Электронно-оптическая система Советский патент 1976 года по МПК H01J29/58 

1

Изобретение относится к конструкции электронно-оптической системы (ЭОС), например, для электронно-лучевых приборов, работающих при изменяющемся потенциале экрана.

Известна ЭОС, содержащая иммерсионный объектив, главную фокусирующую систему, состоящую из последовательно расположенных по ходу электронного пучка электростатической и магнитной линз, позволяющая при соединенных электрически экране и втором электроде электростатической линзы уменьщить расфокусировку электронного пучка на экране при изменении потенциала экрана вследствие нестабильности источника питания или увеличения тока пучка.

Однако известная ЭОС позволяет уменьшить расфокусировку пучка до приемлемых пределов лишь в относительно небольшом диапазоне изменения потенциала экрана, компенсируя нестабильность источника питания высокого напряжения в небольшом интервале (±7,5%) изменения.

В предлагаемой ЭОС автоматическая фокусировка электронного пучка может быть получена практически в любом заданном интервале изменения потенциала экрана.

Это достигается за счет того, что длина электростатической линзы больше диаметра меньшего из электродов, при этом в качестве главной фокусирующей системы предлагаемой ЭОС применены две аксиально-симметричные линзы, например электростатическая спиральная и расположенная над ней магнитная с совмещенными осями, средняя плоскость магнитной линзы расположена между крайни ш электродами электростатической линзы.

На чертеже схематически изображена предлагаемая ЭОС с автоматической фокусировкой пучка на экране, один из вариантов исполнения.

Предлагаемая ЭОС содержит катодно-модуляторный узел 1 (источник электронов), ускоряющий электрод 2, который электрически соединен с аквадажным покрытием 3, нанесенным на внутреннюю поверхность горловины 4 вакуумной оболочки.

Аквадажное покрытие 3 является первым крайним электродом электростатической линзы.

Электрод 3 через резистивную высокоомную спираль 5 с однородным шагом намотки, нанесенной также на внутреннюю поверхность горловины, соединяется электрически со вторым электродом 6 (больщего диаметра) электростатической линзы, который также расположен на внутренней поверхности оболочки в виде аквадажного пokpытия. Электрод 6 электрически соединен с экраном 7 электронно-лучевого прибора. Снаружи под спиралью расположена магнитная линза 8, например электромагнитная катушка, причем оси бипотенциальной и магнитной линз совмещены. Изолирующие шгабики, с помощью которых соединены электроды ЭОС, ножки, на которых крепится ЭОС, выводы в оболочке, ножки, через которые на электроды ЭОС поступают необходимые для работы потенциалы, не показаны. Расходящийся электронный пучок 9, сформированный и промодулированный по величине тока в иммерсионном объективе (область А), попадает в область Б - главную фокусирующую систему. Подача на экран 7 потенциала Ui; большего, чем потендиал ускоряющего электрода 2, делает электростатическую линзу ускоряющей. Поскольку левая часть В ускоряющей бипотенциальной линзы я ляется собирающей, то на электроды расходящегос пучка действует радиальная сила по направлению к оси. Из области В пучок попадает в область Т, где имеется практически однородное электрическое по ле. Здесь на электроны со стороны электростатической линзы действует лищь осевая сила. На этом же участке на пучок действует радиальная сила, обусловленная действием магнитного поля наружной магнитной линзы, также по направлению к оси. В области Д на электроны пучка действует уже рассеивающая часть электростатической линзы. Пусть на электроды 2 и 3 подан постоянный потендиал 1Г2 , а на второй электрод электростатической линзы - меньший из возможных рабочих потенциалов. Оптическую силу магнитной линзы подбирают так, чтобы пучок был сфокусирован на экране совместным действием двух линз, электростатической и магнитной. Увеличивая потендиал U, , усиливают суммарное фокусирующее действие собирающей и рассеивающей частей бипотендиальной линзы. При неизменной оптической силе магнитной линзы пучок был бы сфокусирован перед экраном, однако оптическая сила магнитной линзы уменьшапоскольку увеличивает ется при увеличении ся скорость электронов, пролетающ-их через линзу. Но увеличение оптической силы не пропорционально увеличению К/ U2 ( К-постоянный коэффициент) , а описывается более сложной зависимостью, так как скорость электронов пучка непрерывно увеличивается по мере прохождения электронов в линзе. Совместное действие усиливающейся электростатической и ослабевающей по мере возрастания потенциала анода магнитной линз позволяет получить практически неизменное пятно на экране при изменении U в заданных пределах. Электростатическая протяженная линза може быть выполнена и по-другому. Проводящая высокоомная поверхность вращения может быть конусной в случае, когда диаметры крайних электродов не равны между собой; возможно применение спирали с неравномерным шагом намотки, что позволит эффективнее воздействовать на пучок со стороны как магнитной, так и электростатической линз. Если по каким-либо причинам невозможно нанести проводящую спираль на внутреннюю поверхность горловины прибора, то можно ее заменить набором диа(|)рагм, расположенных последовательно одна за другой и соединенных между собой BbicoKOOMHbitvm сопротивлениями внутри вакуумной оболочки. Возможность автоматической фокусировки в заданном интервале позволяет отказаться от стабилизации высоковольтных источников анодного потенциала в радиотехнических устройствах. Предлагаемая ЭОС может быть использована также в осциллографических, запоминающих, светоклапанных. электронно-лучевых приборах, а также в приборах, где по роду работы необходимо сохранить фокусировку пучка при изменении потенциала эк1зана, что позволит значительно упростить схему питания прибора, увеличить разрешающую способность, повысить механическую прочность и упростить конструкцию ЭЛП в целом. Формула изобретения 1.Электронно-оптическая система, например, для электронно-лучевых приборов, работающих при изменгющемся потенциале экрана, содержащая неточник элек:тронов, главную фокусирующую систему, состоящую из двух аксиально-симметричных линз, протяженной электростатической и магнитной, отличающаяся тем, что, с целью получения автоматической фокусировки пучка во всем интервале изменения потенциала экрана, крайние электроды электростатической линзы расположены друг от друга на расстоянии, большем диаметра меньшего из электродов, а средняя плоскость магнитной линзы расположена между крайниют элек1родами электростатической линзы, причем оси электростатической и магнитной линз совмещены. 2.Система по п. 1,отличающаяся тем, что п ютяженная электростатическая линза представляет собой комбинацию двух крайних цилиндрических электродов, соединенных между собой высокоомной спиралью. 3.Система по п. 1, отличающаяся тем, что протяженная электростатическая линза представляет собой комбинацию крайних цилиндричес ких электродов с набором диафрагм, расположенных соосно между ними и соединенных между собой и с крайними электродами с помощью высокоомных сопротивлений. Ill 7 2 33 / 58