Электронно-оптический преобразователь Советский патент 1991 года по МПК H01J31/50 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронно- оптическим преобразователям (ЭОП), предназначенным для анализа однократных быстропротекающих процессов в режиме фотохронографической регистрации.

Целью изобретения является увеличение рабочего поля за счет выравнивания времен пролета электронов от разных участков фотокатода до отклоняющих пластин.

ЭОП содержит расположенные после10

токатодом 1 и люминесцентным экраном 8 - 18 (2,8-2,9)R.

ЭОП работает следующим образом.

На фотокатод 1 подается напряжение 15 кВ, на ускоряющий электрод 2 - напряжение I SSO-I SSO В, определяемое фокусировкой изображения на экране 8, анод и экран 8 заземляются. Исследуемый световой сигнал проецируется на фотокатод 1. Излучение, падающее на фотокатод 1, вызывает эмиссию фотоэлектронов, которые под действием электрического поля между

довательно по его электронно-оптичес- 15 Фотокэтодом 1 и ускоряющим электро- кой оси фотокатод 1, ускоряющий элек- Д°м 2 Ускоряются и фокусируются электрод 2, фокусирующий электрод 3, анод 1 с диафрагмой 5, отклоняющие пластины 6, электронную ловушку 7 и люмитронной линзой, образованной ускоряющим электродом 2., фокусирующим электродом 3 и анодом Ц, на люминесцентнесцентный экран 8. Фотокатод 1 пред- 20 ном экРане 8. Сфокусированные электроны образуют пучок с кроссовером, находящимся в области анодной диафрагмы 5°

ставляет собой часть сферы с радиусом R. Цилиндрический ускоряющий электрод 2 длиной 1, (0,2-0,3)R и диаметром DI (0,4-0,5) К со стороны, обращенной к фотокатоду 1, имеет сферический торец, концентричный поверхности фотокатода 1, с радиусом Rt - (0,97-0,99)R с круглым отверстием в центре, диаметр которого D(0,2- 0,25)R. При достаточно больших радиусах кривизны сферический торец может быть выполнен коническим. Фокусирующий электрод 3 состоит из двух цилиндрических участков. Ближайший к фотокатоду участок фокусирующего электрода 3 выполнен с меньшим диаметром, равным D ), (0, 3-0,4)R, и длиной 1$. (0,1-0,15)R. Диаметр второго участка фокусирующего электрода 3 равен диаметру ускоряющего электрода 2, а его длина составляет 1 (0,44-0,5)R. Анод выполнен в виде усеченного конуса длиной 1 (0,2- 0,3)R с диафрагмой 5, установленной

30

троны образуют пучок с кроссовером находящимся в области анодной диафрагмы 5°

В отсутствие исследуемого сигна- 25 ла на фотокатоде 1 ЭОП закрыт путем подачи на отклоняющие пластины 6 за пирающего напряжения, равного 500- 600 8, которое уводит пучок электро нов в ловушку 7. Отпирание преобразователя осуществляется путем подачи на отклоняющие пластины 6 импуль са линейно нарастающего напряжения развертки, синхронизированного с ис следуемым излучением. При этом на экране 8 получают изображение, скорость перемещения которого по экрану определяется временем нарастания напряжения развертки.

В предлагаемом ЭОП получена прак тически нулевая (менее с) разность времен пролета электронов, од новременно вылетающих из центра фотокатода 1 и крайних его участков. Получаемый эффект обусловлен различ

35

40

в его основании, обращенном к откло- 4$ ным действием потенциалов ускоряюняющим пластинам 6. Диаметры вершиныщего 2 и фокусирующего 3 электродов

конуса и его основания составляют со-на процесс ускорения фотоэлектронов

ответственно D,, (0,2-0,25)R и формирование изображения. В пред -(0,3-0,4)R. Анод k может быть выпол-лагаемой конструкциь ЭОП изменение

нен в виде цилиндра той же длины спотенциала ускоряющего электрода 2

торцом,

диаметром, равным длине, с обращенным к фокусирующему электроду, в котором выполнено отверстие диаметром (0, 2-0,25)R. Расстояние между фотокатодом 1 и фокусирующим электродом 3 составляет 15(0,2-0,25)R, между ка тодом 1 и анодом t - 16 (0,7-0,8)R, между фотокатодом 1 и анодной диафрагмой 5 - 1 (1,0-1,1)R, между

оказывает более сильное влияние на ускорение электронов, вылетающих из крайних участков фотокатода 1. Увеличением ускоряющего напряжения обес печивается уменьшение времени пролета этих электронов, а снижение ускоряющего напряжения - его увеличение в сравнении с временем пропета электронов, вылетающих из центра фотока

токатодом 1 и люминесцентным экраном 8 - 18 (2,8-2,9)R.

ЭОП работает следующим образом.

