Brevet FR2445606A1 — publié le 19800725

La présente invention concerne les dispositifs électrooptiques pour la formation au faisceau électronique dans des dispositifs à faisceau électronique. L'invention peut avantageusenlent être appliquée dans les dispositifs indicateurs à faisceau électronique, par exemple pour les tubes-images noir et blanc. On connaît un dispositif électro-optique comportant, disposées en tandem en aval d'une cathode et ayant des ouvertures coaxiales pour le passage du faisceau électronique, une électrode de commande, une électrode d'accélération, une première anode, une électrode de concentration,-et une deuxième anode. Les électrodes d'accélération et de concentration, ainsi que la première anode, sont réalisées sous la forme de diaphragmes plats. La deuxième anode, électriquement reliée à la première anode, est réalisée sous la forme d'une coupelle. Les diamètres des ouvertures des diaphragmes plats de la première anode et de l'électroce de concentration sont égaux entre eux.La distance entre l'électrode d'accé- leration et la première anode, ainsi que 1 distance entre la première anode et l'électrode de concentration, sont égales au diamètre de l'ouverture de l'électrode de concentration,-et la distance entre l'electrode de concentration et la deuxièmeanode est éyale au tiers du diamètre de cette ouverture. La cathode eut les électrodes de commande et d'accélération forment une lentille de préconcentration, tandis que la première et la deuxième anode, ainsi que l'électrode de concentratior) forment une lentille de concentration unipotentielle. Dans le champ électrostatique de 1 lentille de préconcentration, les électrons émis par la cathode engendrent un faisceau convergent qui forme, près de l'ouverture de l'électrode de commande, un point de croisement. Nais en raison de l'action des forces de l'interaction de Coulomb, ainsi que des forces du champ électrostatique dans ltespace entre l'électrode d'accélération et la première anode, le faisceau commence à diverger, il est alors nécessaire de le concentrer de nouveau dans le plan de l'écran à l'aide d'une autre lentille électronique. Cette fonction est remplie par la lentille de concentration unipotentielle formée par les anodes et l'électrode de concentration.Après le passage par le diaphragme de la première anode, sous l'action des forces du champ retardateur, le faisceau électronique commence à diveryer d'une façon intense et atteint sa section maximale au voisina ge du diaphragme de l'électrode de concentration. Après le passa- ge par le point (sur l'axe du dispositif électro-optique) ayant la valeur minimale de potentiel électrostatique, les électrons formant le faisceau subissent l'action de forces d > les compo- santes sont dirigées vers l'axe et l'écran. Sous l'action de ces forces, le faisceau est focalisé sur I'écrn, Dans ce dispositif électro-optique connu la seconde anode est réalisée sous forme de coupelle. Une telle réalisation de la deuxième anode altère le principe d'uniformité du processus technologique dans la fabrication des pièces.Le processus de la fabrication de la coupelle prévoit un emboutissage multiphases de la pièce à la presse, un estampage, et un soudage des supports de montage. De plus, il est beaucoup plus compliqué d'assembler, en assurant la coaxialité et le parallélisme exigés, des électrodes hétérogènes. I1 faut noter que, dans les dispositifs électro-optiques pour la formation du faisceau électronique, la précision de l'assemblage des éléments a une influence décisive sur la qualité de la focalisation. L'invention vise à procurer un dispositif électro-optique pour la formation du faisceau électronique dans un appareil à faisceau électronique, dans lequel l'amélioration de la qualité de la focalisation soit obtenue par un perfectionnement de la conception des électrodes et par une modification de la distance entre elles. Le dispositif électro-optique selon l'invention, pour la formation du faisceau électronique dans un appareil à faisceau électronique,comporte, disposées en tandem en aval de la cathode et ayant des ouvertures coaxiales pour le passage du faisceau électronique, une