Электронно-оптический преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H01J31/50 

Изобретение относится к электронной технике и в частности к электрон но-оптическим преобразователям. Известен электронно-оптический преобразователь (ЭОП).содержащий фо токатод, электростатическую фокуси-. рующую систему, систему затвора, включающую пару затворных и пару компенсирующих пластин, разделенных затворной диафрагмой с одной апертурой l. Запирание изображения в этом ЭОП происходит путем смещения электронн го пучка на стенки затворной диафраг мы при подаче напряжения смещения на затворные пластины. Отпирание изображения происходит при компенсации постоянного напряже ния смещения импульсным напряжением поданным на затворные пластины. Недостатком известного ЭОП является ограниченное быстродействие из-за сложности формирования управляющих импульсов малой длительности поэтому практически длительность ка ров в данном ЭОП не может быть короче нескольких наносекунд. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является электронно-оптический преобразоватсль, содержащий фотокатод, расположенные последовательно по ходу электронного пучка электростатическую фокусирующую систему, формирующую электронный пучок, электростатическую систему развертки электронного пучка по поверхности диафрагмы с системой апертур, выполненную в виде пары отклоняющих пластин, диафрагму с системой апертур и люминесцентный экран, а также систему компенсации смаза изображения,систему развертки кадров по экрану ,2. Недостатки известного электроннооптического преобразователя состоят в том, что он позволяет получать пространственную картину изображения, начальный и конечный края кадра которой соответствуют различным моментам времени,так как кадр формируется последовательно из дискретных полос (строк). ПозтоМу ДЛЯ получения кадров,все поле которых соответствовало бы одному и тому же моменту времени, необходимо использовать вычислительные методи обработки изображения с помощью ЭВМ. Кроме того, длительность передачи одной строки (одного элементе изображения по вертикали) ограничивается, принципиально, разлиЧЕ1ыми факторами и не может быть меньше временного разрешения фотохронографических камер, которое в настоящее время составляет 1 пс.

Цель изобретения - одновременная передача изображения по всей площади кадра и уменьшение длительности кадра.

Поставленная цель достигается тем что в электронно-оптическом преобразователе, содержащем фотокатод,расположенные последовательно по ходу электррниого пучка электростатическую фокусирующую систему, формирующую электронный пучок, электростатическую систему развертки электронного пучка по поверхности диафрагмы с системой апертур, выполненную в виде пары отклоняющих пластин диафрагму с системой апертур и люминесцентный экран, а также систему компенсйции смаза изображения, систему развертки кадров по экрану и люминесцентный экран, диафрагма с.системой апертур установлена в плоскости кроссовера, а за ней по ходу электронного луча расположены: система развертки кадров по экрану, выполненная в виде электростатических пластин, попарно расположенных за каждой апертурой диафрагмы и пара электростатических отклоняющих пластин компенсации смаза изображения.

Кроме того, с целью получения оптимальной чувствительности по управляющим напряжениям отношение ширины каждой апертуры к расстоянию между апертурами и к диаметру электронного пучка в кроссвере равно единице.

На чертеже представлен электронно-оптический преобразователь.

Он содержит расположенные в вакуумной оболочке 1 фотокатод 2, ускоряющую сетку 3, фокусирующую систему 4, затворные пластины 5, многоапертуную затворную диафрагму 6, систему пластин 7 развертки, экранирующую диафрагму 8, пластины компенсации 9, люминесцентный экран 10.

Прибор работает следующим, образом

При отсутствии напряжений на затворных пластинах 5,пластинах 7 развертки, компенсирующих пластинах 9, сформированное электрической линзой электронн е изображение с фотокатрда 2 через отверстие в анодной диафЕ агм и одну из апертур в затворной диафрагме б передается на люминесцентный экран 10.

Предварительное запирание изображения осуществляется путем смещения электронного пучка на стенки затворHOti диафрагмы при подаче постоянного противофазного напряжения смещения на затворные пластины 5 и компенсирующие пластины 9.

При подаче на затворные пластины линейно нарастающего напряжения происходит развертка электронного пучка по поверхности затворной диафрагмы и кадрирование изображения на экран в моменты прохождения электронным пучком апертур. Для компенсации смаза изображения на компенсирующие пластины подается противофазное затворному линейно нарастающее напряжение .

Чтобы исключить наложение кадров одного на другой, на пластины раз вертки изображения подаются постоянные напряжения смещения.

В предлагаемом ЭОП многоапертурная затворная диафрагма помей1ена в плоскость кроссовера, где электронные траектории различных точек изображения перемешаны и каждый элемент изображения передается с фотокатода на экран параллельно, а не последовательно, что позволяет уменьшить длительность кадра в 3-10 раз и довест ее до 10 пс.

Так как траектории электронов в кроссовере перемешаны, все поле кадра будет соответствовать одному и тому же моменту времени.

Технико-экономический эффект использования предлагаемого ЭОП заключается в том, что его использование не требует для формирования последовательности кадров последовательности управляемых импульсов, что приводит к упрощению схемы и уменьшению габаритов, высокоскоростных камер для покадровой съемки быстропротекаюцих процессов. ,

Формула изобретения

Электронно-оптический преобразователь, содержащий фотокатод, расположенные последовательно по ходу электронного пучка электростатическую фокусирующую систему, формирующую электронный пучок, электростатическую систему развертки электронного пучка по поверхности диафрамы с системой апертур,выполненную в виде пары отклоняющих пластин,диафраму с системой апертур и люминесцентный экран и также систему компенсации смаза изображения, систему развертки кадров по экрану, отличающийся тем, что, с целью одновременной передачи-изображения по всей площади кадра и уменьшения длительности кадра, диафрагма с системой апертур установлена в плоскости кроссовера, а за ней по ходу электронного луча расположены: система развертки кадров по экрану, выполненная в виде электростатических пластин, попарно расположенных за каждой апертурой диафрагмы и пара электростатических

отклоняющих пластин компенсации смаэа изображения.

2. Электронно-оптический преоб,разователь поп,1, отличающийся тем, что, с целью получения оптимальной чувствительности по управляющим напряжением, отношение ширины каждой апертуры к расстоянию меясцу апертурами и к диаметру электронного пучка в кроссовере равно единице.

Источники информации, ппинятые во внимание при экспертизе

1.Бутелов М.М. Электронно-оптические преобразователи для излучения сверхбыстрых процессов, - Успехи научной фотографии, т. VI, ,с.77

2.Калибьян Р. 100-пикосекундная трехкадровая ЭОП-камера. - Приборы для научных исследований , 1978,

7, с. 3 (прототип).

J 2

.гл

L.

h

I

5