Узел мишени электронно-лучевого модулятора света

 

iii 928464

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮИЛЬСТВУ

Соеэ Советских

Социалистических

Реснубттик (53 ) УД К 621.383, .032 (088.8) (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.08.80 (21) 2978724/18-21 с присоединениеьт заявки М(23) Приоритет (5E)M. Кл.

Н 01 J 31/00//

Н 01 J 31/50

Государственный квинтет

СССР но делам нзебретеннй и атхрытнй

Опубликовано 15 05.82. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания (72) Авторы изобретения

Ю.А, Акимов, Г. Д. Бобрович, ттт.А. Крутяков, R.Ã. Морковин и Б.Ч. Степанов

С с

t с

\ (71) Заявитель

I (54) УЗЕЛ МИШЕНИ ЭЛЕКТРОННΠ— ЛУЧЕВОГО

МОДУЛЯТОРА СВЕТА

В известном узле мишени тонкая плоско-. параллельная пластина из электрического кристалла тетрагональной сингонии типа KDqPO4 (DKDP) расположена на проводящем и про-зрачном для светового потока покрытии на флюоритовом основании. На свободной плоскости пластина имеет диэлектрическое зеркало, В области перед пластиной со стороны зеркала по ходу электронного пучка последовательно установлены две плоские мелкоструктурные сетки, параллельные плоскости кристалла.

При сканировании известной мишени ЭЛМС электронным лучом, развернутым в телевизионный растр для полной зарядки и разрядки элемента мишени лучком рабочая плотность тока должна быть значительной и составлять

1 — 3 А/см .

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронно-лучевым модуляторам света (ЭЛМС) .

Известен узел мишени ЭЛМС в приборах типа "Титус" работа которого основана на эффекте Паккельса (1).

Недостаток известного ЭЛМС состоит в том. что рабочая плотность тока постоянной величины на элементе мишени при телевизионной развертке электронного луча обеспечивается использованием специального электронного прожектора и специальных формирующих и отклоняющих луч систем.

Наиболее близким по техническому решению к предложенному. является узел мишени электронно-лучевого модулятора света, содержащий плоско-параллельную пластину из электрооптического кристалла, расположенную на проводящем прозрачном для светового излучения основании и имеющую со стороны, противоположной основанию, диэлектрическое т5 зеркало, при этом по ходу электронного пучка со.стороны зеркала установлены последо-! вательно усилитель электронного пучка и две мелкоструктурные сетки, плоскости которых параллельны: пбверхности пластины (2).

Однако использование усилителя электрон-. ного пучка в виде микроканальной пластины (МКП) не позволяет реализовать запись информации телевизионным растром электрон8464 зеркало, при этом по ходу электронного пучка со стороны зеркала установлены последовательно усилитель электронного пучка и две мелкоструктурные сетки, плоскости которых параллельны поверхности пластины, усилитель электронного пучка выполнен в виде микроканальной пластины с соотношением длины канала к его радиусу равным 150—

200, при этом величина электрического сопротивления микроканальных пластин Ймкп опре-. делена из соотношения

3 92 ного луча, сформированного стандартным

-промежутком, при оптимальном отношении длины канала МКП к его радиусу равным 75—

100.

Так, в режиме линейного усиления МКП предельный выходной ток ее составляет 0,05 от тока проводимости стенок каналов и допустимая плотность выходного тока для этого режима составляет величину 10 А/см .

Воспроизведение информации в этом случае при необходимой процентной световой модуляции возможно лишь при увеличении времени облучения мишени по крайней мере до 1 с, При работе МКП в импульсном режиме максимальная величина выходного заряда определяется состоянием насыщения каналов и составляет 10 9 Кл/см, что также не обеспечивает работу мишени ЭЛМС при телевизион ном разложении изображения.

В известном техническом решении не предусмотрена также защита входной плоскости

МКП от засева вторичными электронами, возникающими на промежутках и краях каналов, что может привести к ухудшению линейного разрешения ЭЛМС в целом.

