Фокусирующего электрода

Прожектор трубки предназначен для формирования пучка электронов с радиальной симметрией, поэтому все его электроды имеют форму цилиндров с диафрагмами. Для получения необходимых скоростей движения электронов на аноды подают высокие, относительно катода, положительные напряжения (порядка 100 В на первый анод, и порядка единиц киловольт на второй анод и соединенный с ним ускоряющий электрод). Фокусировку электронного луча осуществляют изменением напряжения между первым анодом и катодом с помощью потенциометра R3.

странственного заряда. На модулятор подается отрицательный по отношению к катоду потенциал в несколько десятков вольт, изменяя величину которого, можно регулировать интенсивность электронного луча, а следовательно, и яркость свечения люминофора. Кроме того, электрическое поле между катодом и модулятором фокусирует поток электронов, направляя его в отверстие модулятора. Далее поток электронов проходит через систему анодов А\, А2. Не фокусирующий анод А\ представляет собой металлический цилиндр с перегородками и отверстиями, образующими диафрагму. На фокусирующий анод А\ подают положительный потенциал (несколько сотен вольт), который создает в электронном прожекторе неравномерное электрическое поле, обеспечивающее электростатическую фокусировку электронного луча.

Далее по оси трубки располагаются еще два цилиндра — первый и второй аноды (фокусирующий и ускоряющий электроды). Первый анод, находясь под положительным потенциалом в несколько сотен вольт, ускоряет движущийся от катода поток электронов. Ко второму аноду подводится напряжение, достигающее в некоторых электронно-лучевых приборах десятков киловольт, поэтому электроны выходят из второго анода 'с достаточно высокой скоростью. Аноды не только ускоряют электроны, но также обеспечивают формирование узкого электронного пучка — фокусировку электронного потока. Вследствие различия Потенциалов катода, модулятора, первого и второго анодов в пространстве между ними создаются неоднородные электрические поля — электронные линзы (см. далее § 7-3). Проходя через эти линзы, электроны образуют узкий, сходящийся у экрана поток электронов — электронный луч. Вся система электронов крепится на траверсах и образует единое устройство, называемое электронным прожектором 1.

Фокусировку электронного пучка осуществляют изменением напряжения первого анода. Оптимальным напряжением первого анода является такое, при котором поле главной линзы обеспечивает минимальный размер электронного пятна на экране. Однако в приведенной конструкции электронного прожектора изменение напряжения первого анода при фокусировке пучка одновременно изменяет ток, отбираемый с катода и, следовательно, ток пучка. Возникающие при этом трудности настройки режима работы трубки устраняются в более распространенных конструкциях электронных прожекторов с ускоряющим электродом. В таких конструкциях электронных прожекторов между модулятором и первым анодом помещен дополнительный ускоряющий электрод с высоким положительным потенциалом, обычно большим потенциала первого анода ( 2.23).

В общем случае вектор скорости электрона V направлен под некоторым углом а к оси катушки. Если электрон находится в точке А ( И.5,а), то вектор индукции магнитного поля В и вектор скорости V имеют как радиальные В,- и vr, так и осевые ВА и ид составляющие. Из курса физики [8] известно, что на электрон, движущийся под произвольным углом по отношению к направлению магнитного поля, действует сила Лоренца FM = —e[VXB]). Составляющая сила Лоренца Fm ( 11.5,6), обусловленная v\ п Вг, направлена из-за плоскости чертежа на читателя. Векторное произведение [VXB] представляет собой правую тройку векторов, но при определении направления F необходимо учитывать отрицательный знак заряда электрона. Сила FMl вызывает вращение электронов вокруг оси ОС, т.е. появляется азимутальная составляющая скорости ут, которая совместно с БД образует силу Fw, направленную к оси катушки ( 11.5, б). Описанная ситуация сохраняется до плоскости, проходящей через центральные точки Оь 02 катушки перпендикулярно ее оси. Таким образом, при движении электрона до этой плоскости он перемещается по спирали с уменьшающимся радиусом, отклоняясь к оси катушки. После пересечения плоскости Oi02 направление радиальной составляющей индукции магнитного поля Вг меняется на противоположное, и, следовательно, сила F'm будет направлена навстречу силе Рш. Однако после пересечения плоскости OiO2 электроны уже отклонились по направлению к оси, значения Вг стали меньше, поэтому сила F№f<^Fm, а поперечная сила FMr по-прежнему будет направлена в ту же сторону. Тангенциальная сила FMT справа от плоскости 0[02 будет уменьшать частоту вращения электрона, который и пересечет ось в некоторой точке С. Изменяя индукцию магнитного поля путем регулировки тока в катушке, можно добиться пересечения траекторий всех электронов с осью трубки в плоскости экрана ( 11.5,а), обеспечивая тем самым фокусировку электронного потока.

