RU224456U1 - ELECTRON-OPTICAL CONVERTER - Google Patents

ELECTRON-OPTICAL CONVERTER Download PDF

Info

Publication number
RU224456U1
RU224456U1 RU2023120208U RU2023120208U RU224456U1 RU 224456 U1 RU224456 U1 RU 224456U1 RU 2023120208 U RU2023120208 U RU 2023120208U RU 2023120208 U RU2023120208 U RU 2023120208U RU 224456 U1 RU224456 U1 RU 224456U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electron
diaphragm
photocathode
cylindrical part
distance
Prior art date
Application number
RU2023120208U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Григорий Геннадьевич Фельдман
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений" (ФГБУ "ВНИИОФИ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений" (ФГБУ "ВНИИОФИ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений" (ФГБУ "ВНИИОФИ")
Application granted granted Critical
Publication of RU224456U1 publication Critical patent/RU224456U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к электронной технике, а именно к электронно-оптическим преобразователям для регистрации и временного анализа быстропротекающих процессов, сопровождающихся оптическим излучением. Электронно-оптический преобразователь содержит фотокатод радиусом R, фокусирующий электрод с цилиндрической частью диаметром d2 и длиной l2, анод с диафрагмой диаметром d3, установленный на расстоянии L1 от центра фотокатода, систему развертки электронного луча и люминесцентный экран, установленный на расстоянии L2 до диафрагмы анода. Цилиндрическая часть фокусирующего электрода снабжена встроенным корректирующим электродом с тем же потенциалом в виде диафрагмы диаметром d1. Эта диафрагма d1 установлена на расстоянии L3 от центра фотокатода и снабжена цилиндрической частью длиной l1, расположенной вдоль оси электронно-оптического преобразователя в сторону люминесцентного экрана. Параметры указанных элементов выполнены таким образом, что d2/d1=1÷4.4; d1/l1=2÷11.5; l2/d2=1.6÷3.1; R/d3=2.8÷8; L1/L2=0.4÷1.1; L3/d3=4÷11. Полезная модель позволяет повысить временное разрешение электронно-оптического преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to electronic equipment, namely to electron-optical converters for recording and time analysis of fast processes accompanied by optical radiation. The electron-optical converter contains a photocathode with a radius R, a focusing electrode with a cylindrical part with a diameter d 2 and a length l 2 , an anode with a diaphragm with a diameter d 3 installed at a distance L 1 from the center of the photocathode, an electron beam scanning system and a luminescent screen installed at a distance L 2 to the anode diaphragm. The cylindrical part of the focusing electrode is equipped with a built-in correction electrode with the same potential in the form of a diaphragm with diameter d 1 . This diaphragm d 1 is installed at a distance L 3 from the center of the photocathode and is equipped with a cylindrical part of length l 1 located along the axis of the electron-optical converter towards the luminescent screen. The parameters of these elements are made in such a way that d 2 /d 1 =1÷4.4; d 1 /l 1 =2÷11.5; l 2 /d 2 =1.6÷3.1; R/d 3 =2.8÷8; L 1 /L 2 =0.4÷1.1; L 3 /d 3 =4÷11. The utility model makes it possible to increase the time resolution of an electron-optical converter. 1 salary f-ly, 2 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к электронной технике, а именно к электронно-оптическим преобразователям для регистрации и временного анализа быстропротекающих процессов, сопровождающихся оптическим излучением.The utility model relates to electronic equipment, namely to electron-optical converters for recording and time analysis of fast processes accompanied by optical radiation.

