RU2210137C2 - Dynamically focused electron-beam laser device - Google Patents
Dynamically focused electron-beam laser device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2210137C2 RU2210137C2 RU98120175/09A RU98120175A RU2210137C2 RU 2210137 C2 RU2210137 C2 RU 2210137C2 RU 98120175/09 A RU98120175/09 A RU 98120175/09A RU 98120175 A RU98120175 A RU 98120175A RU 2210137 C2 RU2210137 C2 RU 2210137C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- coating
- focusing
- electrode
- electron
- Prior art date
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 80
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 78
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 28
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/31—Processing objects on a macro-scale
- H01J2237/3151—Etching
Landscapes
- Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электронным и квантовым приборам, а именно к лазерным электронно-лучевым приборам, используемым, например, в проекционных телевизионных устройствах для формирования изображений на экранах большой площади. The invention relates to electronic and quantum devices, namely to laser electron-beam devices used, for example, in projection television devices for forming images on large-area screens.
Проекционные телевизионные устройства на основе обычных электронно-лучевых приборов (ЭЛП) с люминесцентным экраном широко используются для формирования изображений на проекционных экранах площадью до нескольких квадратных метров. Однако размер изображения на проекционном экране таких телевизионных устройств ограничивается неспособностью люминесцентных экранов проекционных ЭЛП формировать требуемые световые потоки с высокой интенсивностью, что затрудняет получение телевизионных изображений с необходимой яркостью и контрастностью. Projection television devices based on conventional electron-beam devices (EBLs) with a fluorescent screen are widely used to form images on projection screens up to several square meters in area. However, the size of the image on the projection screen of such television devices is limited by the inability of the luminescent screens of projection EBLs to generate the required luminous fluxes with high intensity, which makes it difficult to obtain television images with the necessary brightness and contrast.
Эффективный путь улучшения параметров проекционных телевизионных устройств связан с использованием лазерных ЭЛП (см. , например, патент США N 3558956, H 01 J 29/18, 1971 г.). An effective way to improve the parameters of projection television devices is through the use of laser EBLs (see, for example, US Pat. No. 3,558,956, H 01 J 29/18, 1971).
В отличие от обычного ЭЛП, источником излучения в лазерном ЭЛП является не слой люминофора, а лазерная мишень, представляющая собой тонкую полупроводниковую монокристаллическую пластину, на обе параллельные поверхности которой нанесены отражающие свет покрытия. Со стороны падения на пластину электронного пучка обычно наносится непрозрачное зеркальное металлическое покрытие, а с противоположной стороны - полупрозрачное зеркальное покрытие. Зеркальные поверхности образуют оптический резонатор, а полупроводниковая пластина между ними выполняет функции активной среды лазера с электронным возбуждением. Лазерная мишень прикрепляется к подложке из прозрачного диэлектрического материала, играющей роль выходного окна лазерного ЭЛП, а также теплоотвода для лазерной мишени. Подложка обычно изготовлена из сапфира, обладающего высокой теплопроводностью. Лазерная мишень вместе с подложкой образуют экран лазерного ЭЛП (лазерный экран). Unlike a conventional EBL, the source of radiation in a laser EBL is not a phosphor layer, but a laser target, which is a thin semiconductor single crystal wafer, on which parallel surfaces light-reflecting coatings are deposited. From the side of incidence, an opaque mirror metallic coating is usually applied to the electron beam plate, and from the opposite side, a translucent mirror coating. Mirror surfaces form an optical resonator, and the semiconductor wafer between them serves as the active medium of an electronically excited laser. The laser target is attached to a substrate of transparent dielectric material, which plays the role of the exit window of a laser EBL, as well as a heat sink for the laser target. The substrate is usually made of sapphire, which has high thermal conductivity. The laser target together with the substrate form the screen of the laser ELP (laser screen).