électrode de commande, et, réalisées sous la forme de diaphragmes plats parallèles entre eux, une électrode d'accélération, une première anode et une électrode de concentration, ainsi-qu'une deuxième anode électriquement reliée à la première anode, le diamètre de l'ouverture de la première anode étant égal au diamètre d'ouverture de l'électrode de concentration, le susdit dispositif étant caractérisé en ce que la deuxième anode est réale sée sous la forme d'un diaphragme plat dont le diamètre de l'ouverture est égal à celui de l'ouverture de l'électrode de concentration, et en ce que la première anode est dotée en outre d'un diaphragme identique, lesdits diaphragmes étant parallèles aux autres diaphragmes et la distance entre deux diaphragmes voisins étant comprise entre 0,55 et 0,80 fois le diamètre de l'ouverture de l'électrode de concentration. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation préférés mais non limitatifs, description se référant au dessin annexé sur lequel: -la figure 1 représente schématiquement un dispositif élec tro-optiGlue selon l'invention pour la formation du faisceau électronique dans un appareil à faisceau électronique; -la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. Le dispositif électro-optique pour la formation du faisceau électronique dans un appareil à faisceau électronique, repré- senté sur les figures 1 et 2, comporte, disposées en tandem en aval d'une cathode 1 et ayant des ouvertures coaxiales pour le passage du faisceau électronique, une électrode de commande 2,une électrode d'accélération 3, une première anode 4, une électrode de concentration 5, et une deuxième anode 6. La cathode 1, destinée à émettre les électrons, est réalisée sous la forme d'une douille 7 à fond plat. Cette douille 7 est fixée sur une bague en céramique 8 à l'intérieur de 1'électrode de commande 2. La cathode 1 est munie d'un élément chauffant 9 monté à l'intérieur de la douille 7. L'électrode de commande 2, destinée à régler l'intensité du faisceau électronique, est réalisée sous la forme d'une coupel- le 10 dotée d'un fond Il ayant une ouverture. L'électrode d'accélération 3 est destinée à une préconcentration du faisceau électronique et au blindage de l'électrode de commande z par rapport au champ à haut voltage de la première anode. 'électrode de focalisation 5 est destinée à la focalisation du faisceau dans le plan de l'écran et la deuxième anode 6 sert à accélérer le faisceau électronique jusqu'à une vitesse correspondant au potentiel anodique total. Les électrodes 3 et 5, ainsi que 11 anode 6,sont réalisées sous la forme de diaphragmes plats. La première anode 4, électriquement reliée à la deuxième anode 6 et servant à accélérer faisceau électronique, est dotée d'un diaphragme plat 12, et, suivant l'invention, elle comporte en outre un diaphragme plat 13. Les diamètres des ouvertures des anodes 4 et 6 et de l'électrode 5 sont égaux entre eux. Tous les disphragmes plats ci-dessus mentionnés sont parallèles entre eux, les distances entre les diaphragles voisins étant comprises entre 0,55 et 0,80 fois le diamètre de l'électrode de focalisation 5. La distance entre le fond de la coupelle 11 et l'électrode 3 est dans tous les cas de l'ordre de 0,4 mm,et le diamètre de l'ouverture de l'électrode de commande 2 est de l'ordre de 0,6 mm, celui de l'électrode d'accélération 3 étant de l'ordre de 0,8 mm. Dans le mode de réalisation préféré, le diamètre de l'ouverture de l'électrode de focalisation 5 est de 8 mm, la distance entre l'électrode 3 et le diaphragme 13 est de 6,3 mm, celle entre les diaphragmes 13 et 12 est de 5,8 mm, celle entre le diaphragme 1 et l'électrode 5 et celle entre cette électrode 5 et l'anode 6 étant de 6,3 mm. Il est possible d'adopter une autre disposition des électrodes, notamrnent lorsque le diamètre de l'ouverture de l'électrode de focalisation 5 est de 9 mm. Dans ce cas, la distance entre l'électrode 3 et le diaphragme 13 est de 6,8 mm, celle entre les diaphragmes 13 et 12 est de 7,2 mm, celle entre le diaphragme 12 et l'électrode 5, ainsi que celle entrel'élestrodc 5 et l'anode 6 étant de 6,3 mm. Suivant une autre disposition