ИНВЕРСИОННЫЙ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК H01J31/50 

Изобретение относится к вакуумной фотоэлектронике и может быть использовано при изготовлении инверсионных микроканальных электронно-оптических преобразователей (ЭОП).

Известен ЭОП, содержащий микроканальную пластину (МКП) (см. патент РФ N 2005323, кл МПК H 01 J 31/50, опубл. БИ N 47-48, 1993 г.). В его конструкцию дополнительно введено кольцо из изоляционного материала с внутренним проводящим высокоомным слоем, закрепленное между МКП и экраном. При этом внутренний проводящий слой кольца примыкает к поверхности люминесцентного экрана и МКП.

Недостатком этого прибора можно считать то, что данная конструкция, преследуя цель повышения разрешающей способности ЭОП, не предусматривает каких-либо усовершенствований в промежутке между фотокатодом и анодом вакуумного блока в то время, как процессы, приводящие к росту геометрических аберраций, а значит и потере разрешающей способности, во многом зарождаются именно здесь.

Наиболее близким к данному изобретению является ЭОП XX1301 (см. кн. Б. Кейзан. Достижения в технике передачи и воспроизведения изображений. М., Мир, 1978, т. 1, стр. 71), содержащий фотокатод, анод, газопоглотитель, микроканальную пластину, люминесцентный экран, технологические штенгели для напайки прибора на пост и подачи паров щелочных металлов в процессе вакуумной обработки, в котором для формирования фотокатода используется наружный испаритель сурьмы.

К недостаткам этого прибора можно отнести:
- присутствие технологических штенгелей на фокусирующем электроде, что отрицательно сказывается на качестве электронного изображения, вследствие нарушения симметрии фокусирующего электронный поток электрического поля;
- традиционная для микроканальных ЭОП металлостеклянная конструкция промежутка катод-анод с металлическим фокусирующим электродом, металлическими технологическими штенгелями является сложной в изготовлении, поэтому имеет высокую себестоимость;
- использование наружного испарителя сурьмы при формировании фотокатодов также приводит к значительному росту себестоимости ЭОП и обязательно подразумевает присутствие крупного технологического штенгеля в непосредственной близости от фотокатода на фокусирующем электроде, что нарушает симметрию электрического поля.

Задачей данного технического решения является упрощение конструкции ЭОП, в частности его катодной колбы, снижение себестоимости при одновременном повышении качества изображения.

Этот технический результат достигается тем, что известный инверсионный электронно-оптический преобразователь, содержащий фотокатод, анод с расположенным в нем газопоглотителем, микроканальную пластину, люминесцентный экран, катодную колбу с напыленным в ней фокусирующим электродом и штенгель для напайки прибора на откачной пост и подачи паров щелочных металлов в процессе вакуумной обработки, дополнительно снабжен внутренним испарителем сурьмы и штенгелем с выводами, причем цилиндрическая часть катодной колбы, включая фокусирующий электрод, выполнена стеклянной, а штенгели расположены на стеклянном изоляторе и выполнены также из стекла, при этом фотокатод выполнен на плоском оптическом стекле или волоконно-оптической пластине.

Такая конструкция позволит повысить качество изображения, снизить трудоемкость, упростить конструкцию катодной колбы и снизить затраты.

Сущность устройства поясняется чертежом, на котором изображен общий вид вакуумного блока ЭОП.

Устройство состоит из фотокатода 1, катодной колбы 2, фокусирующего электрода 3, напыленного на внутреннюю поверхность колбы 2, анода 4, внутреннего испарителя сурьмы 5, МКП 6, люминесцентного экрана 7, стеклянного штенгеля 8 для напайки ЭОП на откачной пост и подачи паров щелочных металлов в процессе вакуумной обработки, газопоглотителя 9 и стеклянного штенгеля 10 с запаянными выводами, обеспечивающими подключение внутреннего испарителя сурьмы 5 и газопоглотителя 9.

Устройство работает следующим образом.

Изображение объекта с помощью объектива проецируется на фотокатод 1. Фокусирующий электрод 3, имеющий строго заданную длину и диаметр, формирует поток эмиттируемых с фотокатода 1 фотоэлектронов. Далее поток электронов ускоряется анодом 4 и фокусируется на входной поверхности МКП 6. Усиленное в каналах МКП 6 электронное изображение с выходной поверхности МКП 6 переносится в равномерном ускоряющем поле на люминесцентный экран 7, формируя оптическое изображение объекта.

