Импульсный электронно-оптический преобразователь изображения

 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к импульсным электронно-оптическим преобразователям с увеличенным полем зрения.

СООЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I91SU(ii) (ц) Н 01 1 31/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4627560/21 (22) 28. 12. 88 (46) 30„05.91. Бюл. Р 20 (76) A,В, Бибенин, Б.Е.Дашевский, A,Ñ. Иагаршак и А.Л. Суровегин (SU) (53) 621„385.832(088,8) 2 (54) ЫЯ1УЛЬСНЫЙ ЭЛЕКТРОШ!О-ОПТИЧЕСИ1Й

11РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электронной технике, в частности к импульсным электронно-оптическим преобразователям с увеличенным полем зрения.

3 1б535

Изо ретение может быть использовано

К б при создании современной аппаратуры пространственно-времейного анализа быстропротекающих процессов со зна" а- 5 чительнои информационной емкостью.

Целью изобретения является повышение быстродействия за счет уменьшения амплитуды запирающих импульсов при увеличении поля зрения. Электроннооптический преобразователь, содержит вакуумную оболочку 1 с входным 2 и вьжодным 3 волоконно-оптическими корректирующими оптическими элементами, фотокатод 4, мишень 5. Внутри вакуум- 15 ной оболочки размещены фокусирующнй электрод 6, имеющий форму усеченной конической поверхности, а также полый анод 7, диафрагма которого выполнена в виде тонкой проводящей сет= 20 ки 8, имеющей сферическую форму с центром, совпадающим с центром сферических поверхностей фотокатода

Э мишени и вершиной конической поверхности фокусирующего электрода. Внут- 25 ри полого анода 7 размещены несимметричный компенсированный затвор отклоняющего типа с затворными 9, 10 и компенсирующими 11, 12 пластинами, а также диафрагма 13 и электронная ловушка 14. Электрически перекрестно. соединенные затворные и компенсирующие пластины установлены перпендикулярно плоскости отклонения электронного пучка и так, что каждая из ннх расположена параллельно соответствующей образующей электронного пучка в плоскости отклонения. При этом одна из затворных (10) и компенсирующих (.12) пластин установлена с зазором для пропуска электронного пучка в закрытом состоянии в электронную ловушку, соединенную с анодом. При работе устройства эффективность воздействия поля пластин затвора увеличивается за счет возможности увеличения длины пластин, уменьшения размера кроссовера и наличия электронной ловушки.

1 ил.

Изобретение относится к электрон50 ной технике, в частности к импульсно электронно-оптическим преобразовате1лям с увеличенным полем зрения и может быть использовано при создании совре менной аппаратуры пространственно"вре-З5

,м иного анализа быстропротекающих процессов со значительной информационной емкостью.

Целью изобретения является повы.шение быстродействия путем уменьше ния амплитуды запирающих импульсов ,при увеличении поля зрения.

Иа чертеже представлена схема конкретной реализации предлагаемого им пульсного электронно-оптического

45 преобразователя изображения.

Импульсный электронно-оптический преобразователь содержит сборную металлостеклянную вакуумную оболочку

1 с входным 2 -и выходным 3 волоконно оптическими корректирующими оптичес кими элементами, обеспечивающими передачу оптического изображения без искажений с плоской на сферическую

Поверхность и наоборот. На внутренней сферической поверхности элемента

2 нанесением соответствующего покрытия выполнен фотокатод 4, а на внутрейней сферической поверхности элемента 3 — мишень 5. Внутри сборной металлостеклянной оболочки 1 размещены фокусирующий электрод 6, имеющий форму усеченной конической поверхности, а также полый анод-7 диае фрагма которого выполнена в виде тонкой проводящей сетки 8, рограчной для пучка электронов и имеющей сферическую форму с центром, совпадающим с центром сферических поверхностей фотокатода 4, мишени S и вершиной конической поверхности фокусирующего.электрода б. Внутри полого анода 7 размещен несиьщетричный компенсированный затвор отклоняющего типа, содержащий затворные 9 и 10 а также компенсирующие 11 и 12 пластины, электрически соединенные перекрестно диаУ фрагму 13, электронную ловушку 14.

Габаритный размер диафрагмы 13 ограничен расстоянием в области кроссовера между концами затворной пластины

9, от которой отводится пучок электронов при запираиии, и электрически соединенной с ней компенсирующей пластины 12. В рассматриваемом варианте пластины 9, 12 и диафрагма 13 выполнены из одной заготовки. Отверстие

1653547 затворной диафрагмы 13 соответствует диаметру кроссовера и выполнено в месте пересечения диафрагмы с электронно-оптической осью прибора (штрнхпунктирная линия на чертеже). Электрически перекрестно соединенные затворные 9, 10 и компенсирующие 11, 12 пластины установлены перпендикулярно плоскости отклонения электронного пучка (совпадающей с плоскостью сечения прибора на чертеже) и каждая — параллельно соответствующей образующей конуса электронного пучка в плоскости. отклонения электронного пучка (пунктирная линия на чертеже). Затворная пластина 10 и компенсирующая пластина

12 установлены с зазором для пропуска электронного пучка при запертом затворе .в электронную ловушку 14, размещенную вдоль оси электронного пучка при закрытом затворе и электрически соединенную с анодом 7.

Импульсный электронно-оптический преобразователь изображения работает следуюцим образом.

