Электронно-оптический преобразователь Советский патент 1984 года по МПК H01J31/50 

i Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронно-оптическим преобразователям для регистрации быстропротекающих процессов. Физическое временное разрешение времяанализирующего электронно-оптического преобразователя (ЭПО) зависит, главным образом, от напряжен ности поля вблизи фотокатода и распределения потенциала вдоль прибора которое характеризуется безразмерной величиной 2 , (1| } U(z| где и(2) 0„ -распределение осевого потенциала; -начальная энергия электрона; Ец - напряженность поля вблизи фотокатода, 7,2р - координаты ускоряющего электрода и плоскости отклонения пучка, соот ветственно. Техническое временное разрешение времяанализирующих ЭОП.определяется величиной , (г) где л-t - техническое временное разреш1ение;cfj - размер разрешаемого элемен та изображения на экране; V - скорость развертки. Реальное разрешение ограничивает ся физическим и техническим временным разрешением и определяется боль шей (худшей) из этих двух величин. Известен времяанализирукпций ЭОП, включающий фотокатод, ускоряющий электрод в виде мелкоструктурной сетки, расположенной вблизи фотокатода, фокусирующий электрод в виде усеченного конуса, анод, систему развертки изображения, люминесцентный экран 1 J. . Недостатком этого ЭОП следует считать относительно высокий коэффи циент 1,75 (для U(j 1В и анодного напряжения 15 кВ), которьА ограничивает физическое временное раз решение . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электронно-оптический .прербразова5тель, содержащий фотокатод, ускоряющий и фокусирующие электроды в виде цилиндров одного диаметра, анод с диафрагмой, систему развертки изображения, люминесцентный экран 2. Геометрические размеры электронно-оптической системы в ЭОП таковы, что при напряженности электрического поля вблизи фотокатодй Е 30 кВ/см, коэффициент 1,2, а Коэффициент электронно-оптического увеличения М 2-2,4. Высокое физическое временное разрешение, достигнутое в данном ЭОП, не реализуется полностью из-за ограничения технического временного разрешения, поскольку сГ if М, где сА - размер разрешимого элемента на катоде. Кроме того, при переносе изображения с фотокатода на экран происходит потеря яркости, зависящая от М и проницаемости сетки в ускоряющем электроде, которая обычно составляет -50%. Целью изобретения является повышение временного разрешения и увеличение яркости изображения ЭОП. Указанная цель достигается тем, что в электронно-оптическом преобразователе, содержащем фотокатод, ускоряющий и фокусирующий электроды в виде цилиндров одного диаметра, анод с диафрагмой, систему развертки изображения, люминесцентный экран, анод снабжен цилиндрической частью, диаметр которой определяется из соотно 2шения ,3-1,0, а отношение длин 1 электродов к их диаметрам составляет - 2,0-2,3; - 1,-1,6; - 1 . 1 I 1 0,2-0,3; -J- 0,1-0,7; -} 0,0,3, при этом отношение расстояния от фотокатода до экрана к диаметру ускоряющего и фокусирующего электродов составляет з - 10-12, где а. , диаметр ускоряющего и фокусирующего электродов; d - диаметр анода; U-, длина ускоряющего электрода; L, длина фокусирующего электрода; Lj длина анода; - расстояние между ускоряющим и фокусирующим электродами; 2 расстояние между фокусирующим электродом и анодом; й - расстояние между фотокатодом и экраном. Ускоряющий электрод может иметь в торце, обращенном к фотокатоду, щ левую диафрагму. На чертеже изображен электроннооптический преобразователь (ЭОП), включающий фотокатод 1, ускоряющий электрод с мелкоструктурной сеткой 2, фокусирующий электрод 3, анод 4, систему 5 развертки изображения, лю минесцентный экран 6. ЭОП работает следующим образом. На фотокатод 1 подается отрицательное напряжение 20 кВ, на ускоряющий 2 и фокусирующий 3 электроды кВ, положительное относительно фотокатода (точное напряжение на фокусирующем электроде подбираемся экспериментально по изображению на экране). Анод 4 заземляется. Проектируемое на фотокатод через узкую |Щель изображение исследуемого процесса переносится электронной оптикой на экран 6 и разворачивается по нему при подаче отклоняющих напряже ний на систему 5 развертки. Путем фотометрирования полученного изображения осуществляют временной анализ исследуемого процесса. В данном преобразователе при напряжённости поля у фотокатода Е, 30 кВ/см, коэффициент 1,1, а элек тронно-оптическое увеличение М 1, 1.2. Таким образом, при сохранении физического временного разрещения 5Л техническое временное разрешение увеличено на 30-40% за счет уменьшения коэффициента М. Кроме того, увеличена яркость изображения, кото1рая пропорциональна -. .Разброс коэффициентов в указанных соотношениях приводит к изменению электронно-оптического увеличения от 1,6 до 1,2, сохраняя коэффициент f на уровне 1,1. Дополнительное увеличение яркости изображения может быть получено за счет замены ускоряющей сетки на щелевую диафрагму, которая имеет 100%-ную прозрачность. Рассчитанные на ЭВМ параметры подтверждены на экспериментальном макете ЭОП, который имеет следующие соотношения размеров: Вьйсод за рамки указанных соотношений геометрических параметров электронно-оптической системы приводит, с одной стороны, к ухудшению временного разрешения, а с другой к уменьшению яркости и пространственного разрещения.

1. ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий фотокатод, ускоряющий и фокусирующий электроды в виде цилиндров одного диаметра, анод с диафрагмой, систему развертки изображения и люминесцентный экран, отличающийся тем, что, с целью повьшения временного разрешения и увеличения яркости изображения,, анод снабжен цилиндрической частью, диаметр которой U di определяется из соотношения 0,3-1,0, а отношение длин электродов к их диаметрам составляет :k k tl 2,0-2,3, 1,4-1,6, - ,-, - , 1 ,- ,, т «1 «1 02 - 0,1-0,7, -i 0,2-0,3, -- 0, 0,3, при этом отношение расстояния от фотокатрда до экрана к диаметру ускоряющего и фокусирзтощего электродов составляет 3 10-12, 1 ч где « - диаметр ускоряющего и фокусирующего электродов; 2. диаметр анода; Ц - длина ускоряющего электрода; L - длина фокусирующего электрода , L - длина анода, (Л Е - расстояние между ускоряющим и фокусирунидим электродами; 2 - расстояние между фокусирующим электродом и анодом; Cj- расстояние между фотокатодом и экраном. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что ускоряющий электрод имеет в торце, обраа щенном к фотокатоду,щелевую диафрагму. ел СП