Электронно-оптическая система Советский патент 1936 года по МПК H01J3/18 

Известно, что пучок электронов под действием электрического поля способен изменять свою длину и деформироваться аналогично световому пучку, преломляемому стеклянной линзой, и что эти явления будут происходить с закономерностью, определяемой законами геометрической электронной оптики, аналогичной геометрической оптике света.

Для образования подобных полей используются „электронные линзы, образующие существенную часть всех направленных электронных излучателей, у которых поэтому светящееся электронное пятно имеет большую плотность энергии и меньший диаметр, как например у катодных осциллографов, телевизионных трубок, электронных микроскопов, трубок Рентгена и трубок для тонфильма. В особенности они создают, благодаря своему простому оформлению и отсутствию потребления тока, дешевую замену магнитным фокусирующим катушкам, часто применяющимся для этой же цели.

Первый тип до сих пор известной электронной линзы состоит из выпуклой

(322)

подобной щаровому сегменту концентрической сетчатой поверхности в форме . Здесь форма электрического поля имеет чечевицеобразный вид, требуемый теорией. Однако, практически оказалось, что искажения поля, вызываемые неоднородностью сетки, в подобных линзах в высшей мере вредно влияют на качество изображения.

Вторая известная форма электронной линзы состоит из одного или нескольких дисков с отверстиями, расположенных в параллельных плоскостях коаксиально друг другу.

Характерно, что для действия линз решающую, роль играют шарообразные поверхности поля, возникающие у наружных отверстий вследствие проницаемости среднего электрода, являющиеся частью общего поля линзы, и что излучаемый пучок должен проходить частично поле с плоскопараллельными электродами, эквипотенциальными поверхностями и частично поле с сильно неоднородными эквипотенциальными поверхно.стями (вблизи от среднего электрода).

Вследствие отклонения эквипотенциальных поверхностей подобной линзы от теоретически требуемой шаровой формы подобная электронная линза только в первом приближении соответствует поставленным требованиям.

Настоящее изобретение основывается на том, что эквипотенциальные поверхности идеальной электрической линзы должны иметь, по возможности, концентрическую шарообр азную поверхность, причем в напраалении излучения могут чередоваться выпуклые и вогнутые шаровые сегменты, если только первые непосредственно следуют за вторыми (без промежуточного включения большого количества эквипотенциальных поверхностей).

В соответствии с изобретением электронная линза состоит из двух или многих устройств, концентрически расположенных друг к другу и к оси излучения с отверстиями, снабженных полыми телами, предпочтительно цилиндрами, у которых отверстие настолько велико, что силовые линии, вызывающие действие линзы, исходят только из внутренних промежутков обоих полых тел.

Вследствие упразднения ранее применявшихся плоских электродов перпендикулярно к излучению достигается почти полностью шарообразная форма эквипотенциальных поверхностей.

Также применимо эллиптическое или шаровое поперечное сечение полых тел, причем существенным является то обстоятельство, что отверстие наружного электрода больше, чем диаметр внутреннего электрода.

Вместо устройств с круглым сечением можно применять устройства с четырехугольным сечением, перпендикулярным к направлению оси излучения, действие которой получается аналогичным действию светооптической цилиндрической линзы.

Для уменьшения напряжения, приложенного к линзе, можно множество подобных линз включать последовательно друг за другом.

Если в упомянутом устройстве к наружному электроду приложить положительный полюс источника напряжения, а к внутреннему - отрицательный, то устройство будет действовать как собирающая линза, при обратных полярностях- как рассеивающая линза. В первом, практически наиболее важьГом случае, электроны при пробеге внутреннего цилиндра приобретают очень незначительную скорость. Эго обстоятельство можно использовать в соответствии с изобретением для того, чтобы при помощи очень незначительного, в сравнении с анодным, управляющего напряжения регулировать интенсивность электронного излучения, которое при помощи отклоняющих пластин, помещенных в удлиненном для этой цели внутреннем электроде, может быть отклонено в сторону (посредством поворачивания электронов к аноду).