Пучок электронов, проникая в полупроводниковую пластину через металлическое покрытие, индуцирует спонтанное световое излучение. При поверхностной плотности тока пучка на лазерной мишени, равной пороговому значению, мощность индуцированного светового излучения компенсирует потери в оптическом резонаторе и элемент мишени, на которую падает пучок электронов, становится источником лазерного излучения. В процессе многократного прохождения светом резонатора происходит сужение его частотного спектра, в результате чего излучаемый свет является монохроматическим. Лазерный свет излучается через полупрозрачное зеркальное покрытие практически перпендикулярно поверхности полупроводниковой пластины и выходит из ЭЛП через сапфировое выходное окно. A beam of electrons, penetrating into a semiconductor wafer through a metal coating, induces spontaneous light emission. When the surface current density of the beam on the laser target is equal to the threshold value, the power of the induced light radiation compensates for the loss in the optical cavity and the element of the target onto which the electron beam is incident becomes a source of laser radiation. In the process of multiple passage of light through the resonator, its frequency spectrum is narrowed, as a result of which the emitted light is monochromatic. Laser light is emitted through a translucent mirror coating almost perpendicular to the surface of the semiconductor wafer and exits the EBL through the sapphire exit window.
Известен лазерный электронно-лучевой прибор (Уласюк В.Н. Квантоскопы. -М. : Радио и связь, 1988, с.105, 107, 108), содержащий колбу, по меньшей мере на часть внутренней поверхности которой нанесено низкоомное проводящее покрытие, электронный прожектор для формирования пучка электронов, лазерный экран и магнитную фокусирующую систему для фокусировки электронного пучка, сформированного электронным прожектором, на лазерном экране. Known laser electron-beam device (Ulasyuk VN Quantoscopes. -M.: Radio and communications, 1988, p.105, 107, 108), containing a flask, at least part of the inner surface of which is applied low resistance conductive coating, electronic a spotlight for forming an electron beam, a laser screen and a magnetic focusing system for focusing the electron beam formed by the electronic spotlight on the laser screen.
Проводящее покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность колбы, позволяет предотвратить появление на этой поверхности зарядов, наводимых электронным пучком. Известно, что отсутствие наведенных зарядов является необходимым условием формирования остронаправленного осесимметричного пучка, а в связи с пороговым характером излучения в лазерном ЭЛП точная фокусировка для него имеет гораздо большее значение, чем для обычных люминофорных ЭЛП, особенно если необходимо достичь высокой разрешающей способности, которую может обеспечить лазерный ЭЛП. A conductive coating deposited on the inner surface of the flask prevents the appearance of charges induced by an electron beam on this surface. It is known that the absence of induced charges is a prerequisite for the formation of a highly directional axisymmetric beam, and due to the threshold nature of the radiation in a laser EBL, accurate focusing is much more important for it than for conventional phosphor EBLs, especially if it is necessary to achieve a high resolution that can provide laser EBP.
Применение магнитной фокусирующей системы в лазерных ЭЛП позволяет получить высокую разрешающую способность и часто является предпочтительным. Однако при движении электронного пучка по лазерному экрану в процессе формирования изображения происходит определенная расфокусировка пучка из-за изменения расстояния от магнитной фокусирующей линзы, сформированной магнитной фокусирующей системой, до лазерного экрана. Кроме того, некоторая расфокусировка пучка происходит также при изменении его тока в процессе формирования изображения. Указанные обстоятельства приводят к необходимости использовать в лазерном ЭЛП средства динамической подфокусировки пучка электронов. The use of a magnetic focusing system in laser EBs allows one to obtain high resolution and is often preferred. However, when the electron beam moves along the laser screen during image formation, a certain defocusing of the beam occurs due to a change in the distance from the magnetic focusing lens formed by the magnetic focusing system to the laser screen. In addition, some defocusing of the beam also occurs when its current changes during image formation. These circumstances make it necessary to use dynamic electron beam focusing in a laser EBL.
В некоторых конструкциях лазерных ЭЛП используется подача сигнала подфокусировки на ускоряющий электрод и лазерный экран ЭЛП. Однако это требует принятия специальных мер по защите цепей формирования сигнала динамической подфокусировки от высокого ускоряющего напряжения, что сильно усложняет и удорожает конструкцию прибора. In some designs of laser EBLs, a subfocus signal is applied to the accelerating electrode and the laser screen of the EBL. However, this requires special measures to be taken to protect the dynamic focusing signal generation circuits from high accelerating voltage, which greatly complicates and increases the cost of the device design.
