CN202307781U - 层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光crt - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种CRT。层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，包括真空管，真空管的一端设有激光面板，真空管的另一端设有电子枪，电子枪采用层流电子枪，层流电子枪的前方设有聚焦偏转系统，聚焦偏转系统的前方设有激光面板。层流电子枪包括阴极，阴极加载负电压电源，激光面板加载正电压电源，负电压电源和正电压电源串联，且连接处接地。由于采用上述技术方案，本实用新型产生的激光光源，具有能消除激光散斑、可控性好等优点。电子枪采用了层流电子枪发射电子束，激光面板的电流密度具有比较均匀的分布，平均了激光面板功耗，降低了转化为热的能量。

Description

层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种CRT。

背景技术

CRT是一种是用阴极射线管的显示器，其主要由玻璃罩、电子枪、偏转线圈、激光面板。激光面板上涂覆有荧光涂层。CRT的工作原理为：电子枪阴极发出电子束，经强度控制、聚焦和加速后变成细小的电子流，再经过偏转线圈的作用向正确目标偏离，轰击到涂覆有荧光涂层的激光面板上。这时荧光涂层被启动，就发出光线来。传统的CRT技术被用于电视机、电脑屏幕应用中，另外CRT技术也可被用于投影光机结构中，但往往效率不高，而且受亮度限制。

CRT也可以通过电子束激发激光光源，将CRT的电子枪产生的电子束轰击激光面板产生激光光源，具有去相干、亮度高等优点。但一般光源配备的电子束激发系统采用交叉电子枪，这种电子枪发射的电子束在像面的电流密度分布为类高斯型，从发光机理上来说存在缺陷，转化为热的能量比重大，且发光区域功耗也不均匀，降低了芯片的平均寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，包括一真空管，所述真空管的一端设有一激光面板，所述真空管的另一端设有电子枪，其特征在于，所述电子枪采用一层流电子枪，所述层流电子枪的前方设有一聚焦偏转系统，所述聚焦偏转系统的前方设有所述激光面板；

所述层流电子枪包括一阴极，所述阴极加载负电压电源，所述激光面板加载正电压电源，所述负电压电源和所述正电压电源串联，且连接处接地。

本实用新型的电子枪能发出高速电子束，足够强度的电子束射入激光面板上后，就会产生激光效应，进而产生激光。本实用新型具有能消除激光散斑、可控性好等优点。上述设计的光源，还可用于背投式和正投式的光源。另外，本实用新型的电子枪采用了层流电子枪发射电子束，激光面板的电流密度具有比较均匀的分布，平均了激光面板功耗，降低了转化为热的能量。

所述阴极加载0～-20kv的高负电压电源，所述激光面板加载0～+20kv的高正电压电源。本实用新型中通过激光CRT的高电压可被分割，使负电位适用于阴极，正电位适用于阳极，所以在激光面板上的总电位接近正电位与负电位的电势差。

还包括一电子束电流控制系统，所述电子束电流控制系统连接所述阴极。电子束电流控制系统是用于控制电子枪中的阴极和其他电极，来产生所需电子束，电子束在激光面板上扫描后产生所需的激光输出强度。电子束电流控制系统通过控制电子枪，来调节和控制电流，进而控制激光的输出强度。

在本实用新型不需要快速调制电子束电流，在阴极段只需加载一个恒定电压产生电子束电流轰击激光面板从而生成激光光源，不需要在阴极处使用昂贵的调制电极。因此电子束控制系统和电子枪的配置较为简化和便宜。电子束电流控制系统可以单独调整阴极或其他电极上控制电流的电压。本实用新型通过电子束电流控制系统来调节电子枪中电极的电压，可以达到要求单位的恒定输出。

所述聚焦偏转系统包括一设置在所述电子枪前方的聚焦线圈、一设置在所述聚焦线圈前方的偏转线圈，所述偏转线圈的前方设有所述激光面板。为了保持电子束的层流性，偏转线圈的偏转角度必须很小，必须处于偏转线圈的线性偏转区域。

所述真空管包括一漏斗形的玻璃罩，所述玻璃罩的广角端设有所述激光面板，所述玻璃罩的另一端设有所述层流电子枪。真空管和层流电子枪的结构设计可以根据实际应用而改变。

所述激光面板包括至少两个激光腔，至少两个所述激光腔沿厚度方向排列成所述激光面板；所述激光腔包括一增益介质层、反射层，所述反射层分别设置在所述增益介质层的前方和后方。

