Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Назначение и устройство теплопеленгаторов 

1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Подобными же свойствами изменения траектории электронов обладает диафрагма с круглым отверстием. Если между плоскими электродами, расположенными далеко друг от друга и создающими однородное поле, ввести диафрагму с круглым отверстием, потенциал которой равен потенциалу левого или правого электрода, однородность поля в области отверстия нарушится (рис. 4, а). Эквипотенциальные поверхности, которые были плоскими при


Рис. 4. Фокусирующая система в виде диафрагмы с круглым отверстием (а) и ее оптическая аналогия (б).

отсутствии диафрагмы, изгибаются и проникают через отверстие диафрагмы влево или вправо в зависимости от потенциала диафрагмы. Если потенциал диафрагмы равен потенциалу левого электрода, электронные лучи, проходя через отверстие диафрагмы, собираются в точку на оси, аналогично тому, как это имеет место при фокусировке световых лучей двояковыпуклой линзой (рис. 4, б).

Фокусирующая электростатическая система- ЭОП должна быть широкоугольной (т. е. обладать большим углом зрения), так как фотокатод, изображение которого необходимо получить, имеет большую поверхность. Это условие хорошо выполняется иммерсионной линзой, схематически изображенной на рис. 5, а. Электроны, вылетевшие в разных направлениях из точки О фотокатода, расположенной на его оси, стягиваются в узкий пучок и собиракугся в точке Oi, лежащей на той же оси. Электроны, вылетевшие из точки М, отстоящей от центра фотокатода на некотором расстоянии, собираются в точке Mi. Таким образом, в полости анода имеется поверхность, близкая к параболоиду вращения, отображающая фотокатод. Пройдя эту поверхность, электроны расходятся и образуют на экране кружок рас-

сеяния больший, чем в центре экрана. Поэтому разрешающая способность ЭОП падает по мере удаления от центра экрана к его периферии.

Уменьшить кривизну изображения можно, придав катоду сферическую форму, но при этом возникает трудность фокусировки светового изображения на сферическую поверхность, так как изображение, создаваемое обычными объективами, уже имеет кривизну, противоположную по


и

Рис< 5. Схематическое изображение иммерсионной линзы (а) и трех-

электродной фокусирующей системы (б).

знаку кривизне фотокатода. В двухэлектродных ЭОП с электростатической фокусировкой невозможно получить равномерное разрешение по всему полю зрения без значительного увеличения кривизны фотокатода и экрана.

Диаметр кружка рассеяния ЭОП с иммерсионной линзой рассчитывается по формуле 13]

do=l,2i%. (1.3)

Масштаб изображения можно варьировать в широких пределах изменением величин D, D, и L, показанных на рис. 5, а.

Для повышения разрешающей способности ЭОП применяют трехэлектродную фокусирующую систему (рис. 5, б). Изменяя потенциал правого электрода, можно регулировать диаметр кружка рассеяния в различных точках экрана. Его можно сделать меньшим в центре, но большим на краях экрана, либо наоборот; при этом разрешающая способность распределяется по экрану более равномерно.

На рис. 6 приведена схема ЭОП с трехэлектродной фокусирующей системой, имеющего такие параметры: максимальный диаметр 80 мм, длина 160 мм, полное напряжение



18 кВ, диаметр экрана 50 мм, разрешающая способность порядка 30 линий/мм. Недостаток ЭОП с электростатиче- ской фокусировкой - наличие подушкообразного искажения (рис. 7), обусловленного большим увеличением у краев, чем в центре. Этот недостаток иногда устраняют, применяя трубки большего диаметра с использованием только небольшой центральной части экрана.

/ 2 3 4 5 6 7 8


Рис. 6. Схема ЭОП с трехэлектродной фокусирующей системой:

; изображение, создаваемое объективом; 2 - полупрозрачный фотокатод; 3- электронный пучок; 4 - стеклянный баллон: 5 - электрод; 6 - держатель; 7 - анод; S - экран; 9 - электронное изображение; 10 - люминесцирующнй слой; /; - алюминиевая фольга; 12 - стеклянная стенка; 13 *~~ контактирующее покрытие.

ЭОП с магнитной фокусировкой. Рассмотрим поведение электрона в однородном магнитном поле. Сила F, действующая на электрон в магнитном поле, пропорциональна скорости V электрона, напряженности Я магнитного поля

и зависит от угла а между векторами у и Я:

F = -vH sin а,

(1.4)

где е - заряд электрона; с - скорость света в вакууме.

Если направление скорости электрона совпадает с направлением вектора напряженности магнитного поля, оно не оказывает на электрон никакого воздействия, так как а = 0. Сила F направлена перпендикулярно направлению

векторов у и Я, поэтому она не может изменить величину скорости электрона, а изменяет только ее направление. Отсюда следует, что магнитное поле не ускоряет и не за-

медляет движение электронов, а только искривляет их траекторию.