Устройство действует ,в данном случае, подобно управляющей сетке усилительной лампы в отношении пространственного заряда, аналогично электронному зеркалу.

повышенная чувствительность в отклонениях важна для телевизионных трубок, катодных осциллографов, трубок для тонфильма и других подобных устройств, у которых необходимо достичь управления излучением с возможно меньшими затратами напряжения.

На прилагаемом чертеже фиг. 1, 2 и 3 показывают различные формы выполнения электронно-оптических систем, которые содержат электрические линзовые устройства в соответствии с настоящим изобретением.

На всех этих фигурах / обозначает стеклянную колбу лампы, у которой через 2 обозначен светящийся экран.

Электроны образуются у накаливаемого катода 5 и их интенсивность регулируется известным способом посредством, например, цилиндра Венельта 4Анод состоит из пластинки 5 с отверстием и соединенной с ним цилиндрообразной стенки б, которая одновременно образует один из элементов электрической линзы и концентрически охватывает полый цилиндр 7 (фиг. 1).

Если приложить к б и 7 напряжение батареи 5, то б и 7 действуют как электрическая линза. Остальная часть стеклянной колбы, за исключением светящегося экрана, покрыта серебряным слоем 9, находящимся под потенциалом анода.

Для отклонения электронного излучения в сторону служат, как известно, две отклоняющих пластины 10 и 7/. Напряжение модуляции подводится через цилиндр Венельта 4 к зажимам 12, 13.

Фиг. 2 показывает выполнение электронно-оптической системы с элементами, размещенными рядом. В этом случае анод состоит из пластинки 6 с отверстием и различные элементы линзы осаждаются на внутренней поверхности колбы посредством термического испарения серебра с применением соответствующих шаблонов. Они состоят из изолированных одна от другой частей цилиндрической формы 14 и /5 с прилегающей к ним частью 16, которая находится в воронкообразной части колбы и соединена также с анодом.

Внутри части 16 расположены известные отклоняющие пластины 10 11, Изготовление электродов посредством металлизации стеклянной стенки особенно удобно для серийного производства подобных систем. Конечно, можно изготовлять электроды соответствующей формы также из металлических трубок или сеток, которые будут поддерживаться на изомерующих концах, например распорки.

Напряжение модуляции подводится по фиг. 2 к среднему элементу линзы через зажимы 12-13, тогда как напряжение цилиндра Венельта 4 остается постоянным. Отклоняющие пластины могут быть расположены также внутри элемента линзы 15, для достижения повышенной чувствительности отклонения вследствие того обстоятельства, что там будут более медленные электроны; в этом

случае элемент 15 должен быть соответственно удлинен.

Выполнение системы, изображенное на фиг. 3, содержит электрическую линзу соответственно иной картине поля. Здесь электроны проходят через первый анод 5 с относительно незначительной скоростью и, проходя дальще, будут отклонения в сторону и между цилиндрообразными электродами 5 к 17 будут сконцентрированы и ускорены, если к электроду 17 будет приложено более высокое положительное напряжение, чем к электроду 5.

Таким способом, несмотря на большую чувствительность отклонения, на светящемся экране получается светлое пятно.

Настоящее изобретение может быть применено как для высоковакуумных трубок, так и для газонаполненных.

Предмет изобретения.

1.Электронно-оптическая система из нескольких полых электродов, отличающаяся тем, что цилиндрические или призматические электроды расположены один внутри другого коаксиально.

2.Форма выполнения устройства по п. 1 и 2, отличающаяся тем, что отклоняющие электронный луч пластины помещены в конце электрода больщого размера.

3.Форма выполнения системы по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что для модуляции электронного луча служит один из электродов эл15ктронно-оптической системы, имеющий промежуточный по величине положительный потенциал. к патенту ин-ной фирмы лочной телеграфии „Телефункен. о-во беспровос огр. отв. Хй 47962

Фигт

13