correspondant à un diamètre de l'ouverture de l'électrode de focalisation 5 de 8 mm, la distance entre l'électrode 3 et l'anode 4 est de 5,6 mm, celle entre les diaphragmes -13 et 12 est de 6,4 mm, celle entre le dia phragme 12 et l'électrode 5, ainsi que celle entre l'électrode 5 et l'anode 6 étant de 5,6 mm. Le montage de l'électrode de commande 2 sur des potences de jonction 14 se fait à l'aide de supports 15. Le montage des électrodes 3 et 5, ainsi que celui des anodes 4 et 6 sur les potences de jonction 14 se fait grâce à un ergot de fixation 16 estampé sur le contour extérieur des diaphragmes. La cathode 1 et les électrodes 2 et 3 forment une lentille de préconcentration et les anodes 4 et 6, électriquement reliées entre elles forment avec l'électrode 5 une lentille de concentration unipotentielle. Le disositif électro-optique venant d'être décrit fonc tionne comme suit. Les potentiels sur les électrodes formant la lentille de préconcentration se distribuent de façon que les électrons émis par la cathode 1 forment un faisceau converyent qui ait son point de croisement dans le voisinage de l'ouverture de l'électrode de commande 2. Il est possible d'avoir les distributions de potentiels suivantes. Quand la cathode 1 est mise à la terre, le potentiel Um sur l'électrode de commande 2 est de O à -50V et le potentiel Ue sur l'électrode d'accélération 3 est de O à + 400V. Sous l'action des forces d'interaction de Coulomb et du champ d'accélération, dans l'espace compris entre ltélectrode d'accélération 3 et la première anode 4, il se forme un faisceau divergent. La concentration de ce faisceau se fait dans la lentille de concentration unipotentie-lle intéressée par le point de croisement. Après le passage par l'intervalle de dérive entre les diaphragmes 12 et 13 de la première anode 4 ( dont le potentiel Ua est de 18 kV par exemple) les électrons arrivent dans le champ hétérogène retardateur de l'électrode de focalisation 5 (dont le potentiel peut varier de O à + 400V.) Par suite de l'action du champ hétérogène de la lentille de concentration unipotentielle, le faisceau électronique devient convergent et atteint la vitesse correspondant à la tension anodique totale en se focalisant sur l'écran. Ce disp-ositif électro-optique assure une haute qualité de concentration du faisceau électronique grâce à une précision poussée du montage. La conception du dispositif électro-optique permet d'automatiser les processus de montage. Dans le dispositif électro-optique en question, il est facile de réaliser la coaxialité des pièces grâce au fait que le centrage s'opère selon les diamètres intérieurs des-diaphragmes plats. Le dispositif proposé présente une bonne reproductibilité de ses caractéristiques dans le cas d'une production industrielle en série. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède,l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d' } plication et de réalisation qui ont.été plus spécialement envisa gés;elle en embrasse au contraire,toutesles variantes. -REVENDICATION- Dispositir électro-optique pour ld formation du faisceau électronique dans un dispositif à faisceau électronique, comportant, disposées en tandem en aval la cathode et ayant des ouvertures coaxiales pour le passage du faisceau électronique, une électrode de commande et, réalistes sous forme de diaphgagmes plats parallèles entre eux, une électrode d'accélération, une première anode et une électrode de concentration, ainsi qu'une deuxième anode électroquement reliée à la première anode, le diamètre de l'ouverture de la première anode étant éyal au diamètre de l'ou- verture de l'électrode de concentration, le susdit dispositif étant caractérise par le fait que la deuxième anode est réalisée sous la forme d'un diaphrage plat dont le diamètre de l'ouverture est égal au diamètre de l'ouverture de l'électrode de concentration, tandis que la première anode est dotée, en supplérnent, d'un diaphragme identique, lesdits diaphragmes étant pdrallèles aux autres diaphragmes plats et la distance entre deux diaphragmes voisins étant comprise entre 0,55 à 0, & fois le diamètre de l'ou- verture e l'électrode de concentration.