所述激光腔包括部分反射层和完全反射层，所述部分反射层设置在所述增益介质层的前方，所述完全反射层设置在所述增益介质层的后方。以便光子在激光腔内多次激发。

还包括一激光面板冷却系统，所述激光面板冷却系统包括设置在所述激光面板周边的歧管、热交换系统、冷却液，所述冷却液设置在所述歧管内，所述热交换系统连接所述歧管的入口和出口。冷却液通过歧管流经整个激光面板周边，激光面板被冷却，冷却液温度上升。升温的冷却液从出口离开歧管，从而进入热交换系统，进行冷却和冷却液重新循环。

所述冷却液采用绝缘、透明的冷却液。以便激光面板冷却系统隔离高电压，省去了其他电隔离系统的设置。所述冷却液可以采用介质冷却液，如3M公司制造的Fluorinert，也可以采用全氟液体或其他非导电流体。

所述激光面板周边可以设置至少两条歧管，至少两条所述歧管相互联通，至少两条所述歧管中的至少一条连接所述热交换系统。以便更加有效均匀的冷却激光面板。

有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型产生的激光光源，具有能消除激光散斑、可控性好等优点。电子枪采用了层流电子枪发射电子束，激光面板的电流密度具有比较均匀的分布，平均了激光面板功耗，降低了转化为热的能量。

附图说明

图1为本实用新型的部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。

参照图1，层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，包括一真空管，真空管包括一漏斗形的玻璃罩11，玻璃罩11的广角端设有激光面板12，玻璃罩11的另一端设有电子枪，电子枪采用一层流电子枪13。真空管和层流电子枪13的结构设计可以根据实际应用而改变。层流电子枪13的前方设有一聚焦偏转系统，聚焦偏转系统的前方设有激光面板12。层流电子枪13包括一阴极131，阴极131加载负电压电源，激光面板12加载正电压电源，负电压电源和正电压电源串联，且连接处接地。阴极131优选加载0～-20kv的高负电压电源，激光面板12优选加载0～+20kv的高正电压电源。本实用新型中通过激光CRT的高电压可被分割，使负电位适用于阴极131，正电位适用于阳极，所以在激光面板12上的总电位接近正电位与负电位的电势差。

本实用新型的电子枪能发出高速电子束，足够强度的电子束射入激光面板12上后，就会产生激光效应，进而产生激光。本实用新型具有能消除激光散斑、可控性好等优点。上述设计的光源，还可用于背投式和正投式的光源。另外，本实用新型的电子枪采用了层流电子枪13发射电子束，激光面板12的电流密度具有比较均匀的分布，平均了激光面板12功耗，降低了转化为热的能量。

还包括一电子束电流控制系统14，电子束电流控制系统14连接阴极131。电子束电流控制系统14是用于控制电子枪中的阴极131和其他电极，来产生所需电子束，电子束在激光面板12上扫描后产生所需的激光输出强度。电子束电流控制系统14通过控制电子枪，来调节和控制电流，进而控制激光的输出强度。在本实用新型不需要快速调制电子束电流，在阴极131段只需加载一个恒定电压产生电子束电流轰击激光面板12从而生成激光光源，不需要在阴极131处使用昂贵的调制电极。因此电子束控制系统和电子枪的配置较为简化和便宜。电子束电流控制系统14可以单独调整阴极131或其他电极上控制电流的电压。本实用新型通过电子束电流控制系统14来调节电子枪中电极的电压，可以达到要求单位的恒定输出。

电子枪还可以包括一G1电极132、一G2电极133、一G3电极134，G1电极132、G2电极133、G3电极134依次设置在阴极131与聚焦偏转系统之间。G1电极132、G2电极133、G3电极134分别连接电子束电流控制系统14，电子束电流控制系统14控制各电极来控制激光的输出强度。

聚焦偏转系统包括一设置在电子枪前方的聚焦线圈135、一设置在聚焦线圈135前方的偏转线圈136，偏转线圈136的前方设有激光面板12。为了保持电子束的层流性，偏转线圈136的偏转角度必须很小，必须处于偏转线圈136的线性偏转区域。

激光面板12包括至少两个激光腔，至少两个激光腔沿厚度方向排列成激光面板12。激光腔包括一增益介质层、反射层，反射层分别设置在增益介质层的前方和后方。激光腔包括部分反射层和完全反射层，部分反射层设置在增益介质层的前方，完全反射层设置在增益介质层的后方。以便光子在激光腔内多次激发。