На фотокатод 1 подается напряжение 15 кВ, на ускоряющий электрод 2 - напряжение I SSO-I SSO В, определяемое фокусировкой изображения на экране 8, анод и экран 8 заземляются. Исследуемый световой сигнал проецируется на фотокатод 1. Излучение, падающее на фотокатод 1, вызывает эмиссию фотоэлектронов, которые под действием электрического поля между

Фотокэтодом 1 и ускоряющим электро- Д°м 2 Ускоряются и фокусируются электронной линзой, образованной ускоряющим электродом 2., фокусирующим электродом 3 и анодом Ц, на люминесцентном экРане 8. Сфокусированные элек

троны образуют пучок с кроссовером, находящимся в области анодной диафрагмы 5°

В отсутствие исследуемого сигна- ла на фотокатоде 1 ЭОП закрыт путем подачи на отклоняющие пластины 6 запирающего напряжения, равного 500- 600 8, которое уводит пучок электро- нов в ловушку 7. Отпирание преобразователя осуществляется путем подачи на отклоняющие пластины 6 импульса линейно нарастающего напряжения развертки, синхронизированного с исследуемым излучением. При этом на экране 8 получают изображение, скорость перемещения которого по экрану определяется временем нарастания напряжения развертки.

В предлагаемом ЭОП получена практически нулевая (менее с) разность времен пролета электронов, одновременно вылетающих из центра фотокатода 1 и крайних его участков. Получаемый эффект обусловлен различ

55

оказывает более сильное влияние на ускорение электронов, вылетающих из крайних участков фотокатода 1. Увеличением ускоряющего напряжения обеспечивается уменьшение времени пролета этих электронов, а снижение ускоряющего напряжения - его увеличение в сравнении с временем пропета электронов, вылетающих из центра фотока

тода 1. В прототипе потенциал ускоряющей сетки не влияет на разность времен пролета электронов, вылетевших из фотокатода. Потенциал фокусирующего электрода 3 практически не влияет на изменение разности времен пролета электронов, вылетающих из различных участков фотокатода 1, но влияет на положение поверхности фокусировки изображения. Выбором потенциала фокусирующего электрода 3 можно получить на экране 8 ЭОП сфокусированное изображение исследуемого процесса при различных потенциалах ускоряющего электрода.

При отсутствии разности времен пролета электронов, покидающих фотокатод 1, электроны проходят между отклоняющими пластинами 6 .при одинаковом напряжении на них и отклоняются на одинаковые углы В результате устраняется серповидный изгиб изображения на экране. Следствием этого является повышение точности воспроизведения исследуемого процесса на экране 8 ЭОП, а значит, и точности регистрации..

Кроме того, предлагаемый ЭОП позвляет регистрировать больший объем ин формации за счет увеличения высоты фотокатода до 15 мм (в обычных ЭОП высота фотокатода 5 мм). Увеличение высоты фотокатода стало возможным благодаря устранению разности времен пролета электронов, вылетающих из фотокатода. Формула изобретения

Электронно-оптический преобразователь, содержащий последовательно рас

5

0

о

5

5

положенные вдоль его электронно-оптической оси фотокатод, цилиндрич ее кий- ус коряющий электрод, фокусирующий электрод, анод с диафрагмой, отклоня- ющие пластины, электронную ловушку и люминесцентный экран, отличающийся тем, что, с целью увеличе- ния рабочего поля за счет выравнивания времен пролета электронов от разных участков фотокатода до отклоняющих пластин, фотокатод выполнен сферическим с радиусом R, цилиндрический ускоряющий электрод длиной (0,2-0,3)R и диаметром (0,4-0,5)R СО стороны, обращенной к фотокатоду, имеет сферический торец с радиусом (0,97-0,99) R концентричный с фотокатодом, в центре торца выполнено отверстие диаметром (0,2-0,25)R Фокусирующий электрод состоит из двух цилиндрических участков, участок с меньшим диаметром, равным (0,,)R и длиной (0,1-0,15)R расположен со стороны ускоряющего электрода, диаметр второго участка равен диаметру ускоряющего электрода, а его длина равна (OjM-O.SjR, анод выполнен в виде усеченного конуса длиной (0,2- 0,3)R с диафрагмой, установленной а его основании, обращенном к отклоняющим пластинам, диаметры вершины и основания конуса составляют соответственно (0,2-0,25)R и (0,3-0,OR, a расстояния между фотокатодом и фокусирующим электродом, между фотокатодом и анодом, между фотокатодом и анодной диафрагмой соответственно равны (0,2-0,25)R, (0,7-0,8)R, (1,0- 1,1)R.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронно-оптическим преобразователям (ЭОП), предназначенным для анализа однократных быстропротекающих процессов в режиме фотохронографической регистрации. Цель изобретения - увеличение рабочего поля - достигается путем выравнивания времен пролетов электронов от разных участков фотокатода до отклоняющих пластин. ЭОП содержит фотокатод 1, ускоряющий электрод 2, фокусирующий электрод З.анод k с диафрагмой 5, отклоняющие пластины 6, электронную ловушку 7 и люминесцентный экран 8. Предлагаемый ЭОП позволяет регистрировать больший объем информации в результате увели- чения высоты фотокатодов до 15 мм. 1 ил. (/ С