Предположим, что электрон с начальной скоростью у попадает в магнитное поле, и направление этой скорости составляет угол а с направлением магнитных силовых линий (рис. 8, а). Так как величины у и Я постоянны, сила F, действующая на электрон, и кривизна траектории, обусловленная этой силой, тоже неизменны, т. е. электрон будет двигаться в плоскости, перпендикулярной направлению магнитных силовых линий, по окружности (рис. 8, б). Радиус этой окружности определяют из равенства силы F центробежной силе:

УдЯ sin а =

mvl sin а

Н

sin a. (1.5)


Рис. 7. Подушкообразная дистор-сия изображения на экране ЭОП.

Из формулы (1.5) следует, что электроны, имеющие различные скорости, будут перемещаться по окружности разных радиусов, однако время одного оборота у всех электронов будет одинаковьш. В самом деле, время Т^, необходимое электрону для того, чтобы совершить один оборот, определяется выражением

2nRs 2яст

Уо sin а

в которое не входит величина начальной скорости элек* трона.

Обратимся вновь к рис. 8, а. Так как составляющая Уо cos а скорости движения электрона совпадает с направлением магнитных силовых линий (угол между векторами

Уо cos а и Я равен нулю), то электрон будет перемещаться вдоль направления линий магнитного поля. За время одного оборота электрон перенесется на расстояние

L = ТэУц cos а =

2яст еН

Уо cos а.

(1.6)



Электроны, двигаясь по окружности в плоскости, перпендикулярной магнитным силовым линиям, будут одновременно перемещаться вдоль силовых линий, т. е. описывать в пространстве винтовую траекторию.

Если бы все электроны имели одинаковую продольную составляющую скорости, то, выйдя в определенный момент из точки Л, они через некоторый промежуток времени при-


Рис. 8. Траектория электрона в однородном магнитном поле: а - в плоскости силовых линий; б - в плоскости, перпендикулярной силовым линиям; / - обмотка; 2 - магнитные силовые линии; 3 - траектория электрона; 4 - вектор напряженности магнитного поля.

шли бы все в точку а. В этом и заключается фокусирующее действие магнитного поля с круговой симметрией на пучок электронов - явление, впервые описанное Бушем [87]. Так как в пучке электронов не все электроны имеют одина-т^овую продольную составляющую начальной скорости, то электроны, вылетающие из одной точки фотокатода, собираются не в одну точку, а в кружок рассеяния, диаметр которого

do = 2/-. (1.7)

Если принять / = 100 мм и С/ = 2 - 10* В, то получим: для кислородно-цезиевого фотокатода ({/ акс = 0,3 эВ) ,do = 3 10~ мм; для сурьмяно-цезиевого (f/макс = 1 эВ) .dp s=; 10 мм; для многощелочного фотокатода (f/макс = = 0,6 эВ) do= 6 10~ мм, что в сотни раз меньше, чем при электростатической фокусировке [8].

Простейшую магнитную линзу выполняют в виде постоянного магнита кольцевой формы, и хотя при этом нельзя получить значительную напряженность поля, величина последней является стабильной.

Обычно применяются короткие магнитные линзы, воздействующие на электронный луч на небольшом участке. Их устанавливают вблизи фотокатода так, чтобы силовые линии магнитного поля были направлены по возможности перпендикулярно плоскости фотокатода.

Электромагнитные линзы дают возможность получать поля большой интенсивности, но при этом предъявляются жесткие требования к постоянству тока в обмотках.


7 6 8 3 Рис. 9. Схема ЭОП с электромагнитной фокусирующей

линзой:

/ - фотокатод; 2 - магнитные силовые линии; S - фокусирующая катушка; 4 - стеклянный баллон; 5 - ускоряющий электрод; 6 - экран; 7 - эквипотенциальные лиинн; 8 - изображение тест-объекта на фотокатоде; 9 - нзображеине тест-объекта на экране.

Схема ЭОП с электромагнитной фокусирующей линзойг показана на рис. 9.

Так как магнитное поле может изменять только на--правление движения электронов, а не их энергию, то в, ЭОП с магнитной линзой должно быть предусмотрено дополнительное ускоряющее поле. Это поле образуется за-счет ускоряющего электрода, расположенного между фо токатодом и анодом. Электроны, эмиттируемые фoтoкaтo дом, направляются к ускоряющему электроду. Дополнительное поле магнитной линзы фокусирует электронный пучок и формирует изображение на экране. При недостаточно однородном магнитном поле изображение рассматриваемого объекта искажается: появляется S-образная дисторсия, заключающаяся в повороте изображения относительно оси симметрии ЭОП.

ЭОП с магнитной фокусировкой позволяет получать, изображение с достаточно высоким разрешением по всему полю зрения. Однако большой вес и значительные размеры фокусирующей системы и блока ее питания ограничивают



1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95