Электронно-оптический преобразователь

 

1. ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий фотокатод , расположенный на подложке, про зрачной к регистрируемому излзрению и снабженной контактным электродом, образованным слоем из проводящего непрозрачного к регис7Рируемому излучению материала, а также располо женные по ходу злектронного луча электростатическую фокусирующую сис тему, электронный затвор компенсаци онного типа, систеьту развертки изображения и люминесцентный экран, отличающийся тем, что, с целью повышения пространственного разрешения, контактный электрод фотокатода выполнен в виде двух концентрически расположенных колец, гальванически связанных друг с другом , при этом внутренний и внешний диаметры центрального кольца и внутренний диаметр периферийного кольцавыбраны из следующих соотношений; dSd j- 0,03-0,-f , где d - внутренний диаметр периферийного контактного кольца, 2 внешний диаметр центрального кольца fJj - внутренний диаметр центрального контактного кольца, . f - максимальный диаметр фотокатода; Ф - диаметр ближайшего к фотокатоду торца фокусирующего электрода.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 01 J 31/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМИ

К ABTOP|HOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

k., ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3561606!18-21 (22) 07. 01, 83 (46) 30. 06.84. Бюл. М - 24 (72) Б.M. Степанов и Г.Г. Фельдман (53) 621.387(088.8) (56) 1. Бутслов M.M. и др. Электронно-оптические преобразователи и их применение в научных исследованиях.

И., "Наука", 1978, с. 59-67.

2. Бутслов M.M. Электронно-оптические преобразователи для изучения сверхбыстрых процессов. — "Успехи научной фотографии", т. 6, 1959, с. 77. (54)(57) 1. ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий фотокатод, расположенный на подложке, прозрачной к регистрируемому излучению и снабженной контактным электродом, образованным слоем из проводящего непрозрачного к регистрируемому излучению материала, а также расположенные по ходу электронного луча электростатическую фокусирующую систему, электронный затвор компенсациЮ У

ÄSUÄÄ 1100654 А онного типа, систему развертки изображения и люминесцентный экран, отличающийся тем, что, с целью повышения пространственного разрешения, контактный электрод фотокатода выполнен в виде двух концентрически расположенных колец, гальванически связанных друг с другом, при этом внутренний и внешний диаметры центрального кольца и внутренний диаметр периферийного кольцавыбраны из следующих соотношений:

3232

Ъф, С1 =Х =003-01 где д1 — внутренний диаметр периферийного контактного кольца, d2 — внешний диаметр центрального кольца

d — внутренний диаметр централь3 ного контактного кольца;

- максимальный диаметр фотокатода;

Ф вЂ” диаметр ближайшего к фото- . катоду торца фокусирующего электрода.

1100б54

2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что концентрически расположенные кольца, образующие контактный электрод, соединены между собой перемычкой, выполненной из материала, непрозрачного к регистрируемому излучению.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электроннооптическим преобразователям (ЗОП).

Известен ЭОП планарной конструкции, выполненный в виде цилиндра, в основаниях которого расположены фотокатод и экран, разделенные вакуумным промежутком длиной 2-4 мм. В известном преобразователе возбужденные под действием света фотоэлектроны пере- 1р носятся плоским электростатическим полем с фотокатода на экран, при этом происходит преобразование спектра входного изображения. При питании данного ЭОП импульсным напряжением 15 возможен временной анализ входного изображения f1 ).

Одним из недостатков планарных

ЭОП является невысокая пространствен" ная разрешающая способность (1520 мм 1), обусловленная расфокусировкой электронных пучков при прямом переносе изображения и наличием существенной оптической обратной связи между фотокатодом и экраном. 25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электронно-оптический преобразователь, содержащий фотокатод, расположенный на подложке, прозрачной к регистри30 руемому излучению и снабженной контактным электродом, образованным слоем из непрозрачного к регистрируемому излучению материала, а также расположенные по ходу электронного луча электростатическую фотокусирующую систему, электронный затвор компенсационного типа и люминесцентный экран (2 7.

При работе ЭОП электронное изображение с фотокатода переносится на

40 экран под действием ускоряющего поля и фокусируется на нем при помощи

3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента запирания, перемычка между концентрически расположенными кольцами контактного электрода ориентирована перпендикулярно направлению отклонения электронного луча в затворных пластинах.

2 электростатической фокусирующей системы, образованной фотокатодом, фокусирующим электродом и анодной диафрагмой. Компенсированный электронный затвор, состоящий из двух пар пластин, разделенных диафрагмой, служит для формирования последовательности кадров электронного изображения, которые могут перемещаться по экрану при помощи системы развертки. Запирание изображения осуществляется путем отклонения электронного луча на затворную диафрагму при подаче постоянного противофазного напряжения ,на затворные и компенсирующие пластины. Отпирание иэображения происходит при компенсации напряжения смещения импульсным напряжением, подаваемым на затворные и компенсирующие пластины в противофазе. Компенсирующие пластины служат для предотвращения сглаза изображения в момент отпирающего импульса.

Пространственная разрешающая способность в данном ЭОП вьппе, чем у преобразователя планарной конструкции, тем не менее из-за сорбирования паров щелочных металлов во время формирования фотокатода внутренними элементами конструкции катодной колбы последние становятся фоточувствительными. При многократных отражениях входного излучения от внутренних электродов и контактной металлиэации подложки фотокатода (оптическая обратная связь) в ЗОП наблюдается паразитная эмиссия и, как следствие этого, уменьшение коэффициента запирания и разрешающей способности за счет ухудшения контраста изображения.

