Способ формирования кадров электронного изображения и электронно-оптический преобразователь

 

Использование: электронная техника, электронно-оптические устройства для регистрации быстропротекающих процессов. Сущность изобретения: электронный пучок в электронно-оптическом преобразователе после ускорения тормозят, затем стробируют и ускоряют до энергии, необходимый для возбуждения люминесцентного экрана. Устройство содержит по крайней мере один прозрачный для электронов тормозящий электрод. Электронный затвор располагается между двумя электрически соединенными тормозящими электродами и может быть выполнен в виде компенсационного затвора или в виде отрезка полосковой линии, расположенной перпендикулярно электронному потоку. 3 с. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил. (Л

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1>s Н 01 J 31/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

10Г1д 7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825822/21 (22) 29.03.90 (46) 15.06.92. Бюл. М 22 (75) Г.Г. Фельдман, В.М, Жилкина и В.Н.

Сырцев (53) 621.385.832(088.8) (56) Ефимов В.Н., Искольдский А,M., Нестерихин l0.Е.Электронно-оптическая фотосъемка в физическом эксперименте.

Новосибирск, 1978, с, 135 — 140.

Вьюгина Т.С. и др. Труды 14 Международного конгресса по высокоскоростной фотографии и фотонике. М., 1980, с. 167-170. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КАДРОВ

ЭЛЕКТРОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРОН НО-ОПТИЧ ЕСКИЙ П РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронно-оптическим устройствам для регистрации быстропротекающих процессов, Цель изобретения — упрощение процесса управления электронным пучком и расширение области использования способа.

На фиг. 1, 3, 5 представлены устройства, реализующие данный способ; на фиг. 2, 4, 6 — распределения осевого потенциала в устройствах.

Устройство (фиг, 1) содержит фотокатод

1, фокусирующий электрод 2, анод 3, прозрачный к электронному потоку тормозящий электрод 4, выполняющий роль затвора, дополнительный фокусирующий электрод 5, люминесцентный экран 6.

Устройство работает следующим образом. (57) Использование : электронная техника, электронно-оптические устройства для, регистрации быстропротекающих процессов.

Сущность изобретения: электронный пучок в электронно-оптическом преобразователе после ускорения тормозят, затем стробируют и ускоряют до энергии, необходимый для возбуждения люминесцентного экрана. Устройство содержит по крайней мере один прозрачный для электронов тормозящий электрод. Электронный затвор располагается между двумя электрически соединенными тормозящими электродами и может быть выполнен в виде компенсационного затвора или в виде отрезка полосковой линии, . расположенной перпендикулярно электронному потоку, 3 с. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил, На фотокатод 1 проецируют исследуемое изображение, которое вызывает эмиссию фотоэлектронов. Электронный поток ускоряется в сторону анода 3, фокусируется при помощи электрода 2 на люминесцентном экране 6. На электрод 4 подают отрицательный относительно анода 3 потенциал, который частично расфокусирует электронный поток. Дополнительный фокусирующий электрод 5 подфокусирует изображение на экране, Между электродами прикладывают напряжение, ускоряющее электрон до энергии, достаточной для возбуждения люминесцентного экрана.

Распределение осевого потенциала в приборе показано на фиг, 2 (сплошная линия). Электроны ускоряются на участке а — б, тормозятся на участке б — в до потенциала

400 В и снова ускоряются на участке в-r.

1741187

20

35

45

Для запирания изображения на электрод 4 подают потенциал ниже потенциала фотокатода (точка "в" пунктирная линия).

При подаче на электрод 4 положительного строб-импульса амплитудой Оотп100 В электронный поток проходит на экран, при бомбардировке котор,,го электронное изображение трансформируется в световое.

Устройство (фиг, 3) содержит фотокатод

11, фокусирующий электрод 2, анод 3, про1. 1 зрачный к электронному потоку электрод4, фокусирующий электрод 5, люминесцент1. ный экран 6, прозрачные к электронному

1 потоку тормозящие электроды 7, 8, 9. Электроды 4, 7, 9 образуют отрезок высокоча1 стотной передающей линии, причем потенциалы электродов 7 и 9 одинаковы и ниже потенциала анода и люминесцентного экрана.

Распределение осевого потенциала в приборе показано на фиг. 4 (сплошная линия), Электроны ускоряются на участке а — б, тормозятся на участке б — B, на участке a — г при потенциале 100 В электроны летят с постоянной скоростью, на участке г — ж ускоряются до энергии возбуждения люминесцентного экрана, на участке ж — д летят с постоянной скоростью до столкновения с экраном, Высокочастотная передаюгцая линия, состоящая из электродов 4, 7, 8, использу1. ется в качестве затвора. При подаче на центральный электроq отрицательного относительно фотокатода постоянного напряжения (пунктирная линия на фиг. 4) электронный луч не проходит на экран. При подаче на электрод 4 положительного импульса амплитудой 100 В электроны проходят на люминесцснтный экран и вызывают его свечение.