Из уровня техники известен электронно-оптический преобразователь изображения (ЭОП), содержащий заключенные в вакуумную оболочку и помещенные вдоль оптической оси: плоский фотокатод, фокусирующий электрод, анод, систему развертки электронного луча, люминесцентный экран и диафрагму с аксиально-симметричным круглым отверстием (см патент RU2326464 С1, кл. H01J 31/50, опубл. 19.03.2007). Недостатком известного ЭОП является плоская форма фотокатода, которая приводит к значительным искажениям во время переноса изображения на люминесцентный экран, т.к. обеспечивает равномерность пространственного разрешения фотокатода только в его центральной части, а не во всем поле.An electron-optical image converter (IOC) is known from the prior art, containing enclosed in a vacuum shell and placed along the optical axis: a flat photocathode, a focusing electrode, an anode, an electron beam scanning system, a luminescent screen and a diaphragm with an axially symmetrical round hole (see patent RU2326464 C1, class H01J 31/50, published 03/19/2007). The disadvantage of the known image intensifier is the flat shape of the photocathode, which leads to significant distortions during image transfer to the fluorescent screen, because ensures uniform spatial resolution of the photocathode only in its central part, and not throughout the entire field.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является ЭОП, содержащий электростатическую фокусирующую систему со сферическим фотокатодом, содержащую фокусирующий электрод с цилиндрической частью, анод с диафрагмой, систему развертки электронного луча и люминесцентный экран (см. патент RU44874U1, кл. H01J 31/50, опубл. 07.12.2004). В данном приборе фокусирующий электрод образован металлической частью оболочки, которая находится на значительном расстоянии от оси ЭОП, что отрицательно влияет на предельное временное разрешение, контраст и дисторсию изображения на экране ЭОП.The closest to the proposed invention is an image intensifier tube containing an electrostatic focusing system with a spherical photocathode, containing a focusing electrode with a cylindrical part, an anode with a diaphragm, an electron beam scanning system and a luminescent screen (see patent RU44874U1, class H01J 31/50, published 07.12 .2004). In this device, the focusing electrode is formed by the metal part of the shell, which is located at a considerable distance from the axis of the image intensifier tube, which negatively affects the maximum temporal resolution, contrast and image distortion on the image intensifier tube screen.

Таким образом, технической проблемой является устранение вышеуказанных недостатков и создание малогабаритного ЭОП с высоким контрастом изображения и относительно небольшой дисторсией. Технический результат заключается в повышении временного разрешения ЭОП. Поставленная проблема решается, а технический результат достигается тем, что в электронно-оптическом преобразователе, содержащем фотокатод радиусом R, фокусирующий электрод с цилиндрической частью диаметром d2 и длиной l2, анод с диафрагмой диаметром d3, установленный на расстоянии L1 от центра фотокатода, систему развертки электронного луча и люминесцентный экран, установленный на расстоянии L2 до диафрагмы анода, цилиндрическая часть фокусирующего электрода снабжена встроенным корректирующим электродом с тем же потенциалом в виде диафрагмы диаметром d1, установленной на расстоянии L3 от центра фотокатода и снабженной цилиндрической частью длиной l1, расположенной вдоль оси электронно-оптического преобразователя в сторону люминесцентного экрана, причем d2/d1=1÷4.4; d1/l1=2÷11.5; l2/d2=1.6÷3.1; R/d3=2.8÷8; L1/L2=0.4÷1.1; L3/d3=4÷11. Перед люминесцентным экраном может быть установлена усилительная микроканальная пластина.Thus, the technical problem is to eliminate the above shortcomings and create a small-sized image intensifier with high image contrast and relatively low distortion. The technical result is to increase the temporal resolution of the image intensifier. The problem posed is solved, and the technical result is achieved by the fact that in an electron-optical converter containing a photocathode of radius R, a focusing electrode with a cylindrical part with a diameter d 2 and a length l 2 , an anode with a diaphragm with a diameter d 3 installed at a distance L 1 from the center of the photocathode , an electron beam scanning system and a luminescent screen installed at a distance L 2 to the anode diaphragm, the cylindrical part of the focusing electrode is equipped with a built-in correction electrode with the same potential in the form of a diaphragm with a diameter d 1 installed at a distance L 3 from the center of the photocathode and equipped with a cylindrical part of length l 1 located along the axis of the electron-optical converter towards the luminescent screen, and d 2 /d 1 =1÷4.4; d 1 /l 1 =2÷11.5; l 2 /d 2 =1.6÷3.1; R/d 3 =2.8÷8; L 1 /L 2 =0.4÷1.1; L 3 /d 3 =4÷11. An intensifying microchannel plate can be installed in front of the fluorescent screen.