В вышеупомянутом известном ЭЛП средства динамической подфокусировки электронного пучка выполнены в виде установленной на колбе дополнительной фокусирующей катушки, в которую подается ток подфокусировки, изменяемый в зависимости от положения электронного пучка. Однако вследствие высоких энергий электронов и высокой плотности тока пучка в лазерном ЭЛП в этом случае необходимо использовать дополнительную катушку с высокой индуктивностью и ток подфокусировки с большим значением амплитуды, что приводит к значительному увеличению габаритов средств динамической подфокусировки. Кроме того, высокая индуктивность дополнительной фокусирующей катушки крайне затрудняет динамическую подфокусировку пучка в зависимости от тока подфокусировки, поскольку частота сигнала подфокусировки в лазерных ЭЛП с высоким разрешением может достигать 100 МГц и более. In the aforementioned well-known EBL, the means of dynamically focusing the electron beam are made in the form of an additional focusing coil mounted on the flask, into which a current of focusing is applied, which varies depending on the position of the electron beam. However, due to the high electron energies and high beam current density in a laser EBL, in this case it is necessary to use an additional coil with a high inductance and a focusing current with a large amplitude value, which leads to a significant increase in the dimensions of the dynamic focusing means. In addition, the high inductance of the additional focusing coil makes it extremely difficult to dynamically focus the beam depending on the focusing current, since the frequency of the focusing signal in high-resolution laser EBLs can reach 100 MHz or more.
Задачей настоящего изобретения является создание лазерного ЭЛП с безындукционным элементом динамической подфокусировки и тем самым уменьшение габаритов средств динамической подфокусировки и обеспечение возможности осуществления динамической подфокусировки с более высокой частотой. The objective of the present invention is to provide a laser EBL with a non-induction element of dynamic focusing and thereby reduce the size of the dynamic focusing tools and enable dynamic focusing with a higher frequency.
Поставленная задача решается тем, что в лазерном ЭЛП, содержащем колбу, по меньшей мере на часть внутренней поверхности которой нанесено низкоомное покрытие, электронный прожектор для формирования пучка электронов, лазерный экран, магнитную фокусирующую систему для фокусировки электронного пучка, сформированного электронным прожектором, на лазерном экране и средства динамической подфокусировки указанного электронного пучка, согласно изобретению средства динамической подфокусировки включают электрод, установленный в месте установки магнитной фокусирующей системы, а указанное низкоомное покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность колбы, в районе указанного электрода имеет разрыв, в котором на внутреннюю поверхность колбы нанесено высокоомное покрытие. The problem is solved in that in a laser EBL containing a flask, at least part of the inner surface of which is coated with a low resistance coating, an electronic searchlight for forming an electron beam, a laser screen, a magnetic focusing system for focusing an electron beam formed by an electronic searchlight on a laser screen and means for dynamically focusing said electron beam, according to the invention, means for dynamically focusing include an electrode mounted at the installation site and a magnetic focusing system, and said low-resistance coating on the inner surface of the bulb, in the region of said electrode has a gap in which the inner surface of the bulb coated with a high resistance coating.
Электрод средств динамической подфокусировки предпочтительно выполнен в виде проводящего покрытия, нанесенного на внешнюю поверхность колбы. The dynamic focusing means electrode is preferably made in the form of a conductive coating deposited on the outer surface of the bulb.
