[go: up one dir, main page]

RU2210137C2 - Dynamically focused electron-beam laser device - Google Patents

Dynamically focused electron-beam laser device Download PDF

Info

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
Application number
RU98120175/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98120175A (en
Inventor
О.М. Макиенко
Н.Г. Румянцев
Original Assignee
Самсунг Дисплей Дивайсиз Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самсунг Дисплей Дивайсиз Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Дисплей Дивайсиз Ко., Лтд.
Priority to RU98120175/09A priority Critical patent/RU2210137C2/en
Priority to KR1019990017387A priority patent/KR100318374B1/en
Publication of RU98120175A publication Critical patent/RU98120175A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2210137C2 publication Critical patent/RU2210137C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/31Processing objects on a macro-scale
    • H01J2237/3151Etching

Landscapes

  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

FIELD: electronic engineering; projection television units. SUBSTANCE: device has envelope with at least part of its inner surface covered with low-resistance coat; electron gun for generating electron beam, laser screen; focusing system for focusing electron beam generated by electron gun on laser screen; and means for dynamic focusing of mentioned electron beam that includes electrode installed at location point of magnetic focusing system; mentioned low-resistance coat applied to inner surface of envelope has discontinuity in vicinity of mentioned electrode where inner surface of envelope is covered with high-resistance coat. EFFECT: reduced size of device and provision for additional focusing at higher frequency. 11 cl, 1 dwg

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 flask 1 made, for example, of glass, from which air is evacuated. On the inner surface of the flask 1 applied low resistance coating 2, made, for example, of aquadag. An electronic spotlight 3 is placed in the neck of the bulb 1 to form an electron beam, and a laser screen 4 is mounted opposite it. A magnetic focusing system 5 of a conventional design, formed by electromagnetic coils (not shown separately), is installed on the outside of the bulb 1. In accordance with the invention, a laser EBL also contains means for dynamically focusing the electron beam, including an electrode 6 mounted on the outside of the bulb 1 at the installation site of the magnetic focusing system 5. In the region of the electrode 6 koomnoe coating 2 applied to the inner surface of the bulb 1 has a gap in which the inner surface of the bulb 1 7 deposited high-resistance coating.

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 electrode 6 to the nearest edge of the low-resistance coating 2 in the preferred embodiment of the invention is at least half the inner diameter D of the EBV bulb in the region where the electrode 6 is placed.

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 electrode 6 is located directly below the magnetic focusing system 5 and can protrude somewhat beyond its borders, for example, approximately 10% of its length, or, conversely, be slightly shorter than it. In the embodiment shown in FIG. 1, the electrode 6 is made in the form of a conductive coating, for example, from an aquadag deposited on the outer surface of the bulb 1, over which an insulating film 8 is applied for electrical insulation and protection against external influences.

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-resistance coating 1, measured between its edges adjacent to the low-resistance coating 2, is preferably from about 30 to 500 MΩ. High resistance coating 7 may include a coating applied on the inner surface of the bulb 1 in a spiral fashion, i.e. having the form of a cylindrical spiral, the axis of which coincides with the axis of the bulb 1. Coating 7 can also be applied in the form of a continuous layer or a continuous layer superimposed on top of each other and a cylindrical spiral. As the material for coating 7, chromium or titanium oxide or any other material suitable for applying high resistance coatings can be used. For example, a high-resistance coating 7 can be formed by a continuous layer of titanium oxide with a thickness of about 50-100 μm and a resistance of about 5000 MΩ, on top of which a cylindrical spiral of chromium oxide with a thickness of about 50-100 μm and a resistance of about 30-500 MΩ, including about 30 turns, is applied 0.5 mm wide in 1 mm increments.

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 magnetic focusing system 5 and the laser screen 4, a deflecting system 13, for example, of a magnetic type, is installed on the outside of the bulb 1. The electrodes 9-11 of the electronic spotlight 3 and the electrode 6 of the means of dynamic AF are connected to the leads (not shown), intended for connection with external circuits of the EBL (not shown).

Низкоомное покрытие 2 электрически соединено с мишенью (не показана) лазерного экрана 4, высоковольтным вводом 14 и анодом 12. The low-resistance coating 2 is electrically connected to a target (not shown) of the laser screen 4, a high-voltage input 14 and the anode 12.