На фиг.1 представлена схема расположения элементов предлагаемого ЭОП;Figure 1 shows a diagram of the arrangement of the elements of the proposed image intensifier;

на фиг.2 - ход лучей в нем.Fig. 2 shows the path of rays in it.

Предлагаемый электронно-оптический преобразователь (ЭОП) состоит из фотокатода 1 с диафрагмой 2, фокусирующего электрода 3 с цилиндрической частью, анода 4 с диафрагмой, системы 5 развертки электронного луча и люминесцентного экрана 6 с усилительной микроканальной пластиной (на чертежах не показана). Цилиндрическая часть фокусирующего электрода 3 снабжена встроенным корректирующим электродом с тем же потенциалом в виде диафрагмы, снабженной цилиндрической частью, расположенной вдоль оси ЭОП в сторону люминесцентного экрана 6.The proposed electro-optical converter (EOC) consists of a photocathode 1 with a diaphragm 2, a focusing electrode 3 with a cylindrical part, an anode 4 with a diaphragm, an electron beam scanning system 5 and a luminescent screen 6 with an intensifying microchannel plate (not shown in the drawings). The cylindrical part of the focusing electrode 3 is equipped with a built-in correction electrode with the same potential in the form of a diaphragm equipped with a cylindrical part located along the axis of the image intensifier towards the luminescent screen 6.

Таким образом, электронная линза ЭОП образована однопотенциальными электродами 1 и 4 и фокусирующим электродом 3, т.е. полученная электронно-оптическая система представляет собой трехэлектродную иммерсионную линзу, которая позволяет получить электронный поток с переносом изображения в масштабе 1:1. При этом анодное напряжение составляет 5000 В, а на фокусирующий электрод 3 подают потенциал фокусировки, который подбирается экспериментально.Thus, the electronic lens of the image intensifier is formed by single-potential electrodes 1 and 4 and focusing electrode 3, i.e. The resulting electron-optical system is a three-electrode immersion lens, which allows one to obtain an electron flow with image transfer on a 1:1 scale. In this case, the anode voltage is 5000 V, and a focusing potential is applied to the focusing electrode 3, which is selected experimentally.

Параметры указанных элементов выполнены таким образом, чтоThe parameters of these elements are made in such a way that

d2/d1=1÷4.4;d 2 /d 1 =1÷4.4;

d1/l1=2÷11.5;d 1 /l 1 =2÷11.5;

l2/d2=1.6÷3.1;l 2 /d 2 =1.6÷3.1;

R/d3=2.8÷8;R/d 3 =2.8÷8;

L1/L2=0.4÷1.1;L 1 /L 2 =0.4÷1.1;

L3/d3=4÷11,L 3 /d 3 =4÷11,

где d1 - диаметр диафрагмы корректирующего электрода;where d 1 is the diameter of the correction electrode diaphragm;

d2 - диаметр цилиндрической части фокусирующего электрода 3;d 2 - diameter of the cylindrical part of the focusing electrode 3;

d3 - диаметр проходного отверстия диафрагмы анода 4;d 3 - diameter of the passage hole of the anode diaphragm 4;

l1 - длина цилиндрической части корректирующего электрода;l 1 - length of the cylindrical part of the correction electrode;

l2 - длина цилиндрической части фокусирующего электрода 3;l 2 - length of the cylindrical part of the focusing electrode 3;

L1 - расстояние центра фотокатода 1 до анода 4;L 1 - distance of the center of the photocathode 1 to the anode 4;

L2 - расстояние от анода 4 до люминесцентного экрана 6;L 2 is the distance from the anode 4 to the fluorescent screen 6;

L3 - расстояние от центра фотокатода 1 до диафрагмы фокусирующего электрода 3;L 3 is the distance from the center of the photocathode 1 to the diaphragm of the focusing electrode 3;

R - радиус сферического фотокатода 1.R is the radius of spherical photocathode 1.