Использование предлагаемой конструкции ЭОП и выполнение катодной колбы 2 и штенгеля 8 стеклянными приводит к горячему отпаю ЭОП с откачного поста по завершении вакуумной обработки. Снижение уровня чувствительности, которое, как известно, наблюдается при горячем отпае, вследствие воздействия продуктов газовыделения разогретого стекла на фотокатод, предлагается предотвратить путем максимального удаления штенгеля 8 для щелочных металлов и для напайки на пост от фотокатода 1, снижением до минимума его диаметра, что облегчит и ускорит отпай, а также расположением газопоглотителя 9 в непосредственной близости от штенгеля 8. Т.о. продуктов газовыделения стекла становится значительно меньше из-за применения штенгеля малого диаметра 8, а те, что все же образуются, не достигает поверхности фотокатода 1 вследствие того, что штенгель 8 расположен на значительном удалении от фотокатода 1 и в то же время в непосредственной близости от газопоглотителя 9, который эффективно поглощает газы. Фотокатод 1 выполнен на плоском оптическом стекле (см. фиг.) или на волоконно-оптической пластине (на фиг. не показано).

Применение же внутреннего испарителя сурьмы 5 позволило уйти от использования штенгеля большого диаметра для напайки традиционного для всех инверсионных микроканальных ЭОП, а значит и используемого в рассмотренных аналогах дорогостоящего наружного испарителя сурьмы. Из чертежа видно также, что технологические штенгели в предложенной конструкции расположены на стеклянном изоляторе, а не на фокусирующем электроде, что обеспечивает симметричность электрического поля в прикатодной области электронно-оптической системы и значительно снижает геометрические аберрации электронного изображения. Применение штенгелей малого диаметра и максимальное удаление их от фотокатода дает также возможность осуществления низкого отпая штенгеля, что уменьшает габариты ЭОП по диаметру.

Использованное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет снизить себестоимость ЭОП за счет уменьшения расхода дорогостоящих материалов и трудоемкости изготовления узлов и изделия в целом. Сокращение числа металлостеклянных узлов, замена части металлической колбы на стеклянную, замена металлических штенгелей на стеклянные, исключение наружного испарителя сурьмы заметно сокращает затраты на материалы и число необходимых технологических операций, что в конечном итоге ведет к удешевлению изделий и повышению их конкурентноспособности.

Изобретение относится к вакуумной фотоэлектронике и может быть использовано при изготовлении инверсионных микроканальных электронно-оптических преобразователей (ЭОП). Техническим результатом является упрощение конструкции катодной колбы изделия при одновременном повышении качества изображения и снижения его себестоимости. Инверсионный ЭОП содержит фотокатод, анод с расположенным в нем газопоглотителем, микроканальную пластину, люминесцентный экран, катодную колбу с напыленным в ней фокусирующим электродом и штенгель для напайки прибора на откачной пост и подачи паров щелочных металлов в процессе вакуумной обработки. Дополнительно он снабжен внутренним испарителем сурьмы и штенгелем с выводами, причем цилиндрическая часть катодной колбы, включая фокусирующий электрод, выполнена стеклянной, а штенгели расположены на стеклянном изоляторе и также выполнены из стекла. Фотокатод выполнен на плоском оптическом стекле или волоконно-оптической пластине. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Инверсионный электронно-оптический преобразователь, содержащий фотокатод, анод с расположенным в нем газопоглотителем, микроканальную пластину, люминесцентный экран, катодную колбу с напыленным в нем фокусирующим электродом, технологический штенгель для напайки прибора на откачной пост и подачи паров щелочных металлов в процессе вакуумной обработки, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен внутренним испарителем сурьмы и штенгелем с выводами для подключения внутреннего испарителя сурьмы и газопоглотителя, причем цилиндрическая часть катодной колбы, включая фокусирующий электрод, выполнена из стекла, а штенгели расположены на стеклянном изоляторе в непосредственной близости от газопоглотителя. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что штенгель для напайки прибора на откачной пост выполнен стеклянным. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фотокатод выполнен на плоском оптическом стекле или на волоконно-оптической пластине.