Благодаря наличию разрыва в низкоомном покрытии под электродом, электрическое поле этого электрода, создаваемое при подаче на него сигнала динамической подфокусировки, наводит соответствующий динамический сигнал на части высокоомного покрытия под электродом. Электрическое поле этого динамического сигнала воздействует на электронный пучок и изменяет скорости электронов в зависимости от знака и амплитуды подаваемого сигнала динамической подфокусировки. Это, в свою очередь, приводит к изменению времени пребывания электронов в поле магнитной фокусирующей линзы, что обеспечивает необходимую динамическую подфокусировку электронного пучка. Предложенные средства динамической подфокусировки, благодаря их безындукционному характеру, практически не увеличивают габариты ЭЛП и обеспечивают возможность подачи сигнала подфокусировки высокой частоты, необходимого для лазерных ЭЛП. Наличие высокоомного покрытия в области разрыва в низкоомном покрытии обеспечивает эффективное устранение зарядов, наводимых на внутренней стенке колбы ЭЛП электронным пучком. При этом колба ЭЛП надежно изолирует электрод средств динамической подфокусировки от находящегося под высоким потенциалом покрытия на внутренней стороне колбы. Благодаря этому не требуется принимать специальных мер по защите цепей формирования сигнала динамической подфокусировки, что было бы необходимо при подаче напряжения динамической подфокусировки непосредственно на покрытие, нанесенное на внутреннюю сторону колбы ЭЛП. Due to the presence of a gap in the low-resistance coating under the electrode, the electric field of this electrode created when a dynamic focus signal is applied to it induces a corresponding dynamic signal on the part of the high-resistance coating under the electrode. The electric field of this dynamic signal acts on the electron beam and changes the speed of the electrons depending on the sign and amplitude of the supplied dynamic focus signal. This, in turn, leads to a change in the residence time of electrons in the field of the magnetic focusing lens, which provides the necessary dynamic focusing of the electron beam. The proposed means of dynamic focusing, due to their non-induction nature, practically do not increase the dimensions of the EBL and provide the ability to supply a high-frequency AF signal, which is necessary for laser EBLs. The presence of a high-resistance coating in the gap region in a low-resistance coating provides an effective elimination of charges induced on the inner wall of the EBL bulb by an electron beam. In this case, the EBF bulb reliably isolates the electrode of the dynamic focusing means from the coating located at high potential on the inner side of the bulb. Due to this, it is not necessary to take special measures to protect the dynamic focusing signal generation circuits, which would be necessary when applying dynamic focusing voltage directly to the coating applied to the inner side of the EBF bulb.
Поверх проводящего покрытия, образующего электрод средств динамической подфокусировки, может быть нанесена изолирующая пленка. An insulating film may be applied over the conductive coating forming the electrode of the dynamic focusing means.
Сопротивление указанного высокоомного покрытия предпочтительно составляет приблизительно от 30 до 500 МОм. Оно может включать покрытие, нанесенное в виде цилиндрической спирали и/или в виде сплошного слоя и состоящее, например, из окиси хрома или титана. The resistance of said high resistance coating is preferably from about 30 to 500 MΩ. It may include a coating applied in the form of a cylindrical spiral and / or in the form of a continuous layer and consisting, for example, of chromium oxide or titanium.
Низкоомное покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность колбы, предпочтительно электрически соединено с мишенью лазерного экрана для подачи через него на мишень соответствующего напряжения. The low-resistance coating deposited on the inner surface of the bulb is preferably electrically connected to the target of the laser screen to supply an appropriate voltage through it to the target.
Расстояние, измеренное вдоль оси прибора, от любого края электрода средств динамической подфокусировки до ближайшего края указанного низкоомного покрытия предпочтительно составляет не менее приблизительно половины внутреннего диаметра колбы прибора в районе размещения электрода. The distance, measured along the axis of the device, from any edge of the electrode of the dynamic focusing means to the nearest edge of the specified low-resistance coating is preferably at least about half the inner diameter of the bulb of the device in the region where the electrode is placed.
Высокоомное покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность колбы, непосредственно под указанным электродом может иметь разрыв, в котором на внутреннюю поверхность колбы нанесено проводящее покрытие. A high-resistance coating deposited on the inner surface of the bulb directly below said electrode may have a gap in which a conductive coating is applied to the inner surface of the bulb.
На фиг.1 схематически показан выполненный согласно изобретению лазерный ЭЛП. 1 schematically shows a laser EBL made according to the invention.
На фиг. 2 схематически показана часть лазерного ЭЛП, выполненного согласно варианту осуществления изобретения. In FIG. 2 schematically shows a portion of a laser EBP made according to an embodiment of the invention.