Выход за рамки указанных соотношений геометрических параметров электронно-оптической системы приводит, с одной стороны, к ухудшению временного разрешения, а с другой - к уменьшению яркости и пространственного разрешения.Going beyond the specified ratios of the geometric parameters of the electron-optical system leads, on the one hand, to a deterioration in temporal resolution, and on the other, to a decrease in brightness and spatial resolution.

Совместно с введением корректирующего электрода, находящегося под одним потенциалом с фокусирующим электродом 3, предложенное выполнение ЭОП приводит к изменению распределения электрического поля и увеличивает напряженность поля в прикатодной области, что значительно улучшает временное разрешение (на 9% и более), а также повышает контраст изображения (порядка 5%) и уменьшает дисторсию (менее 3%).Together with the introduction of a correction electrode located at the same potential as the focusing electrode 3, the proposed implementation of the image intensifier leads to a change in the distribution of the electric field and increases the field strength in the cathode region, which significantly improves the time resolution (by 9% or more), and also increases the image contrast (about 5%) and reduces distortion (less than 3%).

Рассчитанные на ЭВМ параметры подтверждены на экспериментальном макете ЭОП со следующим соотношением размеров: d2/d1=3,52; d1/l1=4,182, l2/d2=2; R/d3=7,955, L1/L2=0,566, L3/d3=8,636.The computer-calculated parameters were confirmed on an experimental prototype of an image intensifier tube with the following size ratio: d 2 /d 1 =3.52; d 1 /l 1 =4.182, l 2 /d 2 =2; R/d 3 =7.955, L 1 /L 2 =0.566, L 3 /d 3 =8.636.

Предлагаемый ЭОП работает следующим образом.The proposed image intensifier works as follows.

Изображение тест-объекта проецируется на фотокатод 1. Под действием света в ЭОП возбуждается поток фотоэлектронов, который переносится электронной линзой на люминесцентный экран 6, фокусируется на нем и вызывает свечение люминофора. Пройдя через анодную диафрагму, электронный пучок попадает в пространство дрейфа с постоянным потенциалом. Именно в этом промежутке осуществляется управление электронным потоком. При подаче на систему развертки 5 отклоняющего напряжения, длительность которого известна, изображение разворачивается по экрану. Таким образом, осуществляется пространственно-временное преобразование сигнала.The image of the test object is projected onto the photocathode 1. Under the influence of light, a flow of photoelectrons is excited in the image intensifier tube, which is transferred by the electron lens to the luminescent screen 6, focused on it and causes the phosphor to glow. Having passed through the anode diaphragm, the electron beam enters the drift space with a constant potential. It is in this gap that the electron flow is controlled. When a deflecting voltage is applied to the scanning system 5, the duration of which is known, the image unfolds across the screen. Thus, the spatial-temporal transformation of the signal is carried out.

Claims (8)

1. Электронно-оптический преобразователь, содержащий фотокатод радиусом R, фокусирующий электрод с цилиндрической частью диаметром d2 и длиной l2, анод с диафрагмой диаметром d3, установленный на расстоянии L1 от центра фотокатода, систему развертки электронного луча и люминесцентный экран, установленный на расстоянии L2 до диафрагмы анода, отличающийся тем, что цилиндрическая часть фокусирующего электрода снабжена встроенным корректирующим электродом с тем же потенциалом в виде диафрагмы диаметром d1, установленной на расстоянии L3 от центра фотокатода и снабженной цилиндрической частью длиной l1, расположенной вдоль оси электронно-оптического преобразователя в сторону люминесцентного экрана, причем1. Electron-optical converter containing a photocathode of radius R, a focusing electrode with a cylindrical part with a diameter d 2 and a length l 2 , an anode with a diaphragm with a diameter d 3 installed at a distance L 1 from the center of the photocathode, an electron beam scanning system and a luminescent screen installed at a distance L 2 to the anode diaphragm, characterized in that the cylindrical part of the focusing electrode is equipped with a built-in correction electrode with the same potential in the form of a diaphragm with a diameter d 1 installed at a distance L 3 from the center of the photocathode and equipped with a cylindrical part of length l 1 located along the axis electron-optical converter towards the luminescent screen, and d2/d1=1÷4.4;d 2 /d 1 =1÷4.4; d1/l1=2÷11.5;d 1 /l 1 =2÷11.5; l2/d2=1.6÷3.1;l 2 /d 2 =1.6÷3.1; R/d3=2.8÷8;R/d 3 =2.8÷8; L1/L2=0.4÷1.1;L 1 /L 2 =0.4÷1.1; L3/d3=4÷11.L 3 /d 3 =4÷11. 2. Электронно-оптический преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что перед люминесцентным экраном установлена усилительная микроканальная пластина.2. Electron-optical converter according to claim 1, characterized in that an intensifying microchannel plate is installed in front of the fluorescent screen.
RU2023120208U 2023-08-01 ELECTRON-OPTICAL CONVERTER RU224456U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU224456U1 true RU224456U1 (en) 2024-03-25