Таким образом, узел мишени известного

ЭЛМС характеризуется следующими недостатками; невозможностью использования в мишени

36

ЭЛМС МКП как в линейном режиме, так и в импульсном предельном режиме усиления при телевизионном сканировании электронным пучком электрооптического кристалла; невозможность использования стандартных телевизионных систем формирования и отклонения электронного пучка с рабочей для электрооптичсского кристалла плотностью тока и отсутствием стандартных электронных прожекторов, формирующих рабочие плотносги тока; наличием явления засева вторичными электронами вхо,,дной плоскости МКП, ухудшающего разрешение мишение, Цель изобретения — обеспечение рабочих плотностей электронного пучка постоянной величины при повышенной чувствительности мишени при сканировании пучка по электрог оптическому кристаллу с использованием ртандартных систем формирования телевизионного растра и стандартного электронного прожектора, а также повышение разрешающей способности мишени.

Цель достигается -тем, что в узле мишени электроннолучевого модулятора света, содержащем IUIocKQ-параллельную пластину из электрооптического кристалла, расположенную на проводящем прозрачном для светового излучения основании и имеющую со стороны, противоположной основанию, диэлектрическое

R (0,015

f.. S r2MKII

"де tKag — длительность кадровой развертки телевизионного стандарта; щ<п — толщина микроканальной пластины, м; — диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/м; мкп — радиус микроканальной пластины, м;

S — коэффициент полезной площади микроканальной пластины.

Входная плоскость первой по ходу электронного пучка микроканальной пластины снабжена сплошным проводящим покрытием прозрачным для входного электронного потока и не прозрачным для вторичных электронов.

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Устройство содержит проводящее покрытие 1 входной плоскости первой МКП, которое выполняется сплошным для исключения засева вторичными электронами; МКП 2, дополнительную сетку 3, основную (первую) сетку 4, диэлектрическое зеркало 5, мишень

6 электрооптический кристалл DKDP), прозрачное проводящее покрытие 7, флюоритовое основание 8,,систему 9 охлаждения основания.

Устройство, в котором с целью уменьшения управляющих напряжений электрооптический кристалл 6 охлаждается до температуры, несколько превышающей точку Кюри, работает следующим образом.

Электронный луч незначительной плотности (сформированный, например, электронным прожектором видикона) сканируют по входной поверхности МКП 2 в виде телевизионного растра. Включение МКП обеспечивает такое усиление электронного входного луча, при котором в выходной части каналов, находящихся на пути луча, образуется заряд насыщения.

При этом плотность выходного луча из МКП составляет 1 — 1,5 А/см и при сканировании остается постоянной. Потенциалы первой и второй сеток 4,3 и проводящего покрытия 7 под кристаллом на мишени 6 устанавливаются такими, чтобы, с одной стороны, обеспе928464

При визуализации положительных ионов, ультрафиолетового или рентгеновского излучения они непосредственно направляются на входную плоскость МКП 2. Выходной электронный поток записывается на мишень 6 при подаче на вторую сетку 3 положительного относительно заземленного нроводягцего покрытия управляющего импульса. Стирание записанной

50 информации в присутствии того же излучения осуществляется заземлением второй сетки 3.

Длительность управляющего импульса и частота его повторения определяются интенсивностью излучения.

Возможность включения в состав узла мишени ЭЛМС МКП с отношением длины канала и его радиуса равным 150.-200, (возможно включение последовательно двух МКП) объясчить неискаженный перенос усиленного электронного луча и, с другой стороны, обеспечить коэффициент вторичной эмиссии диэлектрического зеркала, нанесенного на кристалл, равный 2. 5

Электронный луч выполняет функции локального перемещающегося проводника, замыкая вторую сетку 3 с участками мишени, на которые он падает.

Так как входной видеосигнал подается меж- 10 ду второй сеткой 3 и проводящим покрытием

7, то в результате сканирования потенциал мишени 6 (зеркала 5) приобретает равновесное значение, близкое к потенциалу сетки 4 в данный момент времени. 15

При большом удалении второй сетки 3 от мишени эмиттированные вторичные электроны могут не достигнуть сетки и вернуться на соседние участки мишени.

Таким образом, расстояние вторая сетка

3 — мишень 6 и шаг ячеек сетки определяют разрешающую способность устройства.

Чтобы исключить попадание на мишень 6 вторичных электронов, не захваченных второй сеткой 3, потенциал первой сетки 4 25 должен несколько превышать потенциал второй сетки 3 (например на 150 В).

