Импульсный электронно-оптический преобразователь изображения

31 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ И ПАТЕНТ ОПТИЧЕСИ(И(54) КО 1 УЛЬСПЫИ 11 РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение ной технике, в ч ным электронно-о вателям с увелич МИ 1:, " ",44 ИИИ 0 ц .рИю2ЛЕКТРОШЗОБРАЖЕ НИЯОтноситсстнОститическимННЫМ ПОЛ электро импульс- еобраэозрения.47 3 1 б 535 Изо ретение может быть использовано И бпри создании современной аппаратуры пространственно-времейного анализа быстропротекающих процессов со зна"а чительнои информационной емкостью. Целью изобретения является повышение быстродействия за счет уменьшения амплитуды запирающих импульсов при увеличении поля зрения. Электронно оптический преобразователь, содержит вакуумную оболочку 1 с входным 2 и вьжодным 3 волоконно-оптическими корректирующими оптическими элементамн, Фотокатод 4, мишень 5. Внутри вакуум ной оболочки размещены Фокусирующнй электрод 6, имеющий форму усеченной конической поверхности, а также польй анод 7, диафрагма которого выполнена в виде тонкой проводящей сет= 20 ки 8, имеющей сферическую Форму с центром, совпадающим с центром сферических поверхностей фотокатодаЭ мишени и вершиной конической поверхности Фокусирующего электрода. Внут ри полого анода 7 размещены несимметричный компенсированный затвор отклоняющего типа с затворными 9, 10и 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 ннхрасположена параллельно соответствующей образующей электронного пучкав плоскости отклонения. При этом однаиз затворных 10) и компенсирующих(12) пластин установлена с зазоромдля пропуска электронного пучка в закрытом состоянии в электронную ловушку,соединенную с анодом. При работе устройства эффективность воздействияполя пластин затвора увеличивается засчет возможности увеличения длиныпластин, уменьшения размера кроссовера и наличия электронной ловушки,1 ил.Изобретение относится к электрон 0 ной технике, в частности к импульсно электронно-оптическим преобразовате 1 лям с увеличенным полем зрения и может быть использовано при создании современной аппаратуры пространственно"вре-З 5 ,мЕиного анализа быстропротекающихпроцессов со значительной информационной емкостью.Целью изобретения является повы.шение быстродействия путем уменьшения амплитуды запирающих импульсов ,при увеличении поля зрения.Иа чертеже представлена схема конкретной реализации предлагаемого импульсного электронно-оптического45 преобразователя изображения.Импульсный электронно-оптическийпреобразователь 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 говерхности, а также полый анод 7 диаф Фрагма которого выполнена в виде тонкой проводящей сетки 8, нрограчной для пучка электронов и имеющей сферическую Форму с центром, совпадающим с центром сферических поверхностей Фотокатода 4, мишени 5 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 запирании, и электрически соединенной с ней компенсирующей пластины 12, В рассматриваемом варианте пластины 9, 12 и диафрагма 13 выполнены из одной заготовки. Отверстие1653547 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, 12пластины установлены перпендикулярно плоскости отклонения электронного пуч" ка (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 пластина12 установлены с зазором для пропуска электронного пучка при запертомзатворе .в электронную ловушку 14,размещенную вдоль оси электронногопучка при закрытом затворе и электрически соединенную с анодом 7.Импульсный электронно-оптическийпреобразователь изображения работает следуюцим образом.Исходное изображение попадает навходную плоскость корректирующего оптического элемента 2, без искажений передающего его на сферический фото- катод 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 сучетом действия фокусирующего электрода 6. Сходящийся электронный пучок с малыми потерями интенсивности проходит 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 электронно- оптической оси прибора и направляющееего в электронную ловушку 14, находящуюся под потенциалом анода , благо. даря чему замыкается цепь источника анодного напряжения. При этом режиме затвор закрыт. При приложении к затворным пластинам 9, 10 и перекрестно соединенным с ними компенсирующим пластинам 11, 12 электрического прямоугольного импульса обратной полярности ("плюс" - к 9, 