МИШЕНЬ СВЕТОКЛАПАННОЙ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ Российский патент 1994 года по МПК H01J29/12 

Изобретение относится к элементам, используемым в электронной технике, в особенности к элементам конструкции светоклапанных электронно-лучевых трубок (СЭЛТ), в частности к конструкции мишени таких трубок, активный элемент которой выполнен из сегнетоэлектрического монокристалла.

Известна конструкция мишени СЭЛТ типа TITUS, состоящей из теплопроводящей подложки из монокристалла фтористого кальция, на которую наклеен активный элемент в виде тонкой монокристаллической пластины из дидейтерофосфата калия DKDP-кристалл группы дигидрофосфата калия). Сторона, к которой монокристалл DKDP наклеен на подложку, покрыта прозрачным электропроводящим слоем из диоксида индия (сигнальная пластина мишени), а вторая - диэлектрическим зеркалом и вторично-эмиссионным слоем [1].

Недостатком такой конструкции мишени и всей СЭЛТ является ограничение разрешающей способности на уровне 750 элементов в строке, одним из ограничений которой является невозможность значительного уменьшения толщины монокристалла DKDP из-за его хрупкости и из-за пропорционального возрастания удельной емкости мишени, что требует увеличения тока пучка электронного прожектора, а это ведет к уменьшению разрешающей способности.

Известно, что действующая толщина монокристалла DKDP определяется по формуле
L! = L , где L - геометрическая толщина монокристалла DKDP;
ε_x - диэлектрическая проницаемость монокристалла DKDP в направлении оси x;
ε_z - диэлектрическая проницаемость приклеенного монокристалла DKDP в направлении оси z.

Из кривых изменения значений ε_x и ε_z следует, что отношение ε_x/ε_z для DKDP достигает минимальной величины при температуре, примерно, на 10^оС ниже температуры Кюри этого монокристалла. Однако эффективная работа СЭЛТ, в этом режиме невозможна из-за образования на изображении, создаваемом с помощью такой трубки, целого ряда ярких вертикальных и горизонтальных линий, соответствующих границам образующихся монодоменных областей.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой конструкции мишени СЭЛТ является конструкция мишени трубки [2] , с помощью которой удалось преодолеть недостатки конструкции мишени [1] и которая выполнена так, что охлаждение активного элемента в рабочем состоянии происходит с ее центральной зоны, из-за чего периферийная зона мишени находится при более высокой температуре, т.е. сохраняется в параэлектрической фазе. При этом центральная зона мишени находится в монодоменной сегнетоэлектрической фазе, что обеспечивает повышение разрешающей способности СЭЛТ примерно на 20%. Образования множества монодоменных областей не происходит из-за того, что обычно их зарождение происходит с краев мишени, а они находятся при более высокой температуре.

Недостатком прототипа является то, что указанная цель достигается за счет изменения конструкции подложки мишени (использование глубоких канавок, параллельных плоскостям подложки, склейка подложки из двух частей, из которых одна имеет глубокую фаску и т.д.), что ограничивает рабочую зону мишени или требует применения подложки большего диаметра (уменьшает абсолютное число элементов изображения или увеличивает стоимость СЭЛТ за счет увеличения брака при изготовлении мишени или за счет увеличения стоимости подложки).

Целью изобретения является создание при работе мишени центральной монодоменной зоны с сегнетоэлектрическими свойствами и периферийной зоны с параэлектрическими свойствами для увеличения разрешающей способности СЭЛТ.

Цель обеспечивается тем, что мишень СЭЛТ включает в себя подложку из фтористого кальция и активный элемент в виде пластины из монокристалла, который переходит в сегнетоэлектрическую фазу при установлении его температуры ниже температуры Кюри, на одну сторону пластины, которой она приклеена к подложке, нанесено прозрачное электропроводящее покрытие, а на другую - диэлектрическое зеркало и вторично-эмиссионный слой.

Слгласно изобретению центральная и периферийная зоны активного элемента мишени выполнены из материалов с различными температурами Кюри, причема температура Кюри материала центральной зоны мишени выше, чем материала периферийной зоны.