Таким образом, входной электронный луч усиливается МКП 2 и, перемешаясь по мишени 6, заряжает ее участки в соответствии с напряжением видеосигнала, независимо от заряда, который имели эти участки раньше, Следовательно, стирание старого изображения и запись нового производятся одновременно.

Напряжение, приложенное к кристаллу мише- ни 6, осуществляет модуляцию света, облучающего мишень 6 со стороны основания 8 мишени, на.котором закреплен кристалл. Эффект модуляции увеличивается вдвое из-за того, что свет дважды проходит через кристалл — в

"прямом" направлении и отражаясь от зеркала 5 мишени. няется явлением провала потенциала выходной, плоскости МКП вглубь канала на глубину. равную примерно (0,1-0,08) tмм (длина одного акта умножения).

Это явление, как было экспериментально установлено, сопровождается значительным (- 100 раз) увеличением выходного заряда в сравнении с предельно допустимой расчетной величиной. Формирование увеличенного выходного заряда (также определяющего состояние насыщения) при последовательном контактном соединении двух МКП осуществляется за короткий промежуток времени, равный 10 с.

С целью обеспечения передачи изображения с МКП на кристалл практически без ухудшения разрешения напряженность электрического поля промежутка МКП 2 (выходная плоскость) — дополнительная сетка 3 следует устанавливать не менее 1,5 10 В/мм. В этом случае при заземленной входной плоскости

МКП на выходную плоскость подают рабочее напряжение, например, равное +2000 В, а на дополнительную сетку 3, отнесенную от МКП 2, например, на расстояние 1,5 мм, следует подать напряжение не менее +4250 8.

Так как МКП способна обнаруживать широкий диапазон частиц излучения, то предложенный узел мишени может рассматриваться как устройство для визуализации (кроме электронов) с эффективностью обнаружения выше 5% положительных ионов, мягкого рентгеновского и ультрафиолетового излучений.

Формула изобретения

1. Узел мишени электронно-лучевого модулятора света, содержащий плоско-параллельную пластину из электрооптического кристалла, расположенную на проводящем прозрачном для светового излучения основании и имеющую со стороны, противоположной основанию, диэлектрическое зеркало, при этом по ходу электронного пучка со стороны зеркала установлены последовательно усилитель электронного пучка и две мелкоструктурные сетки, плоскости которых параллельны поверхности пластины, отличающийся тем, что, с целью обеспечения рабочих плотностей электронного пучка постоянной величины при повышенной чувствительности мишени и сканировании пучка по электрооптическому кристаллу с использованием стандартных систем формирования телевизионного растра и стандартного электронного пучка постоянной величины при повышенной чувствительности ми,шени и сканировании пучка по электрооптическому кристаллу с исдользованием стан928464

Ц царанн

rtyq

Составитель Е. Пчелов

Техред Ж. Кастелевич

Редактор П. Веселовская

Корректор О. Билак

Тираж 758 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

I i 3035, Москва. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 г

Заказ 3254/67

Филиал ППП "Пагснг", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дартных систем формирования телевизионного растра и стандартного электронного прожектора, усилитель электронного пучка выполнен в виде микроканальной пластины с соотношением длины канала к его радиусу равным

150-200, при этом величина электрического сопротивления микроканальных пластин Вмкп определена из соотношения

R (0015 мкп 1 Е $2

> г мкп где ткад — длительность кадровой развертки телевизионного стандарта, с; щ<п — толщина микроканальной пластины, м;

Š— диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/м; гмкп — радиус микроканальной пластины, м;

$ — коэффициент полезной площадн: микроканальной пластины.

2, Узел мишени по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения разре5 шающеи способности мишени, входная плоскость первой по ходу электронного пучка микроканальной пластины снабжена сплошным проводящим покрытием, прозрачным для вторичных электронов.

1О

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Marie Ct., Donjon J. Tube Jmagia Trans—

porance Vrable SpatiotemporelIe. Prac JEEE, 61 Р 1 942, 1973 г., перевод ТИИЭР, т, 61, Ne 7, 178, 1973.

2. Патент Франции N 2098522, Н 01 31/00, от 10.03.73 (протртип).