Отклоняющее устройство Советский патент 1984 года по МПК H01J29/70 

Изобретение относится к электрон ной технике, и может быть использовано в качестве отклоняющего устрой ства в широкополосных электроннолуч вых трубках. , Известны отклоняющие устройства для электроннолучевых трубок, состо щие из пары электродов, вектор напряженности электрического поля в межэлектродном зазоре которых перпе дикулярен направлению распространен луча электронов в этом межэлектродном зазоре С1. Недостатком такого отклоняющего устройства является его низкая широ кополосность из-за значительного (десятые доли наносекунды) времени пролета электронов вдоль электродов Увеличение широкополосности подобно отклоняющего устройства путем увели чения скорости электронов в луче и (или) сокращения линейного размера Электродов вдоль луча электронов приводит к уменьшению чувствительности отклоняющего устройства, т.а к уменьшению отношения угла, на кот рый отклоняются электроны после выхода из отклоняющего устройства, к величине напряжения, приложенного к электродам. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является Отклоняющее устройство,содержащее по крайней мере одну пару основных электродов, расположенных вдоль электронного луча и являющихся элементами замедляющей системы, причем вектор напряженности электрического поля в межэлектродном зазоре каждой из пар электродов перпендикулярен направлению распространения луча электронов в зазоре между электрод ми этой пары 12. Недостатком известного отклоняющего устройства является его ограни ченная пшрокополосность и интенсивность электронного луча. Причиной этого является дисперсия замедляюще системы, изменение пространственной конфигзФации электромагнитного поля при увеличении частоты сигнала, что ограничивает постоянство частотных характеристик замедляющей системы при росте частоты. Кроме того, линейные размеры электродов вдоль электронного луча оказываются велики, т.е. время электронов вдоль поверхности электрода оказывается слишком большим. Увеличение верхней граничной частоты отклоняющей системы рассматриваемого типа посредством уменьшения поперечных размеров проводника и зазоров между ними без соответствующего уменьшения общей длины замедляющей системы вдоль луча электронов приводит к снижению токопропускания системы и к значительным трудностям при формировании электронного луча малых (десятые доли миллиметра) поперечных размеров на значительном (до сотни миллиметров) протяжении. Недостаточный ток электронного луча приводит к снижению яркости изображения на экране электроннолучевой трубки и, следовательно, к затруднению визуального наблюдения сигнала и его фоторегистрации. Последние трудности резко возрастают с увеличением верхней граничной частоты регистрируемого сигнала. Целью изобретения является увеличение широкополосности и токопропускания отклоняющего устройства. Указанная цель достигается тем, что отклоняющее устройство, содержащее по крайней мере одну пару основных электродов, снабжено дефлектором, расположенным по ходу электронного луча после пар основных электродов, а обращенные одна.к другой поверхности каждой пары основных электродов расположены перпендикулярно электронно-оптической оси. I На чертеже представлена схема отклоняющего устройства. . Отклоняющее устройство содержит пары основных электродов 1 и 2, 3 и 4, которые для снижения влияния элементов их подсоединения к передающей сигнал линии на качество передачи исследуемого сигнала U выполнены в виде участков полностью согласованной линии передачи и развернуты так, что вектор напряженности электрического поля напряжения сигнала UQ в межэлектродном зазоре имеет составляющую, параллельную направлению распространения предварительно ускоренного электронного луча 5, т.е. поверхности этих электродов перпендикулярны электронно-оптической оси. Электронный луч проходит сквозь отверстия в основных электродах или непосредственно сквозь электроды, если толщина материала электродов сделана достаточно малой. Вслед за электродами по направлению распространения электронного луча расположен дефлектор 6,i в качестве которого используют магнит. Вектор магнитной индукции магнита перпендикулярен век тору скорости электронов луча. Между парами электродов 1 и 2, 3 и 4 и дефлектором 6 включен источник напря ,жения и, тормозящий поток электронов в луче. После дефлектора 6 вдоль по потоку электронов расположен экран 7с люминисцентным покрытием. Между экраном 7 и дефлектором 6 вклю чен источник напряжения после ускорения Urti . Устройство работает следующим образом. Предварительно ускоренный электронный луч 5 проходит между парами электродов 1 и 2, 3 и 4 перпендикулярно к их поверхности. Пройдя межэлектродные зазоры