12, "минус" - к 1011) в течение промежутка времени, определяемого длительностью этого им 6 пульса, отклоняющее действиепостоян ного электрического напряжения наэлектронный пучок оказывается скомпенсированным, благодаря чему на сходящийся электронный пучок, сформированный полем на участке фотокатод -анод с учетом действия фокусирующегоэлектрода 6, перестает действоватьполе затворных пластин 9, 10, и этотпучок в области своего наименьшего сечения (кроссовера) беспрепятственнопроходит через отверстие в затворнойдиафрагме 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 люминесцентногоэкрана электронным пучком, усиленноепо отношению к выходному оптическоеизображение, пройдя через корректирующий оптический элемент 3 с мини мальными искажениями, трансформируется в выходное оптическое изображение,формируемое на выходной плоскости эле- "мента 3. Описываемый режим соответствует работе импульсного ЗОП с открытым затворомБлагодаря совмещению центров сферических поверхностей фотокатода 4,сетки 8 и мишени 5 с вершиной конической поверхности фокусирующего элект= 35рода 6 при соответствующем выбореугла раскрытия конуса и подборе потенциала фокусирующего электрода 6, осу"ществляемого методом моделирования,удается достигнуть минимального от личия условий фокусировки электронного изображения в предлагаемом импульсном ЗОП от идеальной сферической модели. Зто, в свою очередь, уменьшаетразмеры кроссовера, в первом прибш женин устраняет зависимость размеровкроссовера от входного поля зренияприбора, а также позволяет приблизить сетку 8 анода 7 к фотокатоду 4и тем самым увеличить область прост ранства внутри полого анода 7. Увеличение этого пространства позволяетувеличить длину затворных пластин 9,10, что соответствует увеличению эффективности воздействия поля этихпластин на электронньй пучок и темсамым снижению амплитуды запирающего напряжения. Достижениюэтого жеэффекта способствует уменьшение диаметра кроссовера (уменьшающее велиЗаказ 1783 Тираж 321 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при. ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 чину пространственного смещения электронного пучка, необходимого для запирания затвора), а также наличие ловушки 14, исключающей необходимость приложения избыточного запирающего напряжения рпя увеличения коэффициента запирания, Отсутствие в предлагаемом техническом решении в первом приближении зависимости диаметра кроссовера от размеров входного поля зрения прибора обеспечивает воэможность расширения входного поля без увеличения амплитуды запирающего напряжения что свойственно прототипу и ана 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 фото- катоду пространственное разрешение 25 в статическом и динамическом (при Смп = 20 нс) режимах составило 45 и 20 ммсоответственно. Специально проведенные измерения показали, что диаметр кроссовера равнялся 0,3 см 30 Формула и з обретения Импульсный электронно-онтический 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 перекрестнои расположенными в плоскостях, перпендикулярных к плоскости отклоненияэлектронного пучка, и диафрагмой, установленной в области кроссовера иимеющей отверстие, соответствующее сечению кроссовера, а также мишень,о т л и. ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения быстродействия засчет уменьшения амплитуды запирающихимпульсов при увеличении поля зрения,диафрагма анода выполнена в виде сетки, фотокатод, сетка анода и мишеньвыполнены в виде участков концентрических сферических поверхностей, вершина конической поверхности фокусируюцего электрода совпадает с центром упомянутых сферических поверхностей, каждая из плоскостей размещенияпластин затвора установлена параллельно соответствующей образующей конусаэлектронного пучка плоскости его отклонения при открытом затворе, диафрагма затвора электрически соединенас затворной пластиной и с соответствующей ей компенсирующей пластиной,габаритный размер диафрагмы ограниченрасстоянием между концами упомянутыхпластин в области кроссовера, втораязатворная пластина установлена относительно диафрагмы затвора с зазоромдля пропускания электронного пучкапри запирании, а внутри полого анодадополнительно установлена электроннаяловушка, электрически соединенная санодом и размещенная вдоль оси электронного пучка при закрытом затворе.