СПОСОБ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ СВЕТОВЫХ ПОТОКОВ Советский патент 1972 года по МПК H01J40/16 

Известны способы функционального преобразования нестационарных световых потоков в фотоэлектроиных приборах, содержащих фотокатод, формирующий и управляющий электроды и анод. Эти способы состоят в том, что на пути электронного .потока в приборе создают потенциальный барьер формированием в междуэлектродных промежутках электрического поля, параметры которого определяются напряжением, приложенным к соответствующнм электродам.

Недостатком известных способов является сравнительно узкий динамический диапазон амплитуд и времен преобразуемых нестационарных световых потоков при заданном функциональном .преобразовании, что ограничивает возможности приборов, в которых осуществляется преобразование.

Предложенный способ отличается тем, что выбирают потенциалы промежутков «фотокатод-формирующий электрод н «формирующий электрод - управляющий электрод в функции времени пролета фотоэлектронами пространства между фотокатодом и управляющим электродом, и затем в момент прохода фотоэлектронами управляющего электрода подают на этот электрод управляющий сигнал, который выбирают в функции заданного преобразования сигнала на аноде с учетом энергетического спектра преобразуемого потека фотоэлектронов. Создание пролетного промежутка с такой пространственной н временной периодической структурой позволяет расширить динамический диапазон амплитуд и времен при заданном функциональном преобразовании светового потока прибора.

.При осуществлении предложенного способа функционального преобразования нестационарных световых потоков вначале выбирается потенциал промежутка «фотокатод-формирующий электрод так, чтобы преобразуемый электронный поток и управляющий сигнал поступали на управляющий электрод прибора одновременно.

Задание статического потенцнала в указанном промежутке позволяет сформировать поток выбираемых из фотокатода фотоэлектронов и резко увеличить среднюю энергию последних по сравнению с ее величиной в непосредственной близости к активному слою фотокатода. Формнрованне электронного потока прибора таким образом расщиряет полосу частот преобразования за счет уменьщения времени пролета электронами пролетного промежутка и их дисперсии.

Затем определяется зависимость электронной проводимости упраляющего электрода от напряжения на нем. Поскольку энергетический снектр электронов имеет близкое к максвелловскому распределение, то зависимость

проводимости /с (аналог коэффициента передачи или коэффициента усиления) имеет экспоненциальный характер в функции напряжения на управляющем электроде ы; например, /( е, где е - основание натуральных логарифмов.

После этого, на основании полученной зависимости, выбирается функциональная зависимость управляющего сигнала в функции требуемого функционального преобразования светового потока. Например, если световой поток на входе имеет зависимость вида

, где Fмощность светового потока.

t - .время, то для получения преобразования, цри котором выходной сигнал не будет зависеть от квадрата времени, достаточно выбрать управляющий сигнал вида w 21nt.

При исследовании нестационарных световых потоков с априорно известной функциональной зависимостью по независимому параметру, управляющий сигнал выбирается в заданной функции независимого параметра; если же зависилмость подлежащего исследованию светового потока является априорно неизвестной, управляющий сигнал может быть получен путем непосредственного преобразования исследуемого сигнала, с учетом задачи исследований и зависимости проводимости прибора от напряжения на его управляющем электроде.

Лри пропускании через прибор электронного потока, изменяющегося пропорционально нестационарному световому потоку на входе (цри выбранных статических и динамических потенциалах на электродах прибора), одновременно с изменением плотности электронного потока в области управляющего электрода

потенциальный барьер изменяется в функции, определяемой управляющим сигналом.

Распределение напряженности поля пролетного промежутка в области управляющего электрода является нелинейным (тормозящий потенциальный барьер) и изменяющимся во времени. Потенциальный барьер препятствует прохождению электронов па анод, причем характер влияния образованного таким образом потенциального барьера определяется начальным распределением потенциалов на электродах прибора, расстоянием между электродами и их конструкцией, а также энергетическим снектром управляющего сигнала, зависимостью проводимости прибора от напряжения на управляющем электроде и величиной электронного потока прибора.

Предмет изобретения

Способ функционального преобразования нестационарных световых потоков в фотоэлектронных приборах, содернсащих фотокатод, формирующий, управляющий электроды

и анод, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона амплитуд и времен при заданном функциональном преобразовании светового потока, выбирают потенциалы промежутков «фотокатод-формирующий электрОД и «формирующий электрод- управляющий электрод в функции времени пролета фотоэлектронами пространства между фотокатодом и управляющим электродом и затем в момент прохода фотоэлектронами

управляющего электрода подают на этот электрод управляющий сигнал, выбранный в функции заданного преобразования сигнала на аноде с учетом энергетического спектра преобразуемого потОКа фотоэлектронов.