Электронно-оптический преобразователь

 

1. ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий фотокатод , ускоряющий и фокусирующий электроды в виде цилиндров одного диаметра , анод с диафрагмой, систему развертки изображения и люминесцентный экран, отличающийся тем, что, с целью повьшения временного разрешения и увеличения яркости изображения,, анод снабжен цилиндрической частью, диаметр которой U di определяется из соотношения 0,3-1,0, а отношение длин электродов к их диаметрам составляет :k k tl 2,0-2,3, 1,4-1,6, - ,-, - , 1 ,- ,, т «1 «1 02 - 0,1-0,7, -i 0,2-0,3, -- 0, 0,3, при этом отношение расстояния от фотокатрда до экрана к диаметру ускоряющего и фокусирзтощего электродов составляет 3 10-12, 1 ч где « - диаметр ускоряющего и фокусирующего электродов; 2. диаметр анода; Ц - длина ускоряющего электрода; L - длина фокусирующего электрода , L - длина анода, (Л Е - расстояние между ускоряющим и фокусирунидим электродами; 2 - расстояние между фокусирующим электродом и анодом; Cj- расстояние между фотокатодом и экраном. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что ускоряющий электрод имеет в торце, обраа щенном к фотокатоду,щелевую диафрагму. ел СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3450 " 01 J 31 50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО Д=ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3565032/18-21 (22) 07.01.83 (46) 30.06.84. Бюл. У 24 (72) Т.С. Вьюгина, В.M. Жилкина, В.Б. Лебедев, Б.M. Степанов и Г.Г. Фельдман (53) 621.387(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

У 13299779 кл. Н 1 D, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

В 813534, кл. Н 01 1 31/50, 1981 ° (54) (57) 1 . ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий фотокатод, ускоряющий и фокусирующий электроды в виде цилиндров одного ди, аметра, анод с диафрагмой, систему развертки изображения и люминесцентный экран, отличающийся тем, что, с целью повьппения временного разрешения и увеличения яркости изображения„ анод снабжен цилин/ дрической частью, диаметр которой

4г определяется из соотношения — д1

= 0,3-1,0, а отношение длин электродов к их диаметрам составляет

„„SU„„100655 A — = 2,0-2,3, — = 1,4-1,6, 01-07 — =0203 --=021 г

t t .d 3

1 1

0,3, при этом отношение расстояния от фотокатода до экрана к диаметру ускоряющего и фокусирующего электродов составляет е — 10-1 2, а1 где — диаметр ускоряющего и фокусирующего электродов; г — диаметр анода; — длина ускоряющего электрода; — длина фокусирующего элек2 Ф трода," е

L> — длина анода;

1„ — расстояние между ускоряющим и фокусирующим электродами;

2 — расстояние между фокусиру- Я ющим электродом и анодом; (— расстояние между фотокатодом и экраном. О

2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что ускоряющий электрод имеет в торце, обра- щенном к фотокатоду,щелевую диафрагму.

С

1 11

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронно-оптическим преобразователям для регистрации быстропротекающих процессов.

Физическое временное разрешение времяаналнзирующего электронно-оптического преобразователя (ЭПО) зависит, главным образом, от напряженности поля вблизи фотокатода и распределения потенциала вдоль прибора, которое характеризуется безразмерной величиной

«Р м о

Ф д

92

0(1)9/

2с где 0 (г) — распределение осевого потенциала;

Ц вЂ” начальная энергия электрона;

Š— напряженность поля вблизи фотокатода, Z, 2 Р†координаты ускоряющего электрода и плоскости отклонения пучка, соответственно.

Техническое временное разрешение времяанализирующих ЭОП определяется величиной

0 "

Н=, (г где а — техническое временное разрешение; — размер разрешаемого элемента изображения на экране;

Ч вЂ” скорость развертки.

Реальное разрешение ограничивается физическим и техническим временным разрешением и бпределяется большей (худшей) из этих двух величин.

Известен времяанализирующий ЭОП, включающий фотокатод, ускоряющий электрод в виде мелкоструктурной сетки, расположенной вблизи фотокатода, фокусирующий электрод в виде усеченного конуса, анод, систему развертки изображения, люминесцентный экран (1 J.

Недостатком этого ЭОП следует считать относительно высокий коэффициент = 1,75 (для U =1В и анодного напряжения 15 кВЭ, который ограничивает физическое временное разрешение.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электронно-оптический .преобразова00655 тель, содержащий фотокатод, ускоряющий и фокусирующие электроды в виде цилиндров одного диаметра, анод с диафрагмой, систему развертки

5 изображения, люминесцентный экран(2).