В соответствии с фиг.1, лазерный ЭЛП содержит колбу 1, выполненную, например, из стекла, из которой откачан воздух. На внутреннюю поверхность колбы 1 нанесено низкоомное покрытие 2, выполненное, например, из аквадага. В горловине колбы 1 размещен электронный прожектор 3 для формирования пучка электронов, а напротив него установлен лазерный экран 4. Магнитная фокусирующая система 5 обычной конструкции, образованная электромагнитными катушками (отдельно не показаны), установлена с внешней стороны колбы 1. В соответствии с изобретением лазерный ЭЛП содержит также средства динамической подфокусировки электронного пучка, включающие электрод 6, установленный с внешней стороны колбы 1 в месте установки магнитной фокусирующей системы 5. В районе электрода 6 низкоомное покрытие 2, нанесенное на внутреннюю поверхность колбы 1, имеет разрыв, в котором на внутреннюю поверхность колбы 1 нанесено высокоомное покрытие 7. In accordance with figure 1, the laser EBL contains a
Расстояние L, измеренное вдоль оси прибора, от любого края электрода 6 до ближайшего края низкоомного покрытия 2 в предпочтительном варианте выполнения изобретения составляет не менее половины внутреннего диаметра D колбы ЭЛП в районе размещения электрода 6. The distance L, measured along the axis of the device, from any edge of the
Электрод 6 находится непосредственно под магнитной фокусирующей системой 5 и может несколько выступать за ее границы, например приблизительно на 10% ее длины, или, наоборот, быть несколько короче ее. В показанном на фиг.1 варианте выполнения изобретения электрод 6 выполнен в виде проводящего покрытия, например, из аквадага, нанесенного на внешнюю поверхность колбы 1, поверх которого для электроизоляции и защиты от внешних воздействий нанесена изолирующая пленка 8. The
Сопротивление высокоомного покрытия 1, измеренное между его краями, примыкающими к низкоомному покрытию 2, предпочтительно составляет приблизительно от 30 до 500 МОм. Высокоомное покрытие 7 может включать покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность колбы 1 по спирали, т.е. имеющее вид цилиндрической спирали, ось которой совпадает с осью колбы 1. Покрытие 7 может быть также нанесено в виде сплошного слоя или наложенных друг на друга сплошного слоя и цилиндрической спирали. В качестве материала для покрытия 7 может быть использована окись хрома или титана или любой другой материал, подходящий для нанесения высокоомных покрытий. Например, высокоомное покрытие 7 может быть образована сплошным слоем окиси титана толщиной около 50-100 мкм и сопротивлением порядка 5000 МОм, поверх которого нанесена цилиндрическая спираль из окиси хрома толщиной около 50-100 мкм и сопротивлением около 30-500 МОм, включающая около 30 витков шириной 0,5 мм с шагом 1 мм. The resistance of the high-
Электронный прожектор 3 в показанном на фиг.1 лазерном ЭЛП включает катод 9, модулятор 10, ускоряющий электрод 11 и анод 12. Предлагаемый лазерный ЭЛП может содержать и другие известные электроды или элементы электронного прожектора, используемые в таких приборах. Между магнитной фокусирующей системой 5 и лазерным экраном 4 с внешней стороны колбы 1 установлена отклоняющая система 13, например, магнитного типа. Электроды 9-11 электронного прожектора 3 и электрод 6 средств динамической подфокусировки соединены с выводами (не показаны), предназначенными для соединения с внешними цепями ЭЛП (не показаны). The electronic spotlight 3 in the laser EWL shown in FIG. 1 includes a cathode 9, a modulator 10, an accelerating electrode 11, and an anode 12. The proposed laser EWP may include other known electrodes or elements of an electronic searchlight used in such devices. Between the
Низкоомное покрытие 2 электрически соединено с мишенью (не показана) лазерного экрана 4, высоковольтным вводом 14 и анодом 12. The low-
В показанной на фиг.2 варианте выполнения изобретения высокоомное покрытие 7, нанесенное на внутреннюю поверхность колбы 1, непосредственно под электродом 6 имеет разрыв, в котором на внутреннюю поверхность колбы нанесено проводящее покрытие 15. In the embodiment shown in FIG. 2, the high-
Легко видеть, что используемые в предложенном лазерном ЭЛП средства динамической подфокусировки практически не увеличивают габариты прибора. It is easy to see that the dynamic focusing means used in the proposed laser EBL practically do not increase the dimensions of the device.
Лазерный ЭЛП работает следующим образом. Laser EBL works as follows.
