Устройство для регистрации оптических сигналов

1250092 Ь.(а -а,) В,+ Ъ 4 В,расстояний ами на конца ветственно о экрана и выбрано иэ отношение У = .Й 2 Й и Й, между пластин темы развертки соо роны люминесцентно стороны фотокатода венства х о стооерания разверткидлителностьапряжения, удовтям Ь 3) афф 20 е да Ф 2 8-б)1 б =818/(8-. 1 Ь = Ь, Ь где Ьо ра5 к фотокатод ки и люмине у ближайшимемы разверном,-1 стояние концом центным и 1) ь (5) 762 п 042 ф 2 Ф причем знак плюс соответствует подаче волны напряжения развертки навстречу движению, а знак минус - в направлении движения электронов в пучке;1 при подаче волны напряжения развертки в направлении, перпендикулярном направлению движения электронов в пучке Изобретение относится к измерительной технике, в частности к электронно-оптическим камерам, предназна- ченным для регистрации и анализа быстропротекающих процессов в субпикосекундном диапазоне.Цель изобретения - повышение временного разрешения устройства для регистрации оптических сигналов в фемтосекундном диапазоне длительнос тей при сохранении размера и качества изображения на люиинесцентном экране, а также при минимально возможных при данном временном разрешении требованиях, предъявляемых к крутизне фронта импульсов генератора напряжения развертки, достигается оптимизацией геометрических размеров от,клоняющей системы и ее расположения в электронно-оптическом преобразова- О теле (ЗОП).На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство для регистрации оптических сигналов. Оно включает времяанализирующий ЭОП 1, содержащий расположенные по ходу электрон-, ного луча фотокатод 2, ускоряющий электрод 3, фокусирующую систему 4, включающую анодную дифрагму 5, систему развертки б электронного изображения, люминесцентиый экран 7, а также генератор 8 высоковольтных импульсов отклоняющего напряжения,Устройство работает следующим образом. 3Пучок электронов, эмиттируемых фотокатодом 2 и ускоряемых ускоряющим электродом 3, после прохождения фокусирующей системы 4 отклоняется системой развертки б, на которую поч,р - скорость развертки элек-. тронйого изображения по люминесцентному экрану, обеспечивающая заданное: временное разрешение устройства (м/с);ч - осевая скорость электронов в области системы развертки (м/с),Ба - напряжение на анодной диафрагме (В);с - скорость света в вакууме (м/с). дают импульс отклоняющего напряжения от генератора 8. Система развертки 6, выполненная в соответствии с изобретением, обеспечивает прохождение через нее электронного пучка, формирующего изображение на люминесцентном экране 7, при заданной скорости развертки изображения ч, по люминесцентному экрану 7.Длина отклоняющих пластин системы развертки определена из соотношения А, аА А а генератор 8 напряж имеет амплитуду ц и Фронта ЕФ и пульсоВ летворяющие зависимо:1 250092 4ц л (д д )элье е фвйе ею т2 ЦО е 9 2 учПараметр Об характеризует геометрию системы развертки 6, параметрЧ - крутизну фронта импульса напряжения развертки, 3 = 1/ч - времяпролета электрона через систему развертки 6, функция Г с точностью до17 аппроксимируется зависимостью10 ч раув Ьос 1е(7)2 ч ЬоЬ - размер экрана в направленииотклонения электронного луча,+ ч /с при подаче волны напряжения развертки соответственно навстречу движению или в направлениидвижения электронов в пучке,1 при подаче волны напряженияразвертки в направлении, перпендикулярном направлению движения электронов в пучке;чравв - скорость развертки электронйого изображения по люминесцентному экрану, обеспечивающая заданноевременное разрешение устройства;ч - осевая скорость электронов вобласти системы развертки;Н - напряжение на анодной диафра 1 ме рс - скорость света в вакууме,Для выбора геометрических параметров системы развертки 6 были решены уравнения движения в ней электронов с учетом как электрического,так.и магнитного поля бегущей волныотклоняющего напряжения и найденытраектории электронов. С использованием уравнений траектории электроновбыло получено соотношение, (3) дляскорости развертки ч , изображенияпо люминесцентному экрану 7. Найденные траектории электронов :позволили получить условия прохождения электронов через систему развертки 6, т.е. попадания.их на люминесцентный экран 7, Эти условия определяют положения Е вв и Е нир,н верхней и нижней границ изображения на .экране 7 как функцию крутизны 0 /, .фронта импульса напряжения разверткй .(для определенности считаем, что развертка направлена снизу вверх): 1 ., а -,Е )+ .- -- х Й - (3 О 2 26(9) введены безразмерные параметры 3 3 38 72(й - сЬ )1 - Хп 8/( В - 1) 15 Чк -2 у Р (8+ 1) ХпЫ/(8 -1) -УЦ в .критическое значение параметра , выше которого происходитуказанное обрезание краев изображення; при с ( (рразмер изображенияна экране ЬЕ Еввюн - Енижц независит от , т.е. от крутизны НЙ,фронта импульса напряжения развертки, и равен( - Д )(-о У Р+ 1)Соотношения (8) и (9) определяютграницы высококачественного изображения на экране 7, формируемого все 30 ми электронами пучка (ибо формулы(8) и (9) получения из условия, чтопучок полностью проходит через систему развертки 6). Из условия совпадения размаха развертки ЬЕ = Еверн35 Е нвн с РазмеРом Ъ экРана 7, используя соотношения (3-4 и 8-11),получают квадратное уравнение длядлиныотклоняющих пластин. Решение(1) этого уравнения связывает длину40 2 с размерами д, й и 1.О, напряжением на анодной диафрагме Н и задана.ной скоростью развертки ч , , необ.ходимой для обеспечения заданноговременного разрешения устройства.гФРасстояние между пластинами состороны фотокатода д определяетсядиаметром электронного пучка; дляопределения оптимального расстоянияй чувствительность системы разверт 501ки с = ----- была протабулиро 20 авана на ЭВМ с учетом формул (1) и(4-6), из условия55Я И,) 0,9(р),где Я- максимальное по о значение чувствительности, был найденинтервал значений 8 при каждом заданКрутизна О/й фронта импульса натпряжения развертки, необходимая для обеспечения заданной скорости развертки при полученной длине пластин 1, определяется из соотношений (3), (4). 10 тавитель А.Перцеред Л. Олейник Корректор Н.Коро Редакт ов Тираж 699 Прственного комитета СССРзобретений и открытий Ж, Раушская наб., д, 4 Заказ 80 одписное ВНИИПИ Госуда по делам и13035, Москва 5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 5 1250092 6 ном значении параметра. Затем гра- Из формул (8) и (9) видно, что с ницы интервала, зависящие от, были ростом крутизны ПЙ изображение сме-: аппроксимированы зависимостями (6). щается в направлении развертки. Поэтому в устройство следует ввестидополнительную систему постоянногоотклонения электронного луча в направлении, противоположном направлению развертки, расположенную походу электронного луча после системыразвертки 6,