В предпочтительном варианте выполнения мишени предусмотрено, что активный элемент выполнен из сегнетоэлектрического водорастворимого монокристалла группы дигидрофосфата калия (КDP) (например, из дидейтерофосфата калия DKDP с различной степенью дейтерирования центральной и периферийной зон, причем степень дейтерирования центральной зоны выше, чем периферийной.

Сущность изобретения поясняется следующим образом. Основными элементами мишени являются подложка в виде диска, выполненного из монокристалла фтористого кальция толщиной около 5 мм и диаметром 60 мм, и приклеенного к ней квадратного активного элемента, выполненного из монокристалла DKDP толщиной около 0,25 мм. Активный элемент мишени изготовлен так, что его центральная зона имеет высокую степень дейтерирования (в нашем cлучае не менее 90 %), а cтепень дейтерирования периферийной зоны не менее чем на 10-12% ниже центральной. Известно, что температура Кюри монокристалла DKDP зависит от его степени дейтерирования, причем она повышается с повышением этой степени (так, температура Кюри недейтерированного монокристалла KDP примерно равна минус 150^оС, а кристалла, дейтерированного на 100%, - примерно минус 51^оС). Охлаждение активного элемента мишени в СЭЛТ ведется через подложку (мишень работает на "отражение", и в ее центре находится рабочая зона). Температура мишени понижается и доводится до значения несколько выше температуры Кюри периферийной зоны, при этом центральная зона активного элемента находится в сегнетоэлектрической фазе, а периферийная - в параэлектрической. В центре мишени образуется одна монодоменная область, так как зарождение полидоменов обычно происходит с краев.

Повышение разрешающей способности СЭЛТ при работе мишени в сегнетоэлектрической фазе подтверждено измерениями. Из полученных данных следует, что понижение рабочей температуры мишени примерно на 10^оС повышает разрешающую способность СЭЛТ на 16,6-22,3%.

Использование изобретения позволит увеличить разрешающую способность отечественной СЭЛТ типа ЛС63К на 15-20%. Внедрение изобретения позволит конструктивно не менять мишень, не ухудшать процент выхода годных трубок, сохранить размеры рабочей зоны мишени при тех же ее геометрических размерах.

Использование: в светоклапанных электронно-лучевых трубках (СЭЛТ). Сущность изобретения: мишень СЭЛТ содержит подложку из фтористого кальция и активный элемент (АЭ) из сегнетоэлектрического монокристалла. На одну сторону АЭ, которой он прикреплен к подложке, нанесено прозрачное электропроводящее покрытие, а на другую - диэлектрическое зеркало и вторично-эмиссионный слой. АЭ мишени выполнен из материалов с различными температурами Кюри (ТК), причем ТК материала центральной зоны должна быть выше, чем периферийной. АЭ может быть выполнен из водорастворимого монокристалла группы КДР с различной степенью дейтерирования центральной и периферийной зон. Степень дейтерирования материала центральной зоны должна быть выше, чем периферийной. 1 з.п.ф-лы.

1. МИШЕНЬ СВЕТОКЛАПАННОЙ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ, содержащая подложку из фтористого кальция и активный элемент в виде монокристаллической пластины из материала, переходящего в сегнетоэлектрическую фазу при установлении его температуры ниже температуры Кюри, на одну сторону монокристаллической пластины, которой она приклеена к подложке, нанесено прозрачное электропроводящее покрытие, а на другое - диэлектрическое зеркало и вторично-эмиссионный слой, отличающаяся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, центральная и периферийная зоны активного элемента мишени выполнены из материалов с различными температурами Кюри, при этом температура Кюри материала центральной зоны мишени выше, чем материала периферийной зоны. 2. Мишень по п.1, отличающаяся тем, что в качестве материала для активного элемента использован сегнетоэлектрический водорастворимый монокристалл группы дигидрофосфата калия с различной степенью дейтерирования центральной и периферийной зон, причем степень дейтерирования центральной зоны выше, чем периферийной.