Электронно-оптическая система с электростатической фокусировкой

 

1. ЭЛЕКТРОНЙО-ОПТИЧЕСКАЯ / СИСТЕМА С ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ ФОКУСЙРОВКСЙ1 , содержащая систему формирования электронного пучка, фокусирующую систему из двух линзовых систем, образованных четырьмя электродами,и вь резьтакяцую диафрагму, о т ли чаю щ а я с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности при уменыпении ее зависимости от тока электронного пучка и упрощении конструк:ции , электроды линзовых систем выполнены в виде полых цилиндров одинакового диаметра, я вырезывающая диафрагма устанговлена внутри первого элект|К1да на расстоянии от его выходного торца не более 0,7 от внутреннего диаметра В электродов, при этом диаметр отверстия диафрагмы не |фвв1япает 0,16D , а длины первого С , второго tj и третьего в,электродов выбраны в следующих пределах: (,2Р, ,5Р,Сз. 22). 2. Система по п. 1, о т л и ч а ю flt а я с я тем, что первый и третий электроды фокусирующей системы электрически соединены между собой. Г 71 1 Я J ЯГ

ГООУДАРственный нОмитет сооР оо диьм изои атиний и отниьгпй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3lS9 8 0 J 29 46

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3582056/18-21 (22) 10.01.83 (46) 23.10.84. Бюл. У 39 (72) Б.М.Рабин, Г.О.Коквина и В.Н.Воинов (53) 621.835.832(088.8) (56) 1. Патент США У 4178532, кл. Н 01 J 29/50, опублик. 1979.

2. Патент Франции В 2201536, кл. Н 01 J 29/00, опублик. 1974 (про" тотин). (54)(57) 1 ° ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКАЯ

СИСТЕМА С ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКОЙ, содержащая систему формирова", ния электронного пучка, фокусирующув систему as двух линзовых систем, образованных четырьмя электродами,и выреэывающую диафрагму, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью аовыыения разрешающей способности при уменьшении ее зависимости от тока электронного пучка и упрощении конструкции, электроды линзовых систем выполнены в виде полых цилиндров одинакового диаметра, а вырезывакщая диафрагма устайовлена внутри первого электрода на расстоянии от ere выходного торца не более 0,7 от внутреннего диаметра 3 электродов, при этом диаметр отверстия диафрагмы не у рввъшыет 0,163, а длины первого F второго 6 и третьего Ф электродов выбраны в следующих пределах: Ф.р1,2Э, <2 53 t> Ъ 23.

2. Системапоп. 1, отлича— в щ а я с я тем, что первый и.третий электроды фокусирующей системы электрически соединены между собой.

1 11204

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронно-оптическим системам (ЭОС), применяемым в электронно-лучевых приборах (ЭЛП) с электростатической фокусиров5 кой электронного пучка.

Известна ЭОС с электростатической фокусировкой, содержащая систему формирования электронного пучка и фокусирующую систему, например, в виде одиночной линзы Г1 3.

Однако увеличение разрешающей способности в таких ЭОС связано с цеоб. ходимостью увеличения отношения наибольшего значения напряжения на электроде, расположенном перед последним электродом имеющим потенциал экрана,к напряжению на экране. Увеличение напряжения требует принятия специальных мер для устранения пробоев как между штырьками ножки прибора, так и внутри его. Прн этом усложняется конструкция ЭЛП.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является

ЭОС с электростатической фокусировкой, содержащая систему формирования электронного пучка, фокусирующую систему из двух линзовых систем, образованных четырьмя электродами, и выреэывающую диафрагму. Первая линзовая система образует действительное изображение кроссовера до входа пучка,so вторую линзовую систему, вторая линзовая система в свою очередь проецирует это промежуточное изображение на экран ЭЛП Г23.

Однако в известной ЭДС первая линзовая система состоит нз плоских диафрагм с отверстиями разных диаметров и цилиндра с диаметром, больямм чем 4О диаметр отверстий диафрагм, .что сильно затрудняет получение требуемой со осности конструкции. Значительное затруднение представляет также обеспече".: ние соосности первой и второй линзовых систем.

Ддя ограничения тока пучка на входе второй линзовой системы размещена вырезывающая диафрагма, и ток пучка изменяется с изменением регулируемого фокусирующего напряжения, подаваемого на один из электродов первой линзовой системы.

- После вырезывающей диафрагмы электроны ускоряются, поэтому в пучке Ыэ присутствуют электроны, отраженные от стенок отверстия диафрагмы и имеющие меньшие скорости, что приводит к об

25 2 разованию ореола вокруг сфокусированного пятна на экране.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности при уменьшении ее зависимости от тока электронного пучка и упрощении конструкции.

Укаэанная цель достигается тем, что в ЭОС с электростатической фокусировкой, содержащей систему формирования электронного пучка фокусирующую систему из двух линзовых систем, образованных четырьмя электродами, и вырезывающую диафрагму, электроды:, линзовых систем выполнены в виде по" лых цилиндров одинакового диаметра, а вырезывающая диафрагма установлена внутри первого электрода на расстоянии от его выходного торца не более 0,7 от внутреннего диаметра Р электродов, при этом диаметр отверстия диафрагмы не превышает 0,16Ý, а длины первого О,, второго О и третьего И электродов выбирают в следующих пределах: Р 3 1,23, 23< 0 i 2,53, ð 21).

