Электронно-оптический преобразователь Советский патент 1980 года по МПК H01J31/50 

Изобретение относится к области электронной техники в частности к электронно-оптическим преобразователям (ЭОП), используемым в аппаратуре для регистрации быстропротекающих процессов.

Известен ЭОП, выпсглненный в виде цилиндрического стакана с двойным дном. На одно основание цилиндра наносится фотокатод, на другое - экран. Между фотокатодом и экраном прикладывается ускоряющее напряжение. Электроны, эмиттируемые с фотокатода под действием света, переносятся полем и строят изображение на экране. При этом может осуществляться преобразование изображения из одной области спектра в другую

Этот ЭОП имеет ряд существенных недостатков. Так как однородйС ё электрическое поле не является электронной линзой, то происходит расфбкусировка изображения на экране. Вследствие этого ЭОП имеет низ- кую разрешающую способность. Коэффициент увеличения всегда равен 1. Затруднено использование такого ЭОП , в качестве электронного затвора, так как работа в импульсном режиме

требует формирования высоковольтных fvlO кВ управляющих импульсов малой длительности, что само по себе являg ется сложной задачей.

Известен также электронно-оптический преобразователь, содержащий фотокатод, электростатическую электронную линзу с анодной диафрагмой, мирующую электронный пучок, затворную систему, включающую одну пару эатвррных пластин и одну пару компенсирующих пластин, разделенных затворной диафрагмой 2.

ts

Запирание изображения осуществляется путем отклонения электронного .луча на затворную диафрагму при подаче постоянного противофазного напряжения смещения на затворные и

20 .компенсирующие пластины.

Затвор позволяет запирать электронный луч при его отклонении как выше, так и ниже оптической оси прибора. При импульсном питании

25 всегда используется только одно направление отклонения.

Отпирание изображений происходит при компенсации напряжения смещения импульсным напряжением, поданным на