электроны приобре тают вариации скорости в соответствии с суммарной разницей потенциалов между электродами каждой пары в моменты их последовательного прохождения электронами. Так как процесс приобретения этой вариации скорости не зависит от длительности нахождения электронов в межэлектродном зазоре каждой пары, то расстояние между этими электродами предельно мало Тем самым резко снижается влияние времени пролета электронами межэлект родного зазора каждой пары на верхнюю граничную частоту отклоняющего устройства. Для прохождения электронного луча в электродах делают небольшие отверстия. Если отверстия в электродах вносят слишком большие искажения в конфигурацию электрического поля меж ду электродами, то каждую пару элект родов выполняют в виде двух проводящих пленок, нанесенных на противоположные поверхности тонкого плоского диэлектрика. При достаточно высокой начальной скорости потока электроно электроды проходят непосредственно сквозь диэлектрик и пленки на его поверхностях. Выполнение электродов без отверстий позволяет создать меж ду электродами электрическое поле в сокой степени однородности. Чувствительность устройства увеличивают, располагая на пути электронного луча несколько пар электродов, сигнал и к которым приходит с задержкой во времени, равной времени пролета электронами расстояния между парами электродов, т.е. создают режим электродов замедленной бегущей волны. Так как размеры области, занимаемой системой пар электродов вдоль электронного луча при расположении электродов в соответствии с изобретением, значительно сокращены, и, кроме того, снижены требования к диаметру электронного луча в этой области, то токопропускание системы будет увеличенным. Пройдя систему пар электродов, I электроны тормозятся в электрическом |поле источника напряжения U и поступают в дефлектор 6. Величина скорости электронов после торможения определяется условиями работы дефлектора и примерно в десять - сто раз превышает вариации скорости электронов, приобретенных под влиянием U. В магнитном поле дефлектора электроны отклоняются на различные углы в соот- ветствии с их скоростями. После этого электроны ускоряются в электрическом поле источника напряжения после ускорения Ur, и направляются на экран с люминисцирующим покрытием 7 для наблюдения и фоторегистрации. Для отклонения потока электронов в направлении, перпендикулярном отклонению в поле дефлектора можно использовать дополнительную пару конденсаторных пластин, вектор напряженности электрического поля между которыми перпендикулярен направлению распространения электронного луча (на чертеже не показаны). Увеличить чувствительность отклоняющего устройства можно выполнив на выходном торце магнита дефлектора 6 скос. Такой скос увеличивает путь проходимый более круто заворачиваемой частицей в магнитном поле дефлектора, заворачивая ее на больший угол. Изменением величины постоянного напряжения U, а также величины постоянного магнитного поля в дефлекторе меняют чувствительность отклоняющего устройства без изменения его широкополосности. Это позволяет регистрировать сигнал и,ч в широком диапазоне амплитуд без применения высокочастотных усилителей, делителей и аттенюаторов, которые могут внести , искажения в форму регистрируемого сигнала. Таким образом, предложенное устро ство обеспечивает значительно большие широкополосность и токопропускание. Повышенная широкополосность реализуется вследствие значительно более короткого (в десятки раз) пути, которьй необходимо пройти электрону в поле исследуемого сигнала, и более высоких (в несколько раз) скоростей электронов,, которые при этом допустимы. Более простое выполнение системы, передающей сигнал, (изгиб передающей линии в плоскости, перпен дикулярной плоскости электродов) обеспечивает ее меньшую дисперсию. В то же время увеличенное токопропускание системы, являющееся следствием менее жестких ограничений на форму и размеры электронного луча, позволяет увеличить яркость изображения на экране, т.е. позволяет вести регистрацию сигнала при более высокой скорости развертки по шкале времени. Все это-в совокупности позволяет вести осциллографическое исследование содержащих частоты до нескольких терагерц или перепады мощности дли- тельностью в единицы пикосекунд.

ОТКЛОНЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее по крайней мере одну пару основных электродов, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью увеличения широкополосности и токопропускания устройства, оно снабжено дефлектором, расположенным по ходу электронного луча после пар основных электродов, а обращенные одна к другой поверхности каждой пары основных электродов расположены перпендикулАрно электронно-оптической оси. (Л с ю 4ib ОО оо