Электронно-оптический преобразователь Советский патент 1946 года по МПК H01J31/50 

Целью описываемого изобретения является достижение повышенных яркостей свечения экрана электронно-оптических преобразователей путем воздействия на фототок. При этом, однако, вследствие того, ч го чувствительность фотослоев имеет предел, увеличение яркости достигается не увеличением самого фототока, т. е. числа электронов в секунду с катода на экран, а применением группировки электронов в пучке, кате это имеет место в электронно-лучевых лампах типа клистрон с так называемой фазовой фокусировкой.

В электронно-оптических преобразователях электроны при движении их от катода на экран подвергаются модуляции по скорости с тем, чтобы за счет увеличения плотности тока в полученных сгустках электронов, можно было увеличить число одновременно возбуждаемых центров флуоресценции и за счет явления послесвечения увеличить кажущуюся яркость экрана.

Предлагаемый электронно-оптический преобразователь отличается от существующих применением двух установленных между катодом (фотокатодол) и экраном сеток, к которым приложено переменное напряжение для модуляции электронов по скорости (см. фиг. 1). В результате этого вместо непрерывного прохождения электронов, как показано на фиг. 2, электроны будут приходить к экрану сгустками, как показано на фиг. 3.

Рассмгтрм.м процесс преобразования изображений за некоторый промежугок времени At, в течение которого яркость отдельных точек передаваемого объекта можно считать постоянной. За этот промажу ток BpeMtiHH фотокатод, при данной его чувствительности, эмиттирует количество электронов, определяемое зарядом q i.t. Если бы электроны иосгупали на экран непрерывно, то, очевидно, сила тока электронного луча была бы равна /.

Если же сгруппировать электроны так, чтобы они приходили к экрану за меньший промежуток времени dt, то сила тока луча в течение этого промежутка будет равна ,г

Д .

№ 66779- 2 Если экран не обладает послесвечением, то выигрыша в яркости по закону Тальбота не получается. Однако дело меняется в случае использования экрана с послесвечением. Здесь уже не будет полных перерывов свечения экрана в моменты отсутствия тока на экран, и кажущаяся яркость экрана увеличивается.

На фиг. 4 представлен закон изменения яркости для этого случая.

Средняя яркость за время Д будет складываться из средней яркости за счет действия яркости ,,с в течение времени di, определяемой

по закону Тальбота как --.-. и усредненной яркости послесвечения, определяемой на основании того же закона как

1{в .

дг - dt Принимая во внимание, что за счет группового возбуждения экрана яроД

кость о,гд„с возрастает в --тт- раз по сравнению с яркостью при непрерывном возбуждении тем же количеством электронов, получаем выражение для коэффициента К увеличения яркости в следующем виде:

.

Так как из сообраукений увеличения яркости следует группировать электроны так, чтобы dt было много меньще Д/, то предыдущее выражение упрощается до

,,11/1

/с 1 -т -эт- (1 - е П I -idt

и может быть представлено в виде

В котором коэффициент т определяет остаточное свечение экрана к концу промежутка времени Д/. (Если, например, принять остаточное свече.ние равным 5% от начального, то т 1/3).

Таким абразом, по предлагаемому способу визуальную яркость теоретически можно увеличить в какое угодно число раз. Практически же, конечно, имеются ограничения увеличения К, обусловленные, вопервых, насыщением экранов по току, а во-вторых, пределом увеличеМния отношения ,, , т. е. пределом плотности группировки электронов

из-за их взаимного отталкивания. Что касается способа осуществления группировки электронов, то он достаточно разработан и широко применяется, например, в клистронной технике.

Во избежание произвольного изменения длины дрейфового пространства /, которая может рассматриваться как «фокусное расстояние линзы фазовой фокусировки, при произвольных изменениях отношения ускоряющего напряжения Uo к модулирующему напряжению (за счег изменения питающих или модулирующих напряжений), следует связать эти напряжения жесткой, неизменяющейся во времени зависимостью, например, используя в качестве Lo выпрямленное напряжение модуляции.

Что же касается источников модулирующих колебаний, то в качестве их могут быть использованы простейшие генераторы на триодах с отрицательной сеткой или, при малых Д/, одии из типов генераторов с эндовибраторами. Наконец, для создания модулирующего напряжения может быть использован электронный потоК с фотокатода. Для этого следует модулирующие электроды выполнить в виде перфорированных торцовых стенок эндовибратора (фиг. 5), а угол пролета электронов между модулирующими электродами выбрать равным 2,5- - /гя, где л 1, 2, 3.... (как это предложено В. Я- Савельевым).

Для фокусировки электронов, обеспечивающей устранение расталкивания электронов в перпендикулярном потоку направлении, должны быть применены обычные средства фокусировки, как, например, электростатические и магнитные линзы.

Предмет изобретения

1.Электронно-оптический преобразователь с экраном значительного послесвечения, отличающийся применением фазовой фокусировки электронного потока .

2.Электронно-оптический преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что для фазовой фокусировки потока на его пути установлены перфорированные электроды, между которыми включено переменное напряжение, модулирующее электроны потока по скорости.

3. Форма выполнения преобразователя по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что для предотвращения изменения фокусного расстояния линзы фазовой фокусировки, вследствие изменения во времени питающего и модулирующего напряжений, последние связаны друг с другом неизменяющейся во времени зависимостью.

4. Прием осуществления неизменяющейся зависимости между питающим и модулирующим напряжениями по п. 3, отличающийся тем, что питающее напряжение получают от общего с модулирующим напряжением источника через выпрямитель.

5. Форма выполнения электронно-оптического преобразователя по пн. 1 и 2, отличающаяся тем, что для совмещения функций преобразователя с функциями генератора модулирующих напряжений, модулирующие электроды выполнены в виде перфорированных торцовых стенок эндовибратора и расстояние между ними выбрано в таком соотношении с постоянным ускоряющим электроны напряжением, что фазовый угол пролета электронов между ними равен 2,5--2л-, где л - , 2, 3...

6. Форма выполнения преобразователя по п. 5, отличающаяся тем, что для создания модулирующего напряжения в колбе преобразователя установлен термокатод и дополнительный ко.ллектор с тем, чтобы электроны с термокатода на коллектор возбуждали колебания между сетками.

- 3 -№ 66779

j Модулирующие 3fieKmpQdt i

Экран

П Моду/пирующее напряжение