Сеточная матрица электронного преобразовательного прибора Советский патент 1985 года по МПК H01J1/34 

Изобретение относится к электронному приборостроению, в частности к матричным устройствам, применяемым в различного рода преобразователях изображения (запоминающих трубках, усилителях яркости и т.п.)

Целью изобретения является увеличение эффективности преобразования информации за счет снижения накопительной емкости матрицы без ухудшения разброса эффективности преобразования вдоль поверхности матрицы, которое вызывается ростом сопротивления сеточного электрода при уменьшении сечения звена (перемычки) сетки.

Перемычки сетки, имеющие в сечении «вытянутую форму и ориентированную вдоль нормали к плоскости матрицы, обладают минимальной площадью проекции на эту плоскость по сравнению с другими возможными видами ориентации. Положительный эффект за счет изменения ориентации перемычек можно получить только в случае, если они имеют «вытянутую форму и характеризуются соотношением , где I - высота сетки, в - толщина перемычки сетки.

На фиг. 1 приведена конструкция матрицы, вид А; на фиг. 2 - устройство микроканального ЭОПа на базе матрицы.

Матрица (фиг. 1) представляет собой диэлектрическую пластину 1 со сквозными отверстиями 2 - каналами и общим объемным сеточным электродо.м 3, который может находиться полностью внутри пластины или выходить одним торцом на ее поверхность (обозначим h - шаг структуры, L - высота матрицы).

Элементарную накопительную е.мкость мищени на базе такой матрицы следует рассматривать как систему, состоящую из плоского электрода, которым является заряжаемая поверхность диэлектрика (на фиг. 1 - нижняя плоскость) и расположенных перпендикулярно к нему плоских элементов, образующих объемный сеточный электрод.

Потенциалоскоп, использующий матрицу в качестве сетки - мищени, работает следующим образом.

Узкий модулированный электронный луч с быстрыми электронами записывает информацию в виде потенциального рельефа на поверхности сеточной матрицы со стороны, на которую не выходит общий электрод. Воспроизведение информации осуществляется потоком медленных электронов, проходящих через матрицу к люминесцентно.му экрану. Количество прошедших в любой точке электронов и, следовательно, яркость свечения экрана в этой точке определяется записанной информацией в соответствующей точке матрицы.

Если увеличить толщину матрицы, то ее можно использовать в качестве основы для

создания микроканального электронно-оптического преобразователя с фотопроводящим приемным слоем.

Поверхность матрицы 1 (фиг. 2), на которую выходит общий сеточный электрод 3, покрывается фотопроводящим слоем 4. На противоположную поверхность матрицы наносится металлическая пленка 6, а на стенках каналов 2 формируется высокоомный вторично-эмиссионный слой 5, находящийся

0 с одной стороны в контакте со слоем 4 и со второй -с металлической пленкой 6. Между пленкой 6 и сеточным электродом прикладывается напряжение Vf. Поверхность фотослоя 4, ограниченная шестиугольным сечением одной ячейки сеточного электрода и сечением проводящего слоя канала, образует приемный элемент фоточувствительной мозаики. Сопротивление такого элемента должно быть близким к сопротивлению канала.

0 Преобразуемое длинноволновое оптическое изображение проектируется на фоточувствительную мозаику, в результате чего сопротивление каждого элемента уменьшается пропорционально падающему потоку. Так как элемент включается последовательно с сопротивлением канала, то на последнем напряжение возрастает, т.е. напряжения, приложенные ко вторично-эмиссионным слоям каналов, будут промодулированы принимаемым изображением. Следовательно, при одинаковом возбуждающем воздействии на входах каналов (например, за счет отдельного источника электронов или фотонов на выходе каналов) получим различные токи, которые на люминесцентном экране 7 с помощью ускоряющего электрода 8 с потенциалом УЗ создадут видимое позитивное изображение.

Применение предлагаемой матрицы позволит увеличить чувствительность преобразователя, так как за счет значительного уменьщения сечения сеточного электрода уменьшаются межэлементные потери регистрируемого потока излучения. Объемный сеточный электрод может одновременно служить электростатическим экраном между каналами, уменьшая или полностью исключая

5 их взаимное влияние, что приведет к увеличению разрешающей способности прибора. Изготовить сеточную матрицу можно с использованием технологии микроканальных пластин, в частности, методом растворимой стеклянной серцевины исходных волокон.

Объемный сеточный электрод на пластине может быть сформирован, например, из металлических кольцевых тонкопленочных покрытий, нанесенных на стеклянные волокна перед их спеканием. Материалом для кольцевых покрытий может служить золото, наносимое путем вжигания в стекло препарата 12%-ного жидкого золота. Толщина пленок составляет 0,1 мкм. Сеточный электрод матрицы может занимать незначительную долю ее полного объема и поэтому, в отличие от известной, он не может служить элементом конструкции, обеспечивающим механическую прочность матрицы. Если матрица выполнена в виде пластины с гексагональной структурой, то сеточный электрод имеет форму сот. Его коэффициент заполнения «. и сопротивление на квадрат поверхности матрицы г находятся соответственно из формул -() иг Я-ьЬ где р -удельное сопротивление материала сетки. Зададимся h 30 мкм, в 0,1 мкм, ,2 мкм, материалом сетки может служить золото (р 0,024 мкОм м). В этом случае получаем оС 0,013 и Ом/о, т.е. при высокой прозрачности сетка обладает незначительным сопротивлением и может использоваться в качестве общего электрода. Значения коэффициента j, учитывающего степень уменьшения емкости мишени при замене плоского сигнального электрода сотовым, получены путем физического моделирования и приведены в таблице в виде ряда зависимостей J f(d/B) для трех значени, h(d a-). В исследуемой модели e«h, поэтому значения в не указаны. Значения j в зависимости от геометрии 10,33 0,61 0,76 0,8А 0,92 20,22 0,35 0,49 0,62 0,75 30,13 0,25 0,26 0,33 0,39 Из данных таблицы следует, что например, при и ,25 накопительная емкость мишени с сотовым сигнальным электродом ниже емкости мишени с плоским электродом почти на порядок (,13). В конструкциях сеток мишеней и сеточных матриц также возможно подобное соотношение геометрии участков поверхности, накапливающих заряд.

СЕТОЧНАЯ МАТРИЦА ЭЛЕКТРОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРИБОРА, содержащая диэлектрическую сетку с сеточным электродом, каждая ячейка которого, образованная перемычками, охватывает сквозное отверстие диэлектрической сетки, отличающаяся тем, что, с целью увеличения эффективности преобразования информации за счет снижения накопительной емкости матрицы, перемычки ячеек сеточного электрода, выполнены в виде проводящей пленки, расположенной в толще диэлектрической сетки, при этом перемычки ориентированы перпендикулярно плоскости матрицы. (Л СХ5 а ;с

/А

Фмг.2