Электронный прожектор, используемый в кинескопах, строится по трехлинзовой схеме (см. 11.4). Первый анод имеет больший диаметр, чем рядом расположенные ускоряющий электрод и второй анод. Благодаря такой конструкции ток первого анода близок к нулю, что не изменяет фокусировку электронного луча при регулировании напряжения на модуляторе. Применение промежуточного

Далее по оси трубки располагаются еще два цилиндра — первый и второй аноды (фокусирующий и ускоряющий электроды). Первый анод, находясь под положительным потенциалом в несколько сотен вольт, ускоряет движущийся от катода поток электронов. Ко второму аноду подводится напряжение, достигающее в некоторых электронно-лучевых приборах десятков киловольт, поэтому электроны выходят из второго анода 'с достаточно высокой скоростью. Аноды не только ускоряют электроны, но также обеспечивают формирование узкого электронного пучка — фокусировку электронного потока. Вследствие различия Потенциалов катода, модулятора, первого и второго анодов в пространстве между ними создаются неоднородные электрические поля — электронные линзы (см. далее § 7-3). Проходя через эти линзы, электроны образуют узкий, сходящийся у экрана поток электронов — электронный луч. Вся система электронов крепится на траверсах и образует единое устройство, называемое электронным прожектором 1.

к катоду (десятки вольт). Регулируя потенциал модулятора, можно менять количество электронов в пучке, т. е. его интенсивность. Изменение интенсивности пучка вызывает изменение яркости свечения луча. Два последующих электрода Аг и Л2 называются первым и вторым анодами. Они представляют собой цилиндрические металлические стаканчики с центральными отверстиями в торцовых поверхностях и перегородками с отверстиями внутри стаканчиков. Анод Alt имея регулируемый положительный по отношению к катоду потенциал, позволяет осуществлять фокусировку электронного пучка в луч. Анод Аг служит для ускорения электронов, образующих луч, в направлении к торцовой части трубки — экрану. Анод Л2 находится под еще более высоким потенциалом относительно катода. Электронный прожектор предназначен для получения узкого, сфокусированного на поверхности экрана .9, потока электронов — электронного луча. Траектории электронов сходны с путями лучей в оптической фокусирующей линзе, поэтому по аналогии рассмотренную систему электродов можно назвать электронной линзой.

Объясните, в силу каких причин электрическая линза-осуществляет фокусировку электронного пучка. 9. Расскажите о принципе работы электронного осциллографа. 10. В чем отличие принципа работы фазотрона от принципов работы синхрофазотрона и циклотрона?

Прожектор трубки предназначен для формирования пучка электронов с радиальной симметрией, поэтому все его электроды имеют форму цилиндров с диафрагмами. Для получения необходимых скоростей движения электронов на аноды подают высокие, относительно катода, положительные напряжения (порядка 100 В на первый анод, и порядка единиц киловольт на второй анод и соединенный с ним ускоряющий электрод). Фокусировку электронного луча осуществляют изменением напряжения между первым анодом и катодом с помощью потенциометра R3.

В соответствии с общими требованиями узлы радиолокационных трубок имеют характерные особенности. Обеспечение высокой разрешающей способности и большой яркости свечения экрана требует высоких ускоряющих напряжений (5—10 кв и более). В этих условиях целесообразно использовать магнитную фокусировку электронного луча. Высокая линейность отклонения, малое нарушение фокусировки отклоняющими системами в сочетании с большими углами отклонения (большим экраном) приводят к необхо-v димости иметь в большинстве радиолокационых трубок магнитное < отклонение луча.

рующса катушки 3, распределенной по всей длине трубки, и фокусирующего электрода 6.

