JPH0438304B2 - - Google Patents

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JPH0438304B2
JPH0438304B2 JP61030287A JP3028786A JPH0438304B2 JP H0438304 B2 JPH0438304 B2 JP H0438304B2 JP 61030287 A JP61030287 A JP 61030287A JP 3028786 A JP3028786 A JP 3028786A JP H0438304 B2 JPH0438304 B2 JP H0438304B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/50Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output
    • H01J31/501Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output with an electrostatic electron optic system
    • H01J31/502Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output with an electrostatic electron optic system with means to interrupt the beam, e.g. shutter for high speed photography
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/40Circuit details for pick-up tubes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ストリーク管を利用して、ほぼ同一
周期で繰り返す発光現象の個々の発光時間波形を
分離して計測する等の計測に適した2種掃引スト
リークカメラ装置に関する。
(従来の技術) 高速で変化する発光現象等の時間的な強度分布
の変化を計測する装置としてストリークカメラが
知られている。
このストリークカメラで使用されるストリーク
管は光電陰極と蛍光面との間に偏向電極を配置し
た電子管である。
ストリーク管の光電陰極に光が入射させられる
と、光電陰極は入射光の経時変化に対応して、順
次光電子を放出し、時間的に変化する光電子ビー
ムが形成される。
この光電子ビームが螢光面方向に移動する過程
で前記偏向電極で電界を作用させると、光電子ビ
ームは螢光面上で一方向に掃引され、入射光の強
度変化が螢光面上の光電子ビームの掃引方向(時
間軸方向)の揮度変化として現れる。
こうして、出力螢光面上に現れた象は、ストリ
ーク像と呼ばれ、これを写真に撮つたり、TVカ
メラで撮像した後、この出力像の掃引方向に沿つ
た明るさの分布を定量することにより、被測定光
の強度の経時変化を知ることができる。
そして、単掃引形のストリークカメラ装置は一
つの発光現象の観測に、シンクロスキヤンストリ
ークカメラ装置は繰り返し発光現象をその発光に
同期した掃引により螢光面上に発光現象のストリ
ーク像を重ね観察するのに利用されている。
(発明が解決しようとする問題点) 分光測光の光源としてモード同期色素レーザが
良く知られている。
モード同期色素レーザは繰り返し周波数100M
Hz程度である。
このようなモード同期色素レーザの光パルス波
形を観測する場合で、かつ、その連続した一つ一
つの出力パルスの波形をそれぞれ観測したいとい
う要求がある。
この場合、前述のシンクロスキヤンストリーク
カメラ装置では、ストリーク管の螢光面上の同一
位置に発光現象のストリーク像が重なつて観測さ
れる。
ところがストリーク管の螢光面には残光と呼ば
れる現象があり、この残光時間が数十マイクロ秒
程度あるため、100MHzというような高速に繰り
返す現象は螢光面上で重なつてしまい、分離して
観測することは困難である。また螢光面上の2次
元ストリーク像を100MHzもの高速度に読みだす
ことは困難である。
また、前述の単掃引形ストリークカメラ装置で
は掃引の最大繰り返し周波数は1KHz程度であり、
100MHz程度で繰り返す現象から、連続した一つ
一つの出力パルスの波形をそれぞれ観測すること
は不可能である。
本発明の目的は前述の問題を解決し、従来不可