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-resistance coating 7 applied to the inner surface of the bulb 1, directly below the electrode 6, has a gap in which a conductive coating 15 is applied to the inner surface of the bulb.

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-resistance coating 2, and also through a part of the low-resistance coating 2, the high-resistance coating 7, applied in the gap of the low-resistance coating 2, and the other part of the low-resistance coating 2 on the other side of the gap, to the anode 12. Moreover, there is essentially no voltage drop on the high-resistance coating 7. The electrons of the beam 16 formed by the electronic searchlight 3, under the action of a high accelerating voltage applied to the electrodes 11 and 12, as well as to the laser screen 4, move from the cathode 9 to the screen 4.

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 system 5, which ensures sharp magnetic focusing of the electron beam 16 at the center point 17 of the target of the laser screen 6. As is known, with magnetic focusing, the magnetic field created by the focusing system, in this case system 5, forms a magnetic lens, which collects a diverging electron beam into a narrow converging beam.

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 system 5 to the target of the laser screen 4. In addition, the current of the electron beam 16 is changed in accordance with the voltage of the video signal applied to the modulator 10, causes additional defocusing, depending on the brightness change of the corresponding image point.

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 electrode 6 means dynamic focusing from an external source (not shown) supply voltage focusing. To eliminate the defocusing associated with a change in the distance to the target of the laser screen 4, the focusing voltage includes two components, which are functions of the deviation of the electron beam 16 from the center 17 of the target of the laser screen 4, respectively, horizontally (with the horizontal frequency) and vertically (with the frequency HR scan). To eliminate the defocus associated with a change in the beam current 16, the focus voltage includes a component that is a function of the video signal. The specific amplitude and time parameters of the components of the focusing voltage can easily be selected by specialists for any particular embodiment of the invention based on the measured experimental or calculated characteristics of a particular laser EBP. Electronic circuits that allow the formation of such a voltage are also well known to specialists and are not considered here.

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 electrode 6 created when a dynamic focus signal is applied to it induces a corresponding dynamic signal on the part of the high-resistance coating 7 under the electrode 6 (in the embodiment of the invention shown in FIG. 1) or on the conductive coating 15 under the electrode 6 (in the embodiment the invention shown in figure 2). The electric field of this dynamic signal acts on the beam 16, changing the speed of the electrons of this beam, depending on the sign and amplitude of the supplied signal dynamic focusing. A change in the electron velocities in the region of the focusing lens formed by the magnetic focusing system 5 leads to a change in their residence time in the focusing magnetic field of the lens, which ensures the required dynamic focusing of the electron beam 16.

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-resistance coating 7 is sufficient so that the charges induced by the electron beam do not accumulate on the inner surface of the bulb 1 under the electrode 6 of the dynamic focusing means.

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 electrode 6 to the edge of the low-resistance coating 2 is chosen equal to at least about half the inner diameter D of the EBW bulb, then the resistance between the low-resistance coating 2 on the inner surface of the bulb 1 and the coating area under the electrode 6 will be high enough to maintain the level of the induced dynamic focus signal during the playback time of the television image element.

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 coating 7 may be in the form of a continuous layer or spiral. The coating in the form of a continuous layer provides better protection against the accumulation of charges in comparison with a spiral coating, which does not completely cover the surface beneath it (the gaps between the turns of the spiral remain uncoated). On the other hand, when applying a continuous coating to the inner surface of the flask 1, it is almost impossible to achieve high uniformity, since it is technologically impossible to apply a continuous coating of the same thickness. At the same time, the inhomogeneity of the coating leads to non-uniformity of the focusing electric field and thereby to distortion of the shape of the electron beam 16, which negatively affects its focusing. In the case of using a spiral coating, it is possible to achieve high uniformity by applying it with a rotating sliding slider.

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 coating 7 comprising a continuous layer and an additional layer having a cylindrical spiral shape applied over it.

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-resistance coating 7 in the gap region in the low-resistance coating 2 provides an effective elimination of charges induced on the inner wall of the flask 1 by an electron beam 16. The absence of induced charges provides the formation of a highly directional axisymmetric beam 16.

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 glass flask 1 reliably isolates the dynamic focusing means electrode 6 from the coating 2, which is under high potential. Therefore, no special measures are required to electrically protect the dynamic focusing signal generation circuits, which would be necessary when applying dynamic focusing voltage directly to the coating 2.

