Способ возбуждения экрана лазерного электронно-лучевого прибора

 

Изобретение относится к электронной технике, конкретно к лазерным электронно-лучевым приборам, используемым в системах отображения информации, растровой оптической микроскопии и т.д. Задача уменьшения расходимости излучения лазерного электронно-лучевого прибора решается тем, что в предлагаемом способе возбуждения экрана лазерного электронно-лучевого прибора, включающем облучение экрана электронным пучком, электронный пучок имеет в плоскости экрана кольцеобразное распределение плотности тока. Соотношение внутреннего и внешнего диаметров кольцеобразного распределения плотности тока электронного пучка в плоскости экрана может лежать в пределах 1,2d_внеш/d_внутр5 Кроме того, внутренний диаметр кольцеобразного распределения плотности тока электронного пучка в плоскости экрана может находиться в пределах 5-70 мкм, а внешний - в пределах 20-100 мкм. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к электронной технике, а более конкретно к лазерным электронно-лучевым приборам, используемым в системах отображения информации, растровой оптической микроскопии и т.д.

Известен способ возбуждения экрана лазерного электронно-лучевого прибора сканирующим электронным пучком с распределением плотности тока, близким к гауссову [Уласюк В.Н. Квантоскопы. - М.: Радио и связь, 1986].

При таком способе возбуждения лазерного экрана в полупроводнике образуется активная область с радиальным распределением коэффициента усиления, близким к гауссову. В активной области формируется электромагнитное поле с выпуклым волновым фронтом. Вследствие этого из активной области излучается лазерное излучение с высокой расходимостью. Это приводит к значительным потерям излучения при его вводе в оптическую систему, например, объектив или световод, снижению разрешающей способности при использовании лазерного электронно-лучевого прибора в системах отображения информации или растровой оптической микроскопии и т.д.

В изобретении решается задача уменьшения расходимости излучения лазерного электронно-лучевого прибора.

Задача решается тем, что в предлагаемом способе возбуждения экрана лазерного электронно-лучевого прибора, включающем облучение экрана электронным пучком, упомянутый электронный пучок имеет в плоскости экрана кольцеобразное распределение плотности тока.

Задача решается также тем, что соотношение внутреннего и внешнего диаметров кольцеобразного распределения плотности тока электронного пучка в плоскости экрана лежит в пределах 1,2d_внеш/d_внутр5.

Задача решается также тем, что внутренний диаметр кольцеобразного распределения плотности тока электронного пучка в плоскости экрана лежит в пределах 5 - 70 мкм, а внешний - в пределах 20 - 100 мкм.

Предлагаемый способ возбуждения экрана лазерного электронно-лучевого прибора осуществляется следующим образом. Экран лазерного электронно-лучевого прибора охлаждают до рабочей температуры с помощью термоэлектрического или жидкостного криоохладителя. На экран, электроды электронно-оптической системы, создающей электронный пучок с кольцеобразным распределением плотности тока, фокусирующую, отклоняющую и модулирующие системы подают соответствующие напряжения питания, в результате чего электронный пучок, формируемый электронно-оптической и фокусирующей системами и управляемый отклоняющей и модулирующей системами, возбуждает лазерный экран.

При возбуждении лазерного экрана электронным пучком с кольцеобразным распределением плотности тока в плоскости экрана создается активная область, в центре которой реализуется значение коэффициента усиления меньшее, чем в периферийной области. Благодаря этому волновой фронт лазерного излучения формируется слегка вогнутым или плоским, в зависимости от соотношения между внутренним и внешним диаметрами кольцеобразного распределения и между значениями плотностей тока в максимуме распределения и в центре электронного пучка. В результате лазерный электронно-лучевой прибор генерирует лазерное излучение с узкой диаграммой направленности.

Ниже приведены конкретные примеры реализации предлагаемого способа возбуждения экрана лазерного электронно-лучевого прибора.

Пример 1. Экран лазерного электронно-лучевого прибора, выполненный из сульфоселенида кадмия, возбуждается электронным пучком с кольцеобразным распределением плотности тока, с внешним диаметром распределения (по уровню 1/2) 40 мкм и внутренним диаметром (по уровню 1/2) 15 мкм, током пучка 1 мА и энергией электронов 60 кэВ. Порог генерации составляет 0,01 мА. Экран генерирует излучение мощностью 5 Вт, с расходимостью 0,5 градуса.

Пример 2. Экран лазерного электронно-лучевого прибора, выполненный из сульфида цинка-кадмия, возбуждается электронным пучком с кольцеобразным распределением плотности тока, с внешним диаметром распределения (по уровню 1/2) 50 мкм и внутренним диаметром (по уровню 1/2) 20 мкм, током пучка 2 мА и энергией электронов 60 кэВ. Порог генерации составляет 0,03 мА. Экран генерирует излучение мощностью 8 Вт, с расходимостью 0,4 градуса.

Формула изобретения

1. Способ возбуждения экрана лазерного электронно-лучевого прибора, включающий облучение экрана сканирующим электронным пучком, отличающийся тем, что электронный пучок имеет в плоскости экрана кольцеобразное распределение тока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение внутреннего d_внутр и внешнего d_внеш диаметров кольцеобразного распределения плотности тока электронного пучка в плоскости экрана лежит в пределах 1,2 d_внеш/d_внутр 5.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что внутренний диаметр кольцеобразного распределения плотности тока электронного пучка в плотности экрана лежит в пределах 5-70 мкм, а внешний - в пределах 20-100 мкм.