Катод 9 подогревают с помощью внешнего источника тока (не показан), что вызывает эмиссию электронов. На высоковольтный ввод 14 и ускоряющий электрод 11 от внешних источников (не показаны) подают ускоряющие напряжения, положительные относительно катода 9. Ускоряющее напряжение с высоковольтного ввода 14 через низкоомное покрытие 2 прикладывается к мишени лазерного экрана 4, а также - через часть низкоомного покрытия 2, высокоомное покрытие 7, нанесенное в разрыве низкоомного покрытия 2, и другую часть низкоомного покрытия 2 по другую сторону разрыва - к аноду 12. При этом на высокоомном покрытии 7 по существу нет падения напряжения. Электроны пучка 16, сформированного электронным прожектором 3, под действием высокого ускоряющего напряжения, приложенного к электродам 11 и 12, а также к лазерному экрану 4, движутся от катода 9 к экрану 4. The cathode 9 is heated using an external current source (not shown), which causes the emission of electrons. Accelerating voltages positive with respect to the cathode 9 are supplied to the high-voltage input 14 and the accelerating electrode 11 from external sources (not shown). The accelerating voltage from the high-voltage input 14 is applied to the target of the laser screen 4 through a low-
Через электромагнитные катушки магнитной фокусирующей системы 5 пропускают ток, обеспечивающий острую магнитную фокусировку пучка 16 электронов в центральной точке 17 мишени лазерного экрана 6. Как известно, при магнитной фокусировке магнитное поле, создаваемое фокусирующей системой, в данном случае системой 5, образует магнитную линзу, которая собирает расходящийся пучок электронов в узкий сходящийся пучок. A current is passed through the electromagnetic coils of the magnetic focusing
В электромагнитные катушки отклоняющей системы 13 подают сигналы строчной и кадровой развертки пилообразной формы. Магнитные поля электромагнитных катушек отклоняют пучок 16 электронов в горизонтальном и вертикальном направлениях, обеспечивая формирование телевизионного растра, аналогично тому, как это происходит в известных электронно-лучевых приборах. В то же время на модулятор 10 подают напряжение от внешнего источника видеосигнала (не показан), которое управляет током пучка 16 электронов. Синхронизированная подача сигналов развертки и видеосигнала позволяет сформировать телевизионное изображение, которое проецируется из лазерного ЭЛП на внешний проекционный экран (не показан). Into the electromagnetic coils of the deflecting system 13, they are fed with line and frame signals of a sawtooth shape. The magnetic fields of the electromagnetic coils deflect a beam of 16 electrons in the horizontal and vertical directions, providing the formation of a television raster, similar to what happens in known electron-beam devices. At the same time, voltage is supplied to the modulator 10 from an external video source (not shown), which controls the current of the electron beam 16. The synchronized supply of scanning signals and a video signal allows you to create a television image that is projected from a laser EBP onto an external projection screen (not shown).
При отклонении под действием отклоняющей системы 13 пучка электронов от центральной точки 17 мишени лазерного экрана происходит расфокусировка этого пучка из-за изменения расстояния от магнитной фокусирующей линзы, сформированной магнитной фокусирующей системой 5, до мишени лазерного экрана 4. Кроме того, изменение тока пучка 16 электронов в соответствии с напряжением видеосигнала, приложенным к модулятору 10, вызывает дополнительную расфокусировку, зависящую от изменения яркости соответствующей точки изображения. When the electron beam deviates under the action of the deflecting system 13 from the center point 17 of the target of the laser screen, this beam is defocused due to a change in the distance from the magnetic focusing lens formed by the magnetic focusing
Для устранения указанных расфокусировок на электрод 6 средств динамической подфокусировки от внешнего источника (не показан) подают напряжение подфокусировки. Для устранения расфокусировки, связанной с изменением расстояния до мишени лазерного экрана 4, напряжение подфокусировки включает в себя две составляющие, являющиеся функциями отклонения электронного пучка 16 от центра 17 мишени лазерного экрана 4 соответственно по горизонтали (с частотой строчной развертки) и по вертикали (с частотой кадровой развертки). Для устранения расфокусировки, связанной с изменением тока пучка 16, напряжение подфокусировки включает составляющую, являющуюся функцией видеосигнала. Конкретные амплитудные и временные параметры составляющих напряжения подфокусировки легко могут быть подобраны специалистами для любого конкретного варианта выполнения изобретения на основе измеренных экспериментальных или рассчитанных характеристик конкретного лазерного ЭЛП. Электронные схемы, позволяющие сформировать такое напряжение, также хорошо известны специалистам и здесь не рассматриваются. To eliminate these defocusings on the