能であつた連続した高速繰り返し現象の個々の波
形観測が可能な2種掃引ストリークカメラ装置を
提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明による2種
掃引ストリークカメラ装置は、イメージ管の集束
電子レンズ系の後段で時間軸方向の偏向電界を発
生する第1偏向電極および前記偏向電界と略直角
方向の偏向電界を発生する第2偏向電極を設けた
ストリーク管と、 前記ストリーク管の動作電圧を供給する直流高
圧発生部と、 繰り返し被測定光に同期した第1トリガ信号を
得るための第1トリガ信号発生部と、 前記第1トリガ信号に同期して正弦波またはラ
ンプ偏向電圧を第1偏向電極に印加して偏向電界
を発生させる第1偏向電圧発生部と、 被測定光の波形観測を開始する第2トリガ信号
を発生する第2トリガ信号発生部と、 前記第2トリガ信号により前記偏向電界よりは
時間的変化率が小さい偏向電界を前記第2偏向電
極に発生させる第2偏向電圧発生部と、 前記第2トリガ信号に同期してストリーク管に
ゲート動作を行わせるゲート電圧発生部から構成
されている。
前記第1偏向電圧発生部は被測定光に同期した
正弦波を第1偏向電極に印加するか、または高速
繰り返しランプ電圧を印加するように構成されて
いる。
前記第2偏向電圧発生部は第2トリガ信号に同
期してランプ偏向電圧を第2偏向電極に印加する
偏向電圧発生部であり、この電圧によりストリー
ク像の発生する位置が順次ずらされる。
前記ストリーク管は、光電陰極、メツシユ電
極、集束電極、開口を持つ陽極、互いに直交する
方向に電界を発生する第1偏向電極、第2偏向電
極、螢光面がこの順序で真空容器内に配置されて
いる。そして、前記ゲート電圧発生部は、第2ト
リガ信号に同期して第2偏向電極による偏向が行
われている期間、前記ストリーク管の光電陰極ま
たはマイクロチヤンネルプレートにゲート電圧を
印加しストリーク管を動作させる。
また、前記ゲート電圧発生部は、第2トリガ信
号と第1トリガ信号に同期して前記第1偏向電極
に現れる戻り掃引の期間をのぞき第2偏向電極に
よる偏向が行われている期間、前記ストリーク管
の光電陰極またはマイクロチヤンネルプレートに
ゲート電圧を印加しストリーク管を動作させるよ
うにすることもできる。
(実施例) 本発明は図面等を参照して、さらに詳しく説明
する。
第1図は本発明による2重掃引ストリークカメ
ラの実施例を示すブロツク図である。
ストリーク管10の真空容器内には光電陰極
1、メツシユ電極2、集束電極3、中央に開口を
有する陽極板4、第1偏向電極5、第2偏向電極
6、MCP7、螢光面8が設けられている。
第2偏向電極6の掃引方向は第1偏向電極5の
掃引方向に直交するように設けられている。
直流高圧電圧発生部9から前記ストリーク管1
0の電極の各部に動作電圧が供給されている。
ストリーク管10の光電陰極1には基準電位点
(接地電位)から−5KV、メツシユ電極には−
4KV、集束電極3には−4KV、陽極板4にはOV
(接地電位)が印加されている。
また螢光面8、第1偏向電極5の片側の偏向
板、第2偏向電極6の片側の偏向板、それぞれ基
準電位点(接地電位)に接続されている。
被測定光源12が原発振器11に同期して、
80MHzの繰り返し放射光を発生している場合を例
にして説明する。
被測定発光源12からの放射光は光学スリツト
板13に入射され、スリツトを通過した光はリレ
ーレンズ14により前記ストリーク管10の光電
陰極に集光される。
第1トリガ信号発生部23にも原発振器11の
出力の一部が遅延回路15を介して接続され、波
形成形され、第1トリガ信号として第1偏向電圧
発生部18に接続される。
第1偏向電圧発生部18に入力された第1トリ
ガ信号は高周波増幅回路16で増幅され、同調回
路17を介して出力される。
これにより第1偏向電圧発生部18は、前記第
1トリガ信号に同期した正弦波を発生する。
この正弦波は偏向電圧としてストリーク管10
の第1偏向電極5に接続される。
遅延回路15の遅延時間の調整により、被測定
光と第1偏向電極の偏向電圧の位相関係を任意に
選ぶことができる。
第2トリガ信号発生部19は外部または内部ト
リガにより、放射光の観測開始のタイミングを与
える第2トリガ信号を発生する。
第2トリガ信号は第2偏向電圧発生部20およ
びゲート電圧発生部22に接続されている。
第2偏向電圧発生部20は、第2トリガ信号に
同期したランプ電圧(一定の傾斜で変化する電
圧)を発生する。