还包括一激光面板冷却系统，激光面板冷却系统包括设置在激光面板12周边的歧管、热交换系统、冷却液，冷却液设置在歧管内，热交换系统连接歧管的入口和出口。冷却液通过歧管流经整个激光面板12周边，激光面板12被冷却，冷却液温度上升。升温的冷却液从出口离开歧管，从而进入热交换系统，进行冷却和冷却液重新循环。激光面板12周边可以设置至少两条歧管，至少两条歧管相互联通，至少两条歧管中的至少一条连接热交换系统。以便更加有效均匀的冷却激光面板12。冷却液采用绝缘、透明的冷却液。以便激光面板冷却系统隔离高电压，省去了其他电隔离系统的设置。冷却液可以采用介质冷却液，如3M公司制造的Fluorinert，也可以采用全氟液体或其他非导电流体。

实施方式一：参照图1，阴极131加载-20kv的负电压电源，激光面板加载+20kv的正电压电源，使得轰击到激光面板12的电子总电压为40kv。两个电压电源之间有接地装置。则：

1)阴极131的-20kv接在靠近真空管壁一侧，在阴极131的-20kv电压电源定义为电子枪段的电压。

2)G1电极132用来调节和控制电流或输出强度。由于阴极131为-20kv，G1电极132可以在-120v～0v范围调制。-120v是真空管的切断电压，即将G1电极132调制-120v时，没有电子可以发射。

3)和阴极131、G1电极132相关联，G2电极133电压设置为+1200v。

4)和阴极132关联，G3电极134是预聚焦电极，电压约为+5000v。

因此，要电子枪端及阴极131要维持在-20kv，电流密度和数量需要通过G1来调节。

另外，在电子枪端的高电压可以为任意值，电子枪中的电极上的电压也可以根据需要设计。还可以将激光面板上的电压设计为-20kv，电子枪段电压为+20kv。

以激光CRT为基础的激光光源，可以应用于投影系统的光源，有效应用于光栅光阀(GLV)投影机和其他投影显示灯设备。例如，激光CRT可以单独与SLM对接应用。也可以在其他领域应用，如应用于光纤交换机、光纤路由器、激光医疗设备等。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，包括一真空管，所述真空管的一端设有一激光面板，所述真空管的另一端设有电子枪，其特征在于，所述电子枪采用一层流电子枪，所述层流电子枪的前方设有一聚焦偏转系统，所述聚焦偏转系统的前方设有所述激光面板；

所述层流电子枪包括一阴极，所述阴极加载负电压电源，所述激光面板加载正电压电源，所述负电压电源和所述正电压电源串联，且连接处接地。

2.根据权利要求1所述的层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，其特征在于：所述阴极加载0～-20kv的高负电压电源，所述激光面板加载0～+20kv的高正电压电源。

3.根据权利要求1所述的层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，其特征在于：还包括一电子束电流控制系统，所述电子束电流控制系统连接所述阴极。

4.根据权利要求1所述的层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，其特征在于：所述聚焦偏转系统包括一设置在所述电子枪前方的聚焦线圈、一设置在所述聚焦线圈前方的偏转线圈，所述偏转线圈的前方设有所述激光面板。

5.根据权利要求1所述的层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，其特征在于：所述真空管包括一漏斗形的玻璃罩，所述玻璃罩的广角端设有所述激光面板，所述玻璃罩的另一端设有所述层流电子枪。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，其特征在于：所述激光面板包括至少两个激光腔，至少两个所述激光腔沿厚度方向排列成所述激光面板；所述激光腔包括一增益介质层、反射层，所述反射层分别设置在所述增益介质层的前方和后方。

7.根据权利要求6所述的层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，其特征在于：所述激光腔包括部分反射层和完全反射层，所述部分反射层设置在所述增益介质层的前方，所述完全反射层设置在所述增益介质层的后方。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，其特征在于：还包括一激光面板冷却系统，所述激光面板冷却系统包括设置在所述激光面板周边的歧管、热交换系统、冷却液，所述冷却液设置在所述歧管内，所述热交换系统连接所述歧管的入口和出口。

9.根据权利要求8所述的层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，其特征在于：所述冷却液采用绝缘、透明的冷却液。

10.根据权利要求8所述的层流电子束采用恒定电压激发激光光源的激光CRT，其特征在于：所述激光面板周边设置至少两条歧管，至少两条所述歧管相互联通，至少两条所述歧管中的至少一条连接所述热交换系统。

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