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)

1. Лазерный электронно-лучевой прибор, содержащий 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, отличающийся тем, что средства динамической подфокусировки включают электрод, установленный в месте установки магнитной фокусирующей системы, а указанное низкоомное покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность колбы, в районе нахождения указанного электрода имеет разрыв, в котором на внутреннюю поверхность колбы нанесено высокоомное покрытие. 1. Laser electron-beam device containing a bulb, 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 dynamic focusing of said electron beam, characterized in that the dynamic focusing means include an electrode installed at the installation site of the magnetic Ushiro system, and said low-resistance coating on the inner surface of the bulb in the area of finding said electrode has a gap in which the inner surface of the bulb coated with a high resistance coating. 2. Лазерный электронно-лучевой прибор по п. 1, отличающийся тем, что электрод средств динамической подфокусировки выполнен в виде проводящего покрытия, нанесенного на внешнюю поверхность колбы. 2. The laser electron-beam device according to claim 1, characterized in that the electrode of the dynamic focusing means is made in the form of a conductive coating deposited on the outer surface of the bulb. 3. Лазерный электронно-лучевой прибор по п. 2, отличающийся тем, что поверх проводящего покрытия, образующего электрод средств динамической подфокусировки, нанесена изолирующая пленка. 3. The laser electron-beam device according to claim 2, characterized in that an insulating film is deposited on top of the conductive coating forming the electrode of the dynamic focusing means. 4. Лазерный электронно-лучевой прибор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что сопротивление указанного высокоомного покрытия составляет приблизительно 30-500 МОм. 4. Laser electron-beam device according to one of paragraphs. 1-3, characterized in that the resistance of the specified high-resistance coating is approximately 30-500 MΩ. 5. Лазерный электронно-лучевой прибор по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что указанное высокоомное покрытие включает покрытие, нанесенное в виде цилиндрической спирали. 5. Laser electron-beam device according to one of paragraphs. 1-4, characterized in that the high-resistance coating includes a coating applied in the form of a cylindrical spiral. 6. Лазерный электронно-лучевой прибор по п. 5, отличающийся тем, что указанное покрытие, нанесенное в виде спирали, состоит из окиси хрома или титана. 6. The laser electron-beam device according to claim 5, characterized in that said coating, applied in the form of a spiral, consists of chromium oxide or titanium. 7. Лазерный электронно-лучевой прибор по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что указанное высокоомное покрытие включает покрытие, нанесенное в виде сплошного слоя. 7. Laser electron beam device according to one of paragraphs. 1-6, characterized in that the high-resistance coating includes a coating applied in the form of a continuous layer. 8. Лазерный электронно-лучевой прибор по п. 7, отличающийся тем, что указанное покрытие, нанесенное в виде сплошного слоя, состоит из окиси хрома или титана. 8. The laser electron-beam device according to claim 7, characterized in that said coating, applied as a continuous layer, consists of chromium oxide or titanium. 9. Лазерный электронно-лучевой прибор по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что указанное низкоомное покрытие электрически соединено с мишенью лазерного экрана. 9. Laser electron-beam device according to one of paragraphs. 1-8, characterized in that the said low-resistance coating is electrically connected to the target of the laser screen. 10. Лазерный электронно-лучевой прибор по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что расстояние, измеренное вдоль продольной оси прибора, от любого края электрода средств динамической подфокусировки до ближайшего края указанного низкоомного покрытия составляет не менее приблизительно половины внутреннего диаметра колбы прибора. 10. Laser electron beam device according to one of paragraphs. 1-9, characterized in that the distance measured along the longitudinal axis of the device, from any edge of the electrode means dynamic focusing to the nearest edge of the specified low resistance coating is at least about half the inner diameter of the bulb of the device. 11. Лазерный электронно-лучевой прибор по одному из пп. 1-10, отличающийся тем, что указанное высокоомное покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность колбы, непосредственно под указанным электродом имеет разрыв, в котором на внутреннюю поверхность колбы нанесено проводящее покрытие. 11. Laser electron beam device according to one of paragraphs. 1-10, characterized in that the specified high-resistance coating deposited on the inner surface of the flask, directly below the specified electrode has a gap in which a conductive coating is applied to the inner surface of the flask.
RU98120175/09A 1998-11-06 1998-11-06 Dynamically focused electron-beam laser device RU2210137C2 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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