このランプ電圧は偏向電圧としてストリーク管
10の第2偏向電極6に接続される。
水平位置調整回路21は第2偏向電圧発生部2
0のランプ電圧出力に直流電圧を重畳させて、ス
トリーク像の水平方向の位置を調整する回路であ
る。ゲート電圧発生部22は前記第2トリガ信号
により、光電陰極1とマイクロチヤンネルプレー
ト7をゲートするのに必要な2種類のゲート電圧
を発生する。
ゲート電圧発生部22の発生するゲート電圧は
ストリーク管10の光電陰極1とマイクロチヤン
ネルプレート7に接続される。
第2図は前記実施例の動作例を示す波形図であ
る。
第1偏向電極5に600Vp−p、第2偏向電極6
に600Vp−pの電圧を印加する。
この実施例のストリーク管10の第1偏向電極
5の偏向感度は50mm/KV、第2偏向電極6の偏
向感度は28mm/KVである。
ストリーク管10の出力螢光面7の直径が15mm
であるとき、前記各偏向による螢光面上の軌跡は
第2図の破線をたどる。
第1偏向電圧発生部18は第1トリガ信号に同
期して80MHzの正弦波偏向を行い、第2偏向電圧
発生部は第2トリガ信号により200ns/600Vのラ
ンプ電圧偏向を行う。
また、第2トリガ信号によりゲート電圧発生部
22はストリーク管10にゲート電圧を印加し第
2偏向電圧発生部の偏向期間だけストリーク管を
動作させ、この観測期間外の入射光によるノイズ
を除去する。
すなわち、第2偏向電圧発生部に加えられる偏
向電界の時間的変化率は、第1偏向電界の変化率
より小さくこの例では蛍光面に3個のストリーク
像が現れることになる。
第3図は入射光の波形と螢光面の像を対比して
示したグラフである。
第3図に示すように、被測定光である80MHzで
繰り返す光パルス個々のストリーク像が螢光面上
の左から右に並んで観測され、光パルス個々の位
相、パルス幅、立ち上がり時間、立ち下がり時間
等が測定できる。
第4図は前記実施例装置のさらに他の使用例を
示すグラフである。
この使用例は前記使用例に比較して第2偏向電
圧発生部20の偏向時間を第1偏向電圧発生部1
8の正弦波偏向の周期より十分長く取つたもので
ある。
そのため、第4図に示すように、光パルスの
個々は横方向に極めて近接して現れる。
これにより、連続した被測定光の全体における
位相変動、パルス幅変動を観測することができ
る。パルス幅が狭い部分のストリーク像は時間軸
方向に短く現れている。
第5図は、第1偏向電圧とゲート電圧を前述と
は別の波形で印加するされに他の実施例の波形図
である。
第5図に示すように、第1偏向電圧発生部18
の発生する偏向電圧は必ずしも正弦波でなくても
良い。
この実施例では第1偏向電圧発生部18を第1
トリガ信号発生部23から信号に同期して第5図
に示す鋸歯状の偏向電圧を発生するようにしてあ
る。
またゲート電圧発生部22を前記鋸歯状の偏向
電圧にも同期するようにして、偏向の戻り掃引期
間ゲートを閉じストリーク管の動作を止め、戻り
掃引(帰線期間に相当するV+→V-の掃引)によ
る2重露光を防止している。
(発明の効果) 以上詳しく説明したように、本発明による2重
掃引ストリークカメラ装置は、第1偏向電極およ
び前記偏向電界と略直角方向の偏向電界を発生す
る第2偏向電極を設けたストリーク管と、前記ス
トリーク管の動作電圧を供給する直流高圧発生部
と、繰り返し被測定光に同期した第1トリガ信号
を得るための第1トリガ信号発生部と、前記第1
トリガ信号に同期して正弦波またはランプ偏向電
圧を第1偏向電極に印加して偏向電界を発生させ
る第1偏向電圧発生部と、被測定光の波形観測を
開始する第2トリガ信号を発生する第2トリガ信
号発生部と、前記第2トリガ信号により前記偏向
電界より小さい時間的変化率の偏向電界を前記第
2偏向電極に発生させる第2偏向電圧発生部と、
前記第2トリガ信号に同期してストリーク管にゲ
ート動作を行わせるゲート電圧発生部から構成さ
れている。
したがつて、繰り返し発光等を順次ずらして螢
光面上に発生させることがどきる。
そのため、従来技術では不可能だつた、100M
Hz程度で繰り返す高速光現象個々の波形の分離観
測、連続した被測定光の位相変動、パルス幅変動
の測定が可能になつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による2重掃引ストリークカメ
ラ装置の第1の実施例を示すブロツク図である。
第2図は前記実施例の動作を説明するための波形
図である。第3図は前記動作例における入射光の
波形とストリーク像を対比して示したグラフであ
