Времяанализирующий электронно-оптический преобразователь изображения Советский патент 1983 года по МПК H01J31/50 

Изобретение относится к электрон ной технике, в частности к устройст вам, предназначенным для регистраци и анализа быстропротекающих процес;сов субпликосекундном диапазоне в режиме покадровой регистрации и вре менной развертки. Известен времяанализирующий элек тронно-оптический преобразователь i(30n), содержащий последовательно расположенные ф зтокатол, фокусирующий электрод, анодную диа1)рагму, электронный затвор, отклоняюгяую/сис тему и люминесцентный экран 11 . Недостаток устройства - относительно низкое, временное разрешение (больше 10 пс} что не позволяет использовать его для регистрации пр цессов в пикосекундном диапазоне. Наиболее близким по технически : сущности к предлагаемому является эдактронно-оптический преобразовате изображения, содержащий фотокатод, ускоряющий электрод, отклоняющую систему, фокусирующий электрод,анодную диафрагму и люминесцентный экран 2 . Недостатками известного устройст являются относительно низкое времен .ное разрешение и динамический диапазон регистрации входного излучени Цель изобретения - повышение вре менного разре11ения и динамического диапазона регистрации входного излучения. Поставленная цель достигается тем,что в времяанализирующем электро но-оптическом преобразователе изобп 4кения, содержа1-;ем фотокатод, ускоряю ШЙй электрод, отклоняющую систему, фокусирующий электрод .-анодную диаФра му и люминесцентный экран, отклоняю щая, система выполнена в виде двух п параллельных отклоняющих пластин и расположена между ускоряющим и Фоку.сируюиим электродами,- причем каждая из пластин первой пары соединен с противоположной пластиной второй пары пластин через линию задержки с временем задержки, равным времени пролета электронов от первой пары отклоняэтгаих пластин до второй. I ... В предлагаемом устройстве рассто ние между фотокатодом и отклоняющей системой значительно меньше расстоя ния до отклоняющей системы в извест ных технических решениях. За счет этого уменьг1ается дисперсия фотоэлектронов и повышается рременное разрешение, а также уменьшается кудоновское расталкивание электронов и повышается динамический диапазон регистрации входного излучения. На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит Фотокатод 1 ускоряюций электрод 2, отк/гоняющую систему J, первую 4 и вторую 5 пары отклоняющих пластин, диафрагмы 6 отклоняющей системы, фокусирующий электрод 7, анодную диафрагму 8, люминесцентный экран 9, волоконнооптический диск 10, двухпроводные линии 11, генератор 12 импульсовразвертки, согласующие тракты 13, оконечную нагрузку 14, линии 15 задержки, Двухпроводные линии 11 цодключены с одной стороны к первой паре пластин системы отклонения и подсоединены к генератору 12 импульсов развер1гкц, с другой стороны-- к согласующим трактам 13 с оконечной нагрузкой 14. Отклоняюгдие пластины 4 соединены перекрестно через одинаковые линии 15 задержки с отклоняющими пластинаг-1и 5 системы 3 отклонения. Времяанализирующий ЭОП работает следующим образом, Излучение, падающее на фотокатод 1, вызывает эмиссию фотоэлектронов, которые под действием электрического поля, образованного между фотокато-дом 1 и ускоряющим электродом 2, ускоряются, уменьшая влияние разброса начальных скоростей фотоэлектронов. Электронный пучок, попадая в отклоняющее поле пластин 4 отклонягощей системы 3, разворачивается в направлении отклонения, т.е. элекTpoHFj, вылетающие в разные моменты времени, получают разное поперечное отклонение. Однако, кроме поперечного отклонения после прохождения первой пары , отклоняющих пластин 4 электроны полу чают поперечную составляющую скорости, которая приводит к тому, что после прохождения области фокусиров-/ ки они не могут не попасть в отверстие анодной диафрагмы, Кроме того, поперечная составляющая скорости Приводит к большим абберациям элекЧронного изображения на экране. Для погашения импульса в поперечном направлении служит вторая пара отклоняющих пластин 5, в которых напряженность электрического поля отклонения прямо противоположна полю в первой паре отклоняющих пластин 4, поэтому импульс электронов, приобретаемый во второй, паре пластин, по абсолютной величине равен импульсу, приобретонному в первой паре пластин, при этом общее поперечном отклонение электронов после прохождения пластин 5 удваивается по отношению к отклонению после прохождения пластин 4. Согласованное изменение поля отклонения осуществляется с помощью линий 1 задержек. Из-за перекрестного: соединения разных пар пластин эти 3 10 линии обеспечивают равное по величине и противоположное по направлению электростатическое поле отклонения но второй паре пластин по отношению к первой для электронов вылетающих из фотокатода в любой момент времени. Таким образом, после прохождения всей системы отклонения электроны разворачиваются по времени, но не приобретают импульса в поперечном :Направлении, что позволяет их затем ускорить и сфокусировать на экране 9 с помощью электронной линзы, образованной фокусирующим электродом 7 и анодной диафрагмой 8. ; Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известньр1 154 заключается в том, что за счет, конструктивного расположения отклоняющей системы в приборе существенно уменьшается расстояние от фотокатода до отклоняющей системы, что, в свою очередь, уменьшает временную дисперсию фотоэлектронов и кулоновское расталкивание электронов и приводит к повьпиению временного разрешения и динамического диапазона регистрации входного излучения ЭОП. Кроме того, благодаря наличию фокусирующей линзы сохраняются фокусируюшие свойства ЭОП, что позволяет также . сохранить высокое пространственное разрешение (примерно 20 - 30 пар линий на мм) .

ВРЕМЯАНАЛИЗИРУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащий фотокатод, ускоряющий электрод, отклонятощуто систему, фокусирующий электрод,анодную диафрагму и люминесцентный экран, отличающийся тем, что, с целью повышения временного разрешения и динамического йиапазона регистрации входного излучения, отклоняющая система выполнена в виде двух пар параллельных отклоняющих пластин и : расположена между ускоряющим и фокусирующим электродами, причем каждая из пластин первой пары соединена с противоположной пластиной второй пары через линию задержки с временем задержки, равным времени пролета д электронов от первой пары отклоняю- S щих пластин до второй. (Л