30 затворные и компенсирующие пластины в противофазе. Компенсирующие пластины служат для предотвращения смаза .изображени в момент подачи отпирающего импульс В открытом состоянии, во время .действия отпиранвдего импульса,луч .с фотокатода через щель в затворной диафрагме свободно проходит на экра Одним из основных недостатков та кого ЭОП является достаточно высоко затворное напряженнее 2 кВ. .Увеличения чувствительности зат-. вора можно Добиться удлинением или сближением затворных пластин, но то и другое приведет к попаданию на них электронов при запирании. Отраженные от затворных пластин электроны,пройдя через щель затворной дйафрагШ,вы зовут фоновую засветку экрана ЭОП. Целью изобретения является снижение запирающего напряжения. Для достижения цели одна и-э затворных пластин устайовлена под угло tt 0 -arcCOS у к оптической оси прибора, так что в плоскости отклон ния она совпадает с прямой, соединя щей края отверстий в анодной и затворной диафрагмах, распо/1оженных нИжё оптической оси, а вторая затво ная пластина установлена под углом 1 6i-at-ccos ТГ к оптической оси, та что в плоскости отклонения совпадае с прямой, соединяющей противоположный край отверстия анодной диафрагм и точку на затворной диафрагме, рас положен ную выше оптической оси на ;г d, где d - диаметр электронного 2 пучка В плоскости затворной диафраг - расстояние между краями отверстий анодной и затворной диафраг расположенными ниже оптической оси в плоскости отклонения затворных пластин; Е„ - расстояние между вторым краем отверстия анодной диафрагмы и точкой на затворной диафрагме, расположенной выше оптической оси на 3 d в плоскости отклонения затворны пластин; Е - расстояние вдоль; оптической оси между анодной и затворной диафрагмами . На чертеже показан описываемый ЭОП. ЭОП содержит фотокатод 1, фокусирующий элёцтрод 2, анодную диафра му 3, затворные пластины 4, затворную диафрагму 5, компенсирующие пластины б, пластины 7 горизонтальной развертки, пластины 8 вертикальной развертки, люминесцентный экран 9. Одна из затворных пластин установлена под углом 6 -ar-ccos -г к ort1 2тической оси прибора и в плоскости отклонения совпадает с прямой, соединяющей края отверстий анодной и затворной диафрагм, расположенные ниже оптической оси, вторая пластина установлена под углом &„PI-arccos -|г к оптической оси и в плоскости отклонения совпадает с прямой, соединяющей второй край от,верстия анодной диафрагмы и точку на затворной диафрагме, расположенную , выше оптической оси на j d. Прибор работает следующим образом. Сформированное электростатической линзой электронное изображение О фотокатода через отверстие в анодной диафрагме и щель в затворной диафрагме переносится на люминесцентный экран. Запирание изображения осуществляется путем смещения,электронного луча на затворную диафрагму выше оптической оси прибора при подаче постоянного противофазного напряжения смещения на затворные и компенсирующие пластины. Отпирание изображения происходит при компенсации напряжения смещения импульсным напряжением, поданным на затворные и компенсирующие пластины в противофа5е. Развертка изображения по экрану осуществляется при йодаче напряжений на пластины горизонтальной и вертикальной развертки. Таким образом, работа ЭОП с несимметричным затвором принципиально ничем не отличается от работы ЭОП с симметричным затвором, описанной выше. Единственное отличие - необходимость маркировки полярности затворных пластин, отклонение луча на затворную диафрагму при запирании изображения может происхо-; дить толькЬ в одном направлении (вверх от оптической оси на чертеже). Несимметричный электронный затвор позволяет увеличить длину С затворных пластин, а также сблизить их между собой за счет разворота пластин относительно оптической оси и, использования пространства по одну сторону от оптической оси прибора для сближения пластин между собой (в ЭОП с симметричным затвором это пространство не используется) . Запиракнцее напряжение ЭОПа ПИМ-3 л/2 кВ при анодном напряжении 15 кВ, Расчетное запирающее напряжение в ЭОП предлагаемой конструкции 0,7 кВ при анодном напря;кении 15 кВ.. Измеренное на макете ЭОП напряжение запирания составляет 650 В.

Формула изобретения

Электронно-оптический преобразоватёЯь, содержащий ф6т6кат од, электростатическую электронную линзу с анодной диафрагмой, формирующую электронный пучок, затворную систему, включающую одну пару затворных пластин и одну пару компенсирующих пластин, разделенй ых затворной диафрагмой, отличающийся тем, что, с целью снижения запирающего напряжения, одна из затворных пластин установлена под углом

Q orccos п к оптической оси

прибора так, что в плоскости отклонения она совпадает с прямой, соединяющей края отверстий в анодной и затворной диафрагмах, расположенных

ниже оптической оси, а вторая затворная пластина установлена под углом

.-1 GjCircCDS -g-- к оптической оси,так

что в плоскости отклонения совпадает с прямой, соединяющей противоположный край отверстия анодной диафрагмы и точку на затворной диафрагме, расположенную выше оптической оси

I-.

где

на

Е - расстояние вДоль оптической оси между анодной и затворной диафрагмами;

gg расстояние между краями анодной и затворной диафрагм, расположенными нихсе оптической оси в плоскости отклонения затворных плас0тин ;

расстояние между противоположным краем анодной диафрагмы и точкой на затворной диафрагме,рас- . положенной выше оптической оси на

5

ь

в плоскости отклонения за творных

пластин ,

d - диаметр электронного пучка в плоскости затворной диафрагмы.

0

Источники информации, принятые во внимание, при экспертизе 1. Шерстнев Л.Р, Электронная оптика и электронно-лучевые приборы, М.,Энергия, 1971, с. 267.

2. Бутслов М.М. Электронно-опти5ческие преобразователи для изучения сверхбыстрых процессов.-Успехи научной фотографии, т.6, 1959, , 77 (прототип).