В описанном ЭОП пространственная разрешающая способность составляет

ЗЗ-40 ".

3 11006

Целью изобретения является повышение простракствекного разрешения

ЭОП.

Указанная цель достигается тем, что в электронно-оптическом преобразователе, содержащем фотокатод, рас5 положенный ка подложке, прозрачной к регистрируемому излучению и снабженной контактным электродом, образованным слоем из проводящего непрозрачного к регулируемому излучению матЕриала, а также расположенные по ходу электронното луча электростатическую фокусирующую систему, электронный затвор компенсационного типа, систему развертки изображения и люминесцентный экран, контактный электрод фотокатода выполнен в виде двух концентрически расположенных колец, гальванически связанных друг с дру20 гом, при этом внутренний и внешний диаметры центрального кольца и внут-. ренний диаметр периферийного кольца выбраны из следующих соотношений:

d„) Ф(1), d =1 (2),, =О,О3-o, (y>, где 8 — внутренний диаметр периферийного контактного кольца;

Ы2 — внешний диаметр централь- 30 ного контактного кольца;

3 — внутренний диаметр контакт3 ного кольца; — максимальный диаметр фотокатода; 35

Ф вЂ” диаметр ближайшего к фотокатоду торца фокусирующего электрода.

Концентрически расположенные кольца, образующие контактный электрод, 40 соединены между собой перемычкой, выполненной из материала, непрозрачного к регулируемому излучению.

Кроме того, с целью увеличения коэффициента запирания, перемычка 45 между концентрически расположенными кольцами контактного электрода ориентирована перпендикулярно направлению отклонения электронного луча в затворных пластинах ° - 50

На фиг. 1 схематически изображен

ЭОП, общий вид; на фиг. 2 — проекция входного окна.

Преобразователь содержит фотока тод 1 и расположенные по ходу элек- 55 тронного луча электростатическую фокусирующую систему (электрод) 2, анодную диафрагму 3, электронный

54 4 затвор, состоящий из затворной плас— тины 4, затворной диафрагмы 5, компенсирующих пластин 6, систему развертки 7 и люмикисцекткый экран 8, попадающий ка него полезный электронный поток 9 (паразитная часть электронного потока 10 обозначена конусом), Фотокатод закреплен с помощью металлической манжеты 11, на которой расположена прозрачная подложка 12 фотокатода, контактный электрод, состоящий из двух колец 13,14, соединенных перемычками 15.

ЭОП работает следующим образом.

Возбужденный под действием входного излучения электронный поток 9 с фотокатода 1 переносит иэображение на экран 8, проходя при этом под действием ускоряющего напряжения анодную диафрагму 3 и затворную диафрагму 5. Для запирания изображенияна затворные пластины 4 и компенсирующие пластины б подаются противофазные статические напряжения смещения, под действием которых электронный луч перемещается на стенки диафрагмы 5, Для отпирания затвора на те же пластины необходимо подать противофазные импульсы, компенсирующие напряжения смещения. Пластины системы развертки служат для развертки изображения по экрану 8.

Как видно из чертежей, апертура входного излучения, проходящего внутрь ЭОП, ограничена ближайшим к фотокатоду торцом фокусирующего электрода, а периферийное кольцо металлизации, обеспечивающей контакт с манжетой, вынесено за предел этой апертуры.

Г Центральное контактное кольцо ограничивает максимальный диаметр фото,катода, что необходимо для уменьшения полного сопротивления фотокатода, влияющего на качество изображения при работе ЭОП в режиме интенсивных световых нагрузок.

Соотношение (3), определенное эк спериментально, пропорционально отношению площадей отражающих и прозрачных поверхностей подложки фотокатода при максимальной апертуре входного излучения. В пределах указанного соотношения влияние оптической обратной связи на разрешающую способность ЭОП незначительно, поскольку большая часть входного излучения, отраженного внутренними деталями ЭОП, 1100654 фиг.Z

Составитель В. Александров

Редактор С. Тимохина .Техред С. Мигунова Корректор А. Тяско

Заказ 4588/39 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 выходит наружу через прозрачную подложку фотокатода.

С целью увеличения коэффициента запирания электронного луча перемычка между кольцами должна быть ориенти- 5 рована перпендикулярно направлению отклонения электронного луча.

На фиг. 1 показаны: возникающий под действием регистрируемого излучения электронный поток 9 (полезный сигнал) и возникающий вследствие оптической обратной связи паразитный электронный поток 10, который сосредотачивается, главным образом, в сечении,проходящем через перемычки.В слу- чае ориентации перемычки параллельно направлению отклонения электронного луча в затворных пластинах (пунктирные

1 линии) при запирании изображения (электронный поток 9) электронный по-, ток 10 проходит на экран через диафрагму 5 и создает на нем фоновую засветку. При правильной ориентации перемычки фоновый электронный поток

10 запирается одновременно с полезным сигналом.

В соответствии с изобретением были изготовлены и испытаны макетные образцы ЭОП, в которых разрешающая способность составила 60-70 мм ", а коэффициент запирания электронного луча увеличен в 5 раз в сравнении с прототипом. Конкретные параметры макетных образцов: с1„= 48 мм, 4 = 21 мм

<2 a з -оое..

Ф