiáng)器可以在不接觸實(shí)驗(yàn)物品的情況下進(jìn)行觀察和記錄，這降低了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

02、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

高速拍攝技術(shù)：捕捉點(diǎn)火瞬間

本實(shí)驗(yàn)使用中智科儀ITS像增強(qiáng)器模塊與NAC高速相機(jī)的組合，該組合能夠以高達(dá)十萬(wàn)幀每秒的速度捕捉點(diǎn)火過(guò)程中的細(xì)微變化。既可以清晰記錄點(diǎn)火器起火點(diǎn)的變化情況，同時(shí)能為研究者提供大量精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有助于進(jìn)一步優(yōu)化點(diǎn)火器設(shè)計(jì)。

測(cè)試設(shè)備： EyeiTS-S-HQB-F 序列號(hào)E2022159

實(shí)驗(yàn)過(guò)程/數(shù)據(jù)：本次采用高速拍照方法對(duì)半導(dǎo)體橋起火點(diǎn)進(jìn)行成像。

(實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)照片)

在拍攝過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在鏡頭前端放置了一塊透明玻璃板，有效避免了起火點(diǎn)火花對(duì)鏡頭的直接損害，確保了實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄。

03、測(cè)試結(jié)果

揭秘點(diǎn)火瞬間：微觀世界的壯觀景象

通過(guò)高速相機(jī)捕捉到的SCB點(diǎn)火器的點(diǎn)火瞬間，為我們展示了一個(gè)充滿力量與美感的微觀世界。每一個(gè)點(diǎn)火過(guò)程，都是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的復(fù)雜物理反應(yīng)，這一過(guò)程在高速相機(jī)下顯得尤為壯觀。這些珍貴的圖像不僅增進(jìn)了我們對(duì)SCB點(diǎn)火技術(shù)的理解，也對(duì)進(jìn)一步提高點(diǎn)火器的設(shè)計(jì)和性能提供了寶貴的參考。

下圖以十萬(wàn)幀拍攝的SCB半導(dǎo)體橋起火點(diǎn)變化過(guò)程：

本次實(shí)驗(yàn)和研究成果的分享，旨在讓更多的人了解和認(rèn)識(shí)到半導(dǎo)體橋點(diǎn)火技術(shù)的先進(jìn)性和應(yīng)用潛力。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和優(yōu)化，相信在不久的將來(lái)，這種高效、可靠的點(diǎn)火技術(shù)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮出它的獨(dú)特價(jià)值。歡迎關(guān)注我們，一起探索更多科技領(lǐng)域的奧秘。

審核編輯 黃宇