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4382180A (en) * 1978-05-30 1983-05-03 English Electric Valve Company Limited Image intensifier devices
US4755725A (en) * 1985-12-12 1988-07-05 Varo, Inc. High intensity light shut-down circuit for night vision goggle
RU44874U1 (en) * 2004-12-07 2005-03-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт Оптико-физических измерений ELECTRON-OPTICAL CONVERTER
RU2326464C1 (en) * 2007-03-19 2008-06-10 Вера Митрофановна Жилкина Electro-optical converter
RU149927U1 (en) * 2014-03-05 2015-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "БИФО" ELECTRON-OPTICAL IMAGE CONVERTER
RU2663498C1 (en) * 2017-05-04 2018-08-07 Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") Electro-optical converter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4382180A (en) * 1978-05-30 1983-05-03 English Electric Valve Company Limited Image intensifier devices
US4755725A (en) * 1985-12-12 1988-07-05 Varo, Inc. High intensity light shut-down circuit for night vision goggle
RU44874U1 (en) * 2004-12-07 2005-03-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт Оптико-физических измерений ELECTRON-OPTICAL CONVERTER
RU2326464C1 (en) * 2007-03-19 2008-06-10 Вера Митрофановна Жилкина Electro-optical converter
RU149927U1 (en) * 2014-03-05 2015-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "БИФО" ELECTRON-OPTICAL IMAGE CONVERTER
RU2663498C1 (en) * 2017-05-04 2018-08-07 Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") Electro-optical converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU568406A3 (en) Electron beam tube
US7196723B2 (en) Streak apparatus with focus
US3881136A (en) Cathode ray tube comprising a non-rotationally symmetrical element
GB1602135A (en) Electron gun having a distributed electrostatic lens
RU224456U1 (en) ELECTRON-OPTICAL CONVERTER
RU2663498C1 (en) Electro-optical converter
US3300668A (en) Image converter tube
KR910001400B1 (en) Electron gun with-improved beam forming region
US6456080B1 (en) Cathode ray tube
US2021253A (en) Kinescope
US6815913B2 (en) Cathode ray tube
CN1324099A (en) Electronic gun assembly of color cathode-ray tube
US3274416A (en) Image intensifier type camera tube with potential field correcting means
US2782333A (en) Shortened triple gun for color television
US4173727A (en) Electron image device
US3179844A (en) Electron gun having tapered emitting cathode surface
RU2777837C1 (en) Cathode assembly of the electric-to-optical converter
RU2326464C1 (en) Electro-optical converter
RU65295U1 (en) ELECTRON-OPTICAL CONVERTER
US3619706A (en) Cathode-ray tube in which screening electrodes are provided at the electron gun to produce a beam of uniform density over its cross section along its path to the display screen
RU2100867C1 (en) Pulse electrooptical transducer for time analysis of images
EP0081839A2 (en) Electron beam focusing lens
SU993359A1 (en) Television camera tube orthogonolization system
RU44874U1 (en) ELECTRON-OPTICAL CONVERTER
SU1535263A1 (en) Optronic converter