Высокочастотное выполнение узла затвора позволяет стробировать изображение коротки (1 нс) электрическими импульсами небольшой амплитуды (-100 В).

Устройство (фиг, 5) содержит фотокато1д

1, фокусирующий электрод 2, анод 3

11 1 подфокусирующий электрод 5, люминес11 центный экран 6, прозрачные для электронного потока тормозящие электроды 10, 11, две пары электростатических пластин

12, 13 равной чувствительности, разделенных диафрагмой 14.

Устройство работает следующим образом, Возбужден ные под действием света фотоэлектроны эмиттируются с фотокатода

1, ускоряются в сторону анода 3, фокуси11 руются при помощи электрода 2 на люми11 несцентном экране 6 . На электроды 10, 11 подают отрицательный относительно анода

3 потенциал, который частично расфокусирует электронный поток. Дополнительный фокусирующий электрод 5

11 подфокусирует изображение на экране.

Между электродами прикладывают напряжение, ускоряющее электроны до энергии, достаточной для возбуждения люминесцентного экрана.

Распределение осевого потенциала приведено на фиг. 6.

На участке а — б фотоэлектроны ускоряются, на участке б — в тормозятся, на участке в — г летят с постоянной скоростью при потенциале - 100 В, затем на участке г — д вновь ускоряются до потенциала возбуждения люминесцентного экрана. Для запирания изображения на электроды 12, 13 подают противофазные постоянные напряжения смещения, которые отклоняют электронный луч на стенки диафрагмы 14, Для отпирания изображения на пластины 12, 13 подают противофазные импульсы, компенсирующие напряжение смещения. Электронный луч при этом попадает в отверстие диафрагмы 14 и проходит на люминесцентный экран.

Чувствительность затвора описанного типа обратно пропорциональна скорости электронного пучка, В данном случае скорость соответствует потенциалу на участке в— г, т.е, 100 В, что в 150 раз меньше, чем в прототипе. B соответствии с этим при прочих равных условиях напряжение стробирования электронного луча также должно быть в 150 раз меньше, т,е. составлять 5 В, Показанные на фиг. 1, 3, 5 устройства имеют прозрачные к электронному потоку электроды, выполненные в виде диафрагм с отверстиями, достаточными для прохождения электронного потока. Все рассуждения проводились в пренебрежении "провисанием" электрических полей в отверстия диафрагм, Однако, как показало моделирование на ЭВМ, в области, примыкающей к отверстию, существует неоднородность электрического поля, незначительно изменяющая электронные траектории. Для устранения этого эффекта отверстия в диафрагмах могут быть затянуты мелкоструктурной сеткой, например, с шагом 10 мкм, что незначительно ослабит электронный поток, но сгладит неоднородность поля.

Таким образом, способ и устройства, реализующие способ, позволяют: упростить и роцесс управления электрон ным лучом путем снижения потенциала стробирования (расширения элементной базы управляющей электроники); расширить область использования, так как способ и устройства п .актически не имеют ог :"ничений на раз1741187 мер рабочего поля фотокатода, поскольку в прикатодной области нет элементов, мешающих процессу его формирования.

Формула изобретения

1. Способ формирования кадров электронного изображения, включающий в процессе фокусировки ускорение электронов пучка до энергии, необходимой для возбуждения люминесцентного экрана, стробирование пучка электрическим импульсом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса управления электронным пучком и расширения области использования способа, в процессе фокусировки после ускорения электронов пучка производят их торможение, затем стробирование пучка и последующее ускорение их до энергии возбуждения люминесцентного экрана и подфокусировку.

2. Электронно-оптический преобразователь, содержащий фотокатод, фокусирующую систему, анод, электронный затвор, люминесцентный экран, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса управления прибором в импульсном режиме, между анодом и люминесцентным экраном введен, по крайней мере, один прозрачный к электронному потоку тормозящий электрод, а между тормозящим электродом и люминесцентным экраном расположен дополнительный фокусирующий электрод.

5 3, Преобразователь по и. 2, о т л и ч а юшийся тем, что содержит два тормозящих электрода, электрически соединенных между собой, в пространстве между которыми расположен электронный затвор.

10 4, Пребразователь по пп; 2 и 3, о т,л и ч аю шийся тем, что электронный затвор выполнен в виде отрезка полосковой линии, расположенной перпендикулярно электронному потоку и имеющей прозрачные для

"5 электронного потока участки.

5. Преобразователь по пп. 2 и 3, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве электронного затвора использован затвор компенсационного типа, выполненный в виде двух пар

20 электростатических отклоняющих пластин равной чувствительности, разделенных диафрагмой. б. Преобразователь по пп. 2 — 5, отл и ч аю шийся тем, что прозрачные для электронного потока участки выполнены в виде диафрагм.

7. Преобразователь по пп. 2 — 5, о тл и ч аю шийся тем, что прозрачные для электронного потока участки электродов выполнены

30 из мел коструктурных сеток.

1741187

1741187 з" юа,ФЗБН#

50

Составитель Е,Барышевский

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор M.Áàíäóðà

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 2088 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5