Электрическое поле электрода 6, создаваемое при подаче на него сигнала динамической подфокусировки, наводит соответствующий динамический сигнал на части высокоомного покрытия 7 под электродом 6 (в варианте выполнения изобретения, показанном на фиг.1) или на проводящем покрытии 15 под электродом 6 (в варианте выполнения изобретения, показанном на фиг.2). Электрическое поле этого динамического сигнала воздействует на пучок 16, изменяя скорость электронов этого пучка в зависимости от знака и амплитуды подаваемого сигнала динамической подфокусировки. Изменение скоростей электронов в области фокусирующей линзы, сформированной магнитной фокусирующей системой 5, приводит к изменению времени их пребывания в фокусирующем магнитном поле линзы, что обеспечивает требуемую динамическую подфокусировку пучка 16 электронов. The electric field of the
В то же время проводимость высокоомного покрытия 7 является достаточной для того, чтобы заряды, наводимые пучком электронов, не накапливались на внутренней поверхности колбы 1 под электродом 6 средств динамической подфокусировки. At the same time, the conductivity of the high-
Если расстояние L от края электрода 6 до края низкоомного покрытия 2 выбрано равным не менее чем приблизительно половине внутреннего диаметра D колбы ЭЛП, то сопротивление между низкоомным покрытием 2 на внутренней поверхности колбы 1 и участком покрытия, находящимся под электродом 6, будет достаточно высоким для поддержания уровня наведенного динамического сигнала подфокусировки в течение времени воспроизведения элемента телевизионного изображения. If the distance L from the edge of the
Как указывалось выше, покрытие 7 может быть в виде сплошного слоя или спирали. Покрытие в виде сплошного слоя обеспечивает лучшую защиту от накопления зарядов по сравнению со спиральным покрытием, которое не полностью покрывает находящуюся под ним поверхность (промежутки между витками спирали остаются не покрытыми). С другой стороны, при нанесении сплошного покрытия на внутреннюю поверхность колбы 1 практически невозможно добиться высокой его однородности, поскольку технологически невозможно нанести сплошное покрытие одинаковой толщины. В то же время неоднородность покрытия приводит к неравномерности фокусирующего электрического поля и тем самым к искажению формы пучка 16 электронов, что отрицательно сказывается на его фокусировке. В случае использования спирального покрытия можно добиться высокой его однородности путем нанесения его с помощью вращающегося скользящего ползунка. As indicated above, the
Наилучшие результаты могут быть достигнуты при использовании покрытия 7, включающего сплошной слой и нанесенный поверх него дополнительный слой, имеющий форму цилиндрической спирали. The best results can be achieved by using a
Благодаря безындуктивному характеру средств динамической подфокусировки, выполненных согласно изобретению, обеспечивается возможность подачи высокочастотного сигнала подфокусировки, являющегося функцией напряжения видеосигнала, и, таким образом, устранение расфокусировки, связанной с высокочастотным изменением тока пучка 16. Наличие в области разрыва в низкоомном покрытии 2 высокоомного покрытия 7 обеспечивает эффективное устранение зарядов, наводимых на внутренней стенке колбы 1 электронным пучком 16. Отсутствие наведенных зарядов обеспечивает формирование остронаправленного осесимметричного пучка 16. Due to the non-inductive nature of the dynamic focusing means made according to the invention, it is possible to supply a high-frequency focusing signal, which is a function of the voltage of the video signal, and thus eliminating the defocusing associated with a high-frequency variation of the beam current 16. The presence of a high-
Стенка стеклянной колбы 1 надежно изолирует электрод 6 средств динамической подфокусировки от находящегося под высоким потенциалом покрытия 2. Поэтому не требуется принимать специальных мер по электрической защите цепей формирования сигнала динамической подфокусировки, что было бы необходимо при подаче напряжения динамической подфокусировки непосредственно на покрытие 2. The wall of the
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает создание лазерного ЭЛП с безындукционным малогабаритным элементом динамической подфокусировки, обеспечивающим возможность эффективной высокочастотной подфокусировки электронного пучка. Thus, the present invention provides the creation of a laser EBL with a non-induction small-sized element of dynamic focusing, which provides the possibility of effective high-frequency focusing of the electron beam.
