Способ формирования кадров электронного изображения и электронно-оптический преобразователь

(5 я ,а ТЕНИЯ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ АВТОРСКОМиаафаааЪ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(56) Ефимов В.НИскольдский А,М., Нестерихин Ю.Е,Электронно-оптическая фотосъемка в физическом эксперименте. Новосибирск, 1978, с, 135 - 140.Вьюгина Т,С. и др. Труды 14 Международного конгресса по высокоскоростной фотографии и фотонике. М., 1980, с. 167-170, (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КАДРОВ ЭЛЕКТРОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРОН НО-ОПТИЧ ЕСКИЙ П РЕОБРАЗОВА- ТЕЛЬ Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронно-оптическим устройствам для регистрации быстро- протекающих процессов,Цель изобретения - упрощение процесса управления электронным пучком и расширение области использования способа.На фиг. 1, 3, 5 представлены устройства, реализующие данный способ; на фиг. 2, 4, 6 - распределения осевого потенциала в устройствах.Устройство (фиг, 1) содержит фотокатод 1, фокусирующий электрод 2, анод 3, прозрачный к электронному потоку тормозящий электрод 4, выполняющий роль затвора, дополнительный фокусирующий электрод 5, люминесцентный экран 6.Устройство работает следующим образом.(57) Использование: электронная техника, электронно-оптические устройства для,регистрации быстропротекающих процессов. Сущность изобретения: электронный пучок в электронно-оптическом преобразователе после ускорения тормозят, затем стробируют и ускоряют до энергии, необходимый для возбуждения люминесцентного экрана. Устройство содержит по крайнеймере один прозрачный для электронов тормозящий электрод. Электронный затвор располагается между двумя электрически соединенными тормозящими электродами и может быть выполнен в виде компенсационного затвора или в виде отрезка полосковой линии, расположенной перпендикулярно электронному потоку, 3 с. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил,На фотокатод 1 проецируют исследуемое изображение, которое вызывает эмиссию фотоэлектронов. Электронный поток ускоряется в сторону анода 3, фокусируется при помощи электрода 2 на люминесцентном экране 6. На электрод 4 подают отрицательный относительно анода 3 потенциал, который частично расфокусирует электронный поток, Дополнительный фокусирующий электрод 5 подфокусирует изображение на экране, Между электродами прикладывают напряжение, ускоряющее электрон до энергии, достаточной для возбуждения люминесцентного экрана.Распределение осевого потенциала в приборе показано на фиг, 2 (сплошная линия). Электроны ускоряются на участке а - б, тормозятся на участке б - в до потенциала 400 В и снова ускоряются на участке в-г.10 20 30 35 40 Для запирания изображения на электрод 4 подают потенциал ниже потенциала фотокатода (точка "в" пунктирная линия). При подаче на электрод 4 положительного строб-импульса амплитудой Оотп 100 В электронный поток проходит на экран, при бомбардировке которго электронное изображение трансформируется в световое.Устройство (фиг, 3) содержит фотокатод 1", фокусирующий электрод 2, анод 3, прозрачный к электронному потоку электрод 4, фокусирующий электрод 5, люминесцентный экран б, прозрачные к электронному потоку тормозящие электроды 7, 8, 9, Электроды 4, 7, 9 образуют отрезок высокочастотной передающей линии, причем потенциалы электродов 7 и 9 одинаковы и ниже потенциала анода и люминесцентного экрана.Распределение осевого потенциала в приборе показано на фиг. 4 сплошная линия), Электроны ускоряются на участке а - б, тормозятся на участке б - в, на участке в - г при потенциале 100 В электроны летят с постоянной скоростью, на участке г - ж ускоряются до энергии возбуждения люминесцентного экрана, на участке ж - д летят с постоянной скоростью до столкновения с экраном,Высокочастотная передающая линия, состоящая из электродов 4, 7, 8, используется в качестве затвора. При подаче на центральный электрод отрицательного относительно фотокатода постоянного наи ряжения (пун кти рная линия на фиг, 4) электронный луч не проходит на экран. При подаче на электрод 4 положительного импульса амплитудой 100 В электроны проходят на люминесцснтный экран и вызывают его свечение.Высокочастотное выполнение узла затвора позволяет стробировать изображение коротки ( 1 нс) электрическими импульсами небольшой амплитуды-100 В).Устройство (фиг, 5) содержит фотокато 1 д 1, фокусирующий электрод 2, анод 3 подфокусирующий электрод 5, люминес 11центный экран б, прозрачные для электронного потока тормозящие электроды 10, 11, две пары электростатических пластин 12, 13 равной чувствительности, разделенных диафрагмой 14.