Геометрические размеры электронно-оптической системы в ЭОП таковы, что при напряженности электрического поля вблизи фотокатода Е

30 кВ/см коэффициент 1 2 а коэффициент электронно-оптического увеличения М = 2-2,4.

Высокое физическое временное раз решение, достигнутое в данном ЭОП, 15 не реализуется полностью из-за ограничения технического временного разрешения, поскольку d" = d" M, где с „ — размер разрешимого элемента на катоде.

-20

Кроме того, при переносе изображения с фотокатода на экран происходит потеря яркости, зависящая от M и проницаемости сетки в ускоряющем

25 электроде, которая обычно составляет . 503.

Целью изобретения является повышение временного разрешения и увеличение яркости изображения. 30II.

Указанная цель достигается тем, что в электронно-оптическом преобразователе, содержащем фотокатод, ускоряющий и фокусирующий электроды в виде цилиндров одного диаметра, анод

3S с диафрагмой, систему развертки изображения, люминесцентный экран, анод снабжен цилиндрической частью, диаметр которой определяется из соотно 2 шения †-=0,3-1,0, а отношение длин

1 электродов к их диаметрам составляет

Ь 42 — = 2 0-2 3 -- = 1 4-1 6

1 а * 5

° 3 = е

2 (g d

= 0 2-0 3 -- = 0 1-0 7 -- = 0 22 1

0,3, при этом отношение расстояния от фотокатода до экрана к диаметру ускоряющего и фокусирующего электрое, 50 дов составляет -- = 10-12 где

У 1 диаметр ускоряющего и фокусирующего электродов; 32 — ; 4„— длина ускоряющего электрода; длина фокусирующего электрода;

55 длина анода; Š— расстояние между в ускоряющим и фокусирующим электродами; Ег — расстояние между фокусирующим электродом и анодом; Е> — расстояние между фотокатодом и экраном.

3 11006

Ускоряющий электрод может иметь в торце, обращенном к фотокатоду, щелевую диафрагму.

На чертеже изображен электроннооптический преобразователь (ЭОП), включающий фотокатод 1, ускоряющий электрод с мелкоструктурной сеткой

2, фокусирующий электрод 3, анод 4, систему 5 развертки изображения, люминесцентный экран 6. !О

ЭОП работает следующим образом, На фотокатод 1 подается отрицательное напряжение 20 кВ, на ускоряющий 2 и фокусирующий 3 электроды 4 кВ, положительное относительно 15 фотокатода (точное напряжение на фокусирующем электроде подбирается экспериментально по изображению на экране). Анод 4 заземляется. Проектируемое на фотокатод через узкую 2О цель иэображение йсследуемого процесса переносится электронной оптикой на экран 6 и разворачивается по нему при подаче отклоняющих напряжений на систему 5 развертки. Путем д фотометрирования полученного изображения осуществляют временной анализ исследуемого процесса.

В данном преобразователе при напряженности поля у фотокатода Е = ЗО

30 кВ/см, коэффициент =1,1, а электронно-оптическое увеличение М = 1,61.2. Таким образом, при сохранении физического временного разрешения техническое временное разрешение увеличено на 30-40Х за счет уменьшения коэффициента М. Кроме того, увеличена яркость изображения, кото1 рая пропорциональна — . м— ,Разброс коэффициентов в указанных соотношениях приводит к изменению электронно-оптического увеличения от 1,6 до 1,2, сохраняя коэффициент 1 на уровне 1,1.

Дополнительное увеличение яркости иэображения может быть получено за счет замены ускоряющей сетки на щелевую диафрагму, которая имеет

f0OX-ную прозрачность.

Рассчитанные на ЭВМ параметры подтверждены на экспериментальном макете ЭОП, который имеет следующие соотношения размеров: 2 "г — =067 - =203 --=14 а

1 1 1

С„

--=Π65 — = 0 25 — = 0 24

У Ф 1 В э Д э Ф

2 1 1

11 6.

° °

Вьйсод за рамки указанных соотношений геометрических параметров электронно-оптической системы приводит, с одной стороны, к ухудшению временного разрешения, а с другой— к уменьшению яркости и пространственного разрешения.

1100655

Составитель В. Александров

Техред М.Надь

Корректор А. Тяско

Редактор С. Тимохина

Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4588/39

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4