Рассмотренная выше конструкция лазерного ЭЛП приведена только в качестве примера. В лазерном ЭЛП согласно изобретению могут быть использованы любые известные элементы для формирования, модуляции, ускорения и отклонения электронных пучков, а также любые известные конструкции колб ЭЛП, применяемые в электронно-лучевых приборах и других подобных устройствах. The design of a laser EBL considered above is given only as an example. In the laser EBL according to the invention, any known elements for generating, modulating, accelerating and deflecting electron beams, as well as any known EBW bulb designs used in electron beam devices and other similar devices, can be used.
Claims (11)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98120175/09A RU2210137C2 (en) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Dynamically focused electron-beam laser device |
| KR1019990017387A KR100318374B1 (en) | 1998-11-06 | 1999-05-14 | Laser CRT with additional dynamic focusing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98120175/09A RU2210137C2 (en) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Dynamically focused electron-beam laser device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98120175A RU98120175A (en) | 2000-09-20 |
| RU2210137C2 true RU2210137C2 (en) | 2003-08-10 |
Family
ID=20212064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98120175/09A RU2210137C2 (en) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Dynamically focused electron-beam laser device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100318374B1 (en) |
| RU (1) | RU2210137C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3558956A (en) * | 1967-02-20 | 1971-01-26 | Fizichesky Inst Im Lebedeva | Cathode-ray tube |
| US5280360A (en) * | 1991-12-26 | 1994-01-18 | P. N. Lebedev Institute Of Physics | Laser screen cathode ray tube with beam axis correction |
| RU2056665C1 (en) * | 1992-12-28 | 1996-03-20 | Научно-производственное объединение "Принсипиа оптикс" | Laser cathode-ray tube |
| RU2103762C1 (en) * | 1991-12-26 | 1998-01-27 | Научно-производственное предприятие "Принсипиа Оптикс" | Cathode-ray device |
-
1998
- 1998-11-06 RU RU98120175/09A patent/RU2210137C2/en not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-05-14 KR KR1019990017387A patent/KR100318374B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3558956A (en) * | 1967-02-20 | 1971-01-26 | Fizichesky Inst Im Lebedeva | Cathode-ray tube |
| US5280360A (en) * | 1991-12-26 | 1994-01-18 | P. N. Lebedev Institute Of Physics | Laser screen cathode ray tube with beam axis correction |
| RU2103762C1 (en) * | 1991-12-26 | 1998-01-27 | Научно-производственное предприятие "Принсипиа Оптикс" | Cathode-ray device |
| RU2056665C1 (en) * | 1992-12-28 | 1996-03-20 | Научно-производственное объединение "Принсипиа оптикс" | Laser cathode-ray tube |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000034850A (en) | 2000-06-26 |
| KR100318374B1 (en) | 2001-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2577038A (en) | Television color picture tube | |
| US3548250A (en) | Apparatus having a television camera tube and television camera tube for use in such an apparatus | |
| RU2019881C1 (en) | Cathode-ray tube | |
| US2270232A (en) | Television receiving system | |
| US2251332A (en) | Cathode ray device | |
| RU2210137C2 (en) | Dynamically focused electron-beam laser device | |
| JPS6093742A (en) | Display device | |
| RU2192686C2 (en) | Laser electron-beam device | |
| RU2210136C2 (en) | Electron-beam laser device with electrostatic focusing of electron beam | |
| US4068261A (en) | Image pickup devices and image pickup tubes utilized therein | |
| US2914696A (en) | Electron beam device | |
| US6512328B2 (en) | Laser cathode ray tube having electric discharge inhibitor inside the bulb | |
| US6472833B2 (en) | Laser cathode ray tube | |
| US2338036A (en) | Cathode ray device | |
| PL80947B3 (en) | ||
| KR101104484B1 (en) | Femtosecond Electron Beam Generator | |
| US6331749B1 (en) | Excitation method of laser cathode-ray tube | |
| US3391297A (en) | Photoconductive target having arsenicselenium layers of different densities on cryolite layer | |
| RU2103762C1 (en) | Cathode-ray device | |
| US2227092A (en) | Cathode ray tube | |
| WO1992016011A1 (en) | Light projecting device | |
| JPS63266733A (en) | Image sensing tube system and its electron gun | |
| RU98102521A (en) | LASER ELECTRON BEAM DEVICE | |
| US3845346A (en) | Cathode-ray tube | |
| US3431455A (en) | Electron image device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081107 |