Устройство работает следующим образом,Возбужденные под действием света фотоэлектроны эмиттируются с фотокатода 1, ускоряются в сторону анода 3, фокусируются при помощи электрода 2 на люминесцентном экране б . На электроды 10, 11 подают отрицательный относительно анода 3 потенциал, который частично расфокусирует электронный поток. Дополнительный фокусирующий электрод 5и подфокусирует изображение на экране. Между электродами прикладывают напряжение, ускоряющее электроны до энергии, достаточной для возбуждения люминесцентного экрана.Распределение осевого потенциала приведено на фиг. б.На участке а - б фотоэлектроны ускоряются, на участке б - в тормозятся, на участке в - г летят с постоянной скоростью при потенциале - 100 В, затем на участке г - д вновь ускоряются до потенциала возбуждения люминесцентного экрана, Для запирания изображения на электроды 12, 13 подают противофазные постоянные напряжения смещения, которые отклоняют электронный луч на стенки диафрагмы 14, Для отпирания изображения на пластины 12, 13 подают противофазные импульсы, компенсирующие напряжение смещения. Электронный луч при этом попадает в отверстие диафрагмы 14 и проходит на люминесцентный экран.Чувствительность затвора описанного типа обратно пропорциональна скорости электронного пучка, В данном случае скорость соответствует потенциалу на участке в - г, т.е,100 В, что в 150 раз меньше, чем в прототипе. В соответствии с этим при прочих равных условиях напряжение стробирования электронного луча также должно быть в 150 раз меньше, т,е, составлять 5 В,Показанные на фиг. 1, 3, 5 устройства имеют прозрачные к электронному потоку электроды, выполненные в виде диафрагм с отверстиями, достаточными для прохождения электронного потока. Все рассуждения проводились в пренебрежении "провисанием" электрических полей в отверстия диафрагм, Однако, как показало моделирование на ЭВМ, в области, примыкающей к отверстию, существует неоднородность электрического поля, незначительно изменяющая электронные траектории. Для устранения этого эффекта отверстия в диафрагмах могут быть затянуты мелкоструктурной сеткой, например, с шагом 10 мкм, что незначительно ослабит электронный поток, но сгладит неоднородность поля.Таким образом, способ и устройства, реализующие способ, позволяют: упростить и роцесс управления электрон ным лучом путем снижения потенциала стробирования расширения элементной базы управляющей электроники); расширить область использования, так как способ и устройства п.актически не имеют огр "ничений на размер рабочего поля фотокатода, поскольку вприкатодной области нет элементов, мешающих процессу его формирования,Формула изобретения 1. Способ формирования кадров электронного изображения, включающий в процессе фокусировки ускорение электронов пучка до энергии, необходимой для возбуждения люминесцентного экрана, стробирование пучка электрическим импульсом, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса управления электронным пучком и расширения области использования способа, в процессе фокусировки после ускорения электронов пучка производят их торможение, затем стробирование пучка и последующее ускорение их до энергии возбуждения люминесцентного экрана и подфокусировку.2. Электронно-оптический преобразователь, содержащий фотокатод, фокусирующую систему, анод, электронный затвор, люминесцентный экран, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса управления прибором в импульсном режиме, между анодом и люминесцентным экраном введен, по крайней мере, один прозрачный к электронному потоку тормозящий электрод, а между тормозящим электродом и люминесцентным экраном расположен дополнительный фокусирующий электрод,5 3, Преобразователь по и. 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что содержит два тормозящихэлектрода, электрически соединенных между собой, в пространстве между которымирасположен электронный затвор.10 4, Пребразовательпопп;2 иЗ, от,л ичаю щ и й с я тем, что электронный затворвыполнен в виде отрезка полосковой линии,расположенной перпендикулярно элект.рон ному потоку и имеющей прозрачные для15 электронного потока участки.5. Преобразователь по пп. 2 и 3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве электронногозатвора использован затвор компенсационного типа, выполненный в виде двух пар20 электростатических отклоняющих пластинравной чувствительности, разделенных диафрагмой,б. Преобразователь по пп. 2 - 5, отл и ч аю щ и й с я тем, что прозрачные для электрон 25 ного потока участки выполнены в виде диафрагм.7. Преобразователь по пп, 2 - 5, о т л и ч аю щ и й с я тем, что прозрачные для электронного потока участки электродов выполнены30 из мелкоструктурных сеток.1741187Составитель Е,Барышевски Редактор М.Бандура Техред М.Моргенталорректор Н.Ревска Заказ 2088 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,