В передней стенке газоразрядной камеры имеется щель для вытягивания ионов из плазменного шнура с помощью ионно-оптической системы (экстрактора ионов 73), состоящей из основного заземленного 11, промежуточного 14 (с потенциалом 3 —5 кВ для подавления стока электронов) и фокусирующего 12 (под положительным ускоряющим потенциалом) электродов. В источнике, изображенном на 6,1, б, функции фокусирующего электрода выполняет металлическая передняя стенка разрядной камеры. Пучок ускоренных ионов поступает на входную щель масс-сепаратора, где под действием сильного магнитного поля ионы разделяются по массам в соответствии с уравнением

На 9-6,а и б представлена схема электронной плавильной печи с радиальными пушками типа У-270, разработанной Институтом электросварки имени Е. О. Патоиа АН УССР. Пушка печи составлена из 10 отдельных элементов (мощность каждого 15 кет, ускоряющее напряжение 13,5 /се), расположенных по окружности в верхней части печи, которая отделенная от нижней камеры, где происходит плавка, перегородкой. В перегородке имеются 10 отверстий для прохождения 10 плоских электронных пучков, генерируемых пушкой. Каждый элемент пушки ( 9-6,а) состоит из проволочного вольфрамового катода /, фокусирующего электрода — катода 2 и медного водоохлаждаемого электрода — анода 3. Трубки с охлаждающей анод водой проходят через •отверстия 4 в аноде. Катодные узлы •6 ( 9-6,6) собраны на общей плите, а проволочные катоды электрически соединены последовательно, чтобы повысить напряжение источника их питания.

В ЭЛИ с кольцевым лучом ( 2.5, а) нагрев объема материала 1, помещенного в охлаждаемый водой медный тигель 2, служащий анодом, производится хорошо сфокусированным лучом электронов, испускаемых кольцевым катодом 3, который находится под отрицательным потенциалом (до 10 кВ) относительно заземленного анода. Фокусировка луча на поверхности материала достигается перемещением фокусирующего электрода 4,

В ЭЛИ с кольцевым лучом ( 2.5, а) нагрев объема материала 1, помещенного в охлаждаемый водой медный тигель 2, служащий анодом, производится хорошо сфокусированным лучом электронов, испускаемых кольцевым катодом 3, который находится под отрицательным потенциалом (до 10 кВ) относительно заземленного анода. Фокусировка луча на поверхности материала достигается перемещением фокусирующего электрода 4,

Ограничения поперечного сечения электронного пучка, осуществляемого модулятором, еще не достаточно для формирования осциллограммы Необхоли ма дальнейшая фокусировка электронного п^чка, которая осуществляется <• пс мощью первого анода о, высокий положительный потенциал которого ускоряет электроны, фокусирующего электрода 6, регулируемый потенциал которого позволяет создать такую конфигурацию поля, что электронный пучок сжимается в тонкий луч.

вводится- через отверстие в конусе фокусирующего электрода. Внут-

ренние стенки фокусирующего электрода для того, чтобы свет не

В общем виде электронно-лучевая пушка состоит из электронно-оптической системы (ЭОС) и системы проведения пучка. Электронно-оптическая система формирует пучок электронов необходимой энергии, тока и геометрических размеров. Наиболее типичная ЭОС пушки состоит из катода, фокусирующего электрода и анода. Исключение составляют лишь пушки автоэлектронного нагрева, в которых анодом является сам обрабатываемый материал. В зависимости от формы эмитирующей поверхности катода, геометрии фокусирующего электрода и анода ЭОС может формировать пучки различного сечения.

Перейдем к рассмотрению приборов типа М с широкополосными нерезонансными замедляющими системами. Рассмотрим работу ЛБВ типа М ( 5.12). Электроны, эмиттированные катодом 9, под действием электрического поля фокусирующего электрода / и внешнего магнитного поля В, перпендикулярного к плоскости чертежа, двигаются по циклоиде и на вершине первой петли вводятся в пространство взаимодействия, образованное замедляющей системой 4 и основанием (ложным катодом) 8. Относительно катода основание находится под отрицательным пли нулевым потенциалом, а замедляющая система и коллектор 6 — под положительным. Без

в цепи фокусирующего электрода 1 МОм (1 Вт);