Кроме того, первый н третий электроды фокусирующей системы могут быть электрически соединены между собой.

На чертеже показана схема предлагаемой ЭОС.

Электронно-оптическая система состоит из системы четырех электродов

1-4, выполненных в виде цилиндров одинакого диаметра с длинами Р„- 6, и системы 5 электронного формирования пучке. Торец цилиндра электрода 1, обращенный к системе 5 формирования, закрыт донышком б с отверстием, которое является конечным электродом системы формирования. В цилиндре первого электрода 1 на расстоянии не более 0,72 от его выходного торца, обращенного к электроду 2, установлена вырезывающая диафрагма 7 с отверстием 8, величина диаметра которого составляет 0,16Э так, что диаметр пучка на выходе из цилиндра . электрода 1 не превышает 0,22. Толщина материала вырезывающей диафрагмы

7 в районе отверстия 8 должна быть меньше О, 1 мм. Пучок электронов, расходящийся из крассовера 9 системы 5 формирования, собирается линзами

10 (между электродамн 1 и 2) н 11 (между электродами 2 н 3) в точку на оси системы, где формируется проме.жуточное изображение 12 кроссовера 9, мися от скорости электронов основного пучка. Для уменьшения количества вторичных электронов толщина материала диафрагмы 7 меньше 0,1 мм. Поскольку О меньше О„и О„ электрод 2 действует как антидинатронный, вторичные электроны направляются на стенки электродов 2-4, что исключает появление ореола вторичных электронов вокруг сфокусированного пятна на экране.

Величина тока пучка, прошедшего через ЭОС, определяется длиной цилиндра электрода 1 и диаметром отверстия

8 вырезывающей диафрагмы 7. Установлено, что для получения действительного промежуточного изобретения 12 кроссовера 9 в области электрода 3 длина 1 электрода 2 должна быть больше 2 ), а ее увеличение больше

2,5D свойств ЭОС не улучшает. Длина цилиндра электрода 1 должна быть больше 1,2Р, чтобы удовлетворить условию, необходимому для размещенйя вырезывающей диафрагмы 7 на расстоянии не более 0,7 от выходного торца электрода 1 н исключить влияние диафрагмы на поле в отверстии доньппка 6 электрода 1. Верхнее значение t, определяется величиной тока пучка и

I разрешающей способностью и не должно превьппать Я).

Длина R цилиндра электрода 3 дол3 жна быть больше 217, чтобы исключить взаимодействие полей линз 11 и 13, и не должна превьппать 5D. Длина цилиндра электрода 4 определяется лишь из технологических условий и равна обычно 10-15 мм.

Изобретение позволяет получить широкий спектр трубок с электростатической фокусировкой с улучшенным качеством изображения за счет повышения разрешающей способности, снизить напряжение на электродах, тем самым устранить пробои между штырьками ножки и электродами ЭОС внутри трубки, а также значительно упростить технологию и повысить точность из,готовления ЭОС.

В.Гаврюшин це Корректор А.Обручар

Заказ 7752/41 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

3 1120425 4 которое переносится, линзой-13 (между электродами 3 и 4) на экране ЭЛП.

На схеме обозначена краевая траектория 14 электронного пучка.

С источников 15-18 постоянного

5 напряжения на электроды 1-4 подаются напряжения 01 - 0<, причем U и

0 C.U4,.04 потенциал õðààà э

0 СО и О, напряжения О,, L>и U<

1 имеют постоянные значения, а 0 регулируется для получения сфокусированного электронного пятна на экране.

Суммарное увеличение ЭОС составляет М = M1M2 где М " увеличение системы лийз 10 и 11, а М2 — увели- 15 чение линзы 13. Приданном значении

01 /0, определяющем увеличение М, подбором длин 9„- ьЗ можно получить . такое увеличение М, что общее увеличение системы М имеет наперед заданную величину.

Экспериментально найдено, что система линз 10 и 11 при (2 2 обладает малой сферической аберрацией, когда диаметр пучка на входе в линзу 10 меньше 0,2Р. При этом сферическая аберрация ЭОС уменьшается, если вырезывающая диафрагма 7 расположена в поле линзы 10, а именно на расстоянии меньше 0,72 от выходного торца цилиндра электрода 1 ° Из этих соображений определяется диаметр отверстия 8 вырезывающей диафрагмы 7, равный О, f69.

Возможность получения меньшего увеличения системы и уменьшение сфе35 рической аберрации позволяют повысить разрешающую способность ЭОС.

Так как фокусирующая система состоит из электродов, выполненньм в ви" де цилиндров одинакового диаметра, 40 значительно повьппается соосность системы при сборке, что влечет за собой уменьшение астигматизма и, соответственно, дополнительное увеличение разрещающей способности.

45.

При ограничении электронного пучка вырезывающей диафрагмой 7 из стенок ее отверстия 8 выбираются вторичные электроны со скоростями, отличающиСоставитель

Редактор С.Саенко Техред О.Ие

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