る。第4図はさらに他の動作例における入射光の
波形とストリーク像を対比して示したグラフであ
る。第5図は、本発明による2重掃引ストリーク
カメラ装置の第2の実施例の動作波形を示す波形
図である。 1…ストリーク管の光電陰極、2…メツシユ電
極、3…集束電極、4…陽極板、5…第1偏向電
極、6…第2偏向電極、7…マイクロチヤンネル
プレート、8…螢光面、9…直流高圧発生部、1
0…ストリーク管、11…原発振器、12…被測
定光発光源、13…スリツト板、15…遅延回
路、16…高周波増幅回路、17…同調回路、1
8…第1偏向電圧発生部、19…第2トリガ信号
発生部、20…第2偏向電圧発生部、21…水平
位置調整回路、22…ゲート電圧発生部、23…
第1トリガ信号発生部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 イメージ管の集束電子レンズ系の後段で時間
    軸方向の偏向電界を発生する第1偏向電極および
    前記偏向電界と略直角方向の偏向電界を発生する
    第2偏向電極を設けたストリーク管と、 前記ストリーク管の動作電圧を供給する直流高
    圧発生部と、 繰り返し被測定光に同期した第1トリガ信号を
    得るための第1トリガ信号発生部と、 前記第1トリガ信号に同期して正弦波またはラ
    ンプ偏向電圧を第1偏向電極に印加して偏向電界
    を発生させる第1偏向電圧発生部と、 被測定光の波形観測を開始する第2トリガ信号
    を発生する第2トリガ信号発生部と、 前記第2トリガ信号により前記偏向電界よりは
    時間的変化率が小さい偏向電界を前記第2偏向電
    極に発生させる第2偏向電圧発生部と、 前記第2トリガ信号に同期してストリーク管に
    ゲート動作を行わせるゲート電圧発生部から構成
    した2重掃引ストリークカメラ装置。 2 前記第1偏向電圧発生部は被測定光に同期し
    た正弦波を第1偏向電極に印加する偏向電圧発生
    部である特許請求の範囲第1項記載の2種掃引ス
    トリークカメラ装置。 3 前記第1偏向電圧発生部は被測定光に同期し
    た高速繰り返しランプ電圧を第1偏向電極に印加
    する偏向電圧発生部である特許請求の範囲第1項
    記載の2重掃引ストリークカメラ装置。 4 前記第2偏向電圧発生部は第2トリガ信号に
    同期してランプ偏向電圧を第2偏向電極に印加す
    る偏向電圧発生部である特許請求の範囲第1項記
    載の2重掃引ストリークカメラ装置。 5 前記ストリーク管は、光電陰極、メツシユ電
    極、集束電極、開口を持つ陽極、互いに直交する
    方向に電界を発生する第1偏向電極、第2偏向電
    極、蛍光面がこの順序で真空容器内に配置された
    ストリーク管である特許請求の範囲第1項記載の
    2重掃引ストリークカメラ装置。 6 前記ゲート電圧発生部は、第2トリガ信号に
    同期して第2偏向電極による偏向が行われている
    期間前記ストリーク管の光電陰極またはマイクロ
    チヤンネルプレートにゲート電圧を印加しストリ
    ーク管を動作させるゲート電圧発生部である特許
    請求の範囲第5項記載の2重掃引ストリークカメ
    ラ装置。 7 前記ゲート電圧発生部は、第2トリガ信号と
    第1トリガ信号に同期して前記第1偏向電極に現
    れる戻り掃引の期間をのぞき第2偏向電極による
    偏向が行われている期間、前記ストリーク管の光
    電陰極またはマイクロチヤンネルプレートにゲー
    ト電圧を印加しストリーク管を動作させるゲート
    電圧発生部である特許請求の範囲第5項記載の2
    重掃引ストリークカメラ装置。
JP61030287A 1986-02-14 1986-02-14 2重掃引ストリ−クカメラ装置 Granted JPS62188915A (ja)

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GB8703542A GB2188220B (en) 1986-02-14 1987-02-16 Streak camera

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JPS62188915A JPS62188915A (ja) 1987-08-18
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