ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВАЯ ТРУБКА Советский патент 1970 года по МПК H01J29/10 H01J31/08 

Изобретение относится к области электронной техники.

В известных электроннолучевых трубках (ЭЛТ) элемент экран, преобразующий энергию электронного луча в свет, представляет собой люминесцирующее вещество, нанесенное на внутреннюю поверхность стеклянной вакуумированной колбы трубки. Такой экран обладает сравнительно небольшой яркостью, препятствующей выполнению трубки в виде проекционной с целью получения большого изображения. Увеличение изображения, получаемого с помощью известныхЭЛТ, достигается путем увеличения размеров самой трубки. Размеры изображения в этом случае лимитированы технически выполненными размерами колбы трубки.

В предложенной ЭЛТ в преобразующем элементе люминесцирующее вещество заменено монокристаллической пленкой с гладкими поверхностями, выполненной из полупроводникового материала, возбуждаемого электронным лучом, работающего как полупроводниковый лазер с электроинь м возбуждением. Интенсивность свечения такого элемента значительио выще, чем известного, из-за эффекта направленности излучения и увеличения эффективности преобразования энергии электронного луча в свет. Направлеииость излучения может быть еще больше повышена, если

монокристаллическую пленку укрепить на оптически прозрачной пластпне, а отражающими поверхностями оптического резонатора сделать виешние поверхностп спстемы «пленка-пластина. Существенного повышения к.п.д. преобразованпя энергии электронного луча в свет и уменьщення порогового тока можно добиться путем охлаждения пластины каким-либо хладоагентом.

На чертеже показана конструкция предлагаемой ЭЛТ.

Трубка представляет собой вакуумированную колбу 1, в противоположных концах которой укреплены электронная пушка 2 и преобразующий элемент, состоящий из монокристаллической полупроводниковой пленки 3, помещенной на оптпчески ирозрачной плоскопараллельной пластине 4, которая имеет тепловой контакт с охлаждающим устройством 5.

Принцип работы такой трубки состоит в следующем. Остро сфокусированный электронный луч 6 с энергией и плотностью, достаточными для обесиечения в полупроводнике инверсии уровней, падает па монокристаллическую полупроводниковую пленку 3. При диаметре луча, сравнимом с глубииой ироникновення его в кристалл, сброс инверсии за счет усиления сионтанного излучення вдоль активного слоя будет несущественным. Наличие же обратной связи за счет отражения света от гладких поверхностей системы «плеика-иластина приведет к возиикиовению генерации в наиравлении нормали к иоверхности.

В результате разогрева активной области пленки электронным лучом (за время развертки одного элемента изображения) кулоновского взаимодействня неравновесных носителей друг с дугом и иоляризации решетки, энергия квантов генерируемого излучения будет меньше ширины запрещенной зоны. Поэтому невозбужденные области пленки окажутся прозрачными для генерируемого излучения и не внесут больших потерь в резонатор. С целью увеличения добротности резонатора на его поверхности могут быть нанесены покрытия (зеркала), одно из которых должно быть иолупрозрач1 ым. Однако наличие покрытий не является обязательным, поскольку большой коэффициент преломления полупроводниковых материалов позволяет осуществить режим генерации, используя только френелевское отражение.

При модуляции электронного луча по интенснвности и сканировании его но новерхности пленки происходит изменение яркости и перемещение точки генерации, формирующее изображение, которое может быть спроецировано линзой на экран большого размера. Для получения цветного изображения нужно использовать несколько лазерных преобразователей энергии электронного луча в свет, выполненных из полупроводников с различной шириной запрещенной зоны, спроецировав их свечение на один экран.

Предлагаемая ЭЛТ может быть использована также в схеме телепередатчпка с бегущим лучом, в осциллографии и для оперативного отображения информации на экране большого размера.

Ввиду того, что время жизни неравновесных носителей в режиме генерации уменьшается в результате индуцированных переходов, время послесвечения такой трубки чрезвычайно мало (порядка Ю э-iQ-w сек). Это позволит использовать ее в вычислительной технике.

Предмет изобретения

1.Электроннолучевая трубка, представляющая собой вакуумированную колбу, содержащую электронную пушку с системой управлепия электронным лучом и преобразователь эиергии электронного луча в световую энергию, отличающаяся тем, что, с целью увеличення яркости и направлениости свечения изображения, преобразователь выполнен в виде монокристаллической пленки с гладкими поверхностями, изготовленной из полупроводникового материала, возбуждаемого электронным лучом, и представляющей собой активный лазерный элемент.

2.Электроннолучевая трубка по и. 1, отличающаяся тем, что, с целью дальнейшего улучшения направленности свечения изображения, полупроводниковая пленка укреплена на оптически прозрачной плоскопараллельной HvTacTHHe, образующей вместе с пленкой оптический резонатор.

3 Ч