Исходное изображение попадает на входную плоскость корректирующего оптического элемента 2, без искажений передающего его на сферический фотокатод 4, выполненный на внутренней поверхности входного элемента 2. На фотокатоде 4 возникает электронное изображение, фокусируемое электрическим полем, создаваемым между фотокатодом и сеткой 8 полого анода 7 с учетом действия фокусирующего электрода 6. Сходящийся электронный пучок с малыми потерями интенсивности про° ходит сквозь сетку 8 внутрь полого анода 7 и попадает в область воздействия электрического поля затворных . пластин 9, 10. К этим пластинам приложено постоянное электрическое напряжение (" минусом - к 9, "плюсом" — к

10), отклоняющее пучок от электроннооптической оси прибора и направляющее

его в электронную ловушку 14, находящуюся под потенциалом анода ?, благодаря чему замыкается цепь источника анодного напряжения. При этом режиме затвор закрыт. При приложении к затворным пластинам 9, 10 и перекрестно соединенным с ниии компенсирующим пластинам 11, 12 электрического прямоугольного импульса обратной полярности (" плюс" - к 9, 12, "минус" - к 10

11) в течение промежутка времени, определяемого длительностью этого им6 пульса, отклоняющее действие-постоянного электрического напряжения на электронный пучок оказывается скомпенсированным, благодаря чему на схо5 дящийся электронный пучок, сформированный полем на участке фотокатод— анод с учетом действия фокусирующего электрода 6, перестает действовать поле затворных пластин 9, 10, и этот пучок в области своего наименьшего сечения (кроссовера) беспрепятственно проходит через отверстие в затворной диафрагме 13. Ииновав это отверстие, расходящийся пучок направляется на мишень 5, представляющую. собой люминесцентный экран, выполненный на вчутренней поверхности выходного сферического элемента 3. Возникающее под дей"

20 ствнем бомбардировки люминесцентного экрана электронным пучком, усиленное по отношению к выходному оптическое изображение, пройдя через корректирующий оптический элемент 3 с мини25 мальными искажениями, трансформируется в выходное оптическое изображение, формируемое на выходной плоскости эле- " мента 3. Описываемый режим соответствует работе импульсного ЗОП с откры30 TblM ЗатВоРоМ„

Благодаря совмещению центров сферических поверхностей фотокатода 4, сетки 8 и мишени 5 с вершиной кони ческой поверхности Аокусирующего элект=

35 рода 6 при соответствующем выборе угла раскрытия конуса и подборе потенциала фокусирующего электрода 6, осу ществляемого методом моделирования, удается достигнуть минимального от40 личия условий фокусировки электронного изображения в предлагаемом импульсном ЗОП от идеальной сферической модели. Зто, в свою очередь, уменьшает размеры кроссовера, в первом прибли45 женин устраняет зависимость размеров кроссовера от входного поля зрения прибора, а также позволяет приблизить сетку 8 анода 7 к фотокатоду 4 и тем самым увеличить область прост5р ранства внутри полого анода 7. Увеличение этого пространства позволяет увеличить длину затворных пластин 9, 10, что соответствует увеличению эффехтивности воздействия поля этих пластин на электроиньй пучок и тем самым снижению амплитуды запирающего напряжения. Достижению этого же эффекта способствует уменьшение диаметра кроссовера (уменьшающее вели1653547

Составитель Е, Барышевский

Редактор А. Маковская Техред Л„Сердюкова Корректор Т, Палий

Заказ 1783 Тираж 321 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при. ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101 чину пространственного смещения электронного пучка, необходимого для запирания затвора), а также наличие ловушки 14, исключающей необходимость приложения избыточного запирающего напряжения дпя увеличения коэффициента запирания, Отсутствие в предлагаемом техническом решении в первом приближении зависимости диаметра крос-10 совера от размеров входного поля зрения прибора обеспечивает воэможность расширения входного поля без увеличения амллитуды запирающего напряжения, что свойственно прототипу и ана- 15 логам.

Исследования макета прибора подтвердили возможность получения высоких параметров. Так, при диаметре участка фотокатода 40 мм напряжение запирания .равнялась 500 В. При этом длина прибора составляла 125 мм, диаметр 75 мм, ускоряющее напряжение равнялось 15 кВ, отнесенное к фотокатоду пространственное разрешение 25 в статическом и динамическом (при с мп = 20 нс) режимах составило 45 и 20 мм соответственно. Специально проведенные измерения показали, что диаметр крос вера р нялся 0,3 см. 30

Формула и з обретения

Импульсный электронно-оптический преобразователь изображения, содержащий последовательно установленные в . вакуумной оболочке фотокатод, фокусирующий электрод, имеющий форму усе.ченной конической поверхности, полый анод с диафрагмой, размещенный в полости анода несимметричный компенсируюций затвор отклоняющего типа с затворными и компенсирующими пластинами, электрически соединенными перекрестно и расположенными в плоскостях, перпендикулярных к плоскости отклонения электронного пучка, и диафрагмой, установленной в области кроссовера и имеющей отверстие, соответствующее сечению кроссовера, а также мишень, отли.чающийся тем, что, с целью повышения быстродействия за счет уменьшения амплитуды запирающих импульсов при увеличении поля зрения, диафрагма анода выполнена в виде сетки, фотокатод, сетка анода и мишень выполнены в виде участков концентрических сферических поверхностей, вершина конической поверхности фокусируюцего электрода совпадает с центром упомянутых сферических поверхностей, каждая из плоскостей размещения пластин затвора установлена параллельно соответствующей образующей конуса электронного пучка плоскости его отклонения при открытом затворе, диафрагма затвора электрически соединена с затворной пластиной и с соответствующей ей компенсирующей пластиной, габаритный размер диафрагмы ограничен расстоянием между концами упомянутых пластин в области кроссовера, вторая затворная пластина установлена относительно диафрагмы затвора с зазором для пропускания электронного пучка при запирании, а внутри полого анода дополнительно установлена электронная ловушка, электрически соединенная с анодом и размещенная вдоль оси электронного пучка при закрытом затворе.