2.2 Фокусирующие системы

Устройства, служащие для создания фокусирующих полей, получили название фокусирующих систем.

Задачей магнитного фокусирующего устройства является формирование в плоскости экрана или мишени прибора изображения предмета, которым служит либо наименьшее поперечное сечение пучка (кроссовер), либо сечение пучка в отверстии диафрагмы.

Основным требованием, предъявляемым к фокусирующим системам, является получение минимальных размеров изображения (электронного пятна). Размер пятна в плоскости предмета определяет разрешающую способность прибора в целом. Наиболее часто в электроннолучевых приборах используется круглое электронное пятно. Для формирования круглого электронного пятна применяют «короткие» и «длинные» - осесимметричные магнитные линзы. «Короткой» магнитной линзой называют такую линзу, длина поля которой мала по сравнению с величиной ее фокусного расстояния. Магнитное поле линзы в принципе исчезает в бесконечности, однако лишь на ограниченном участке магнитная индукция имеет такую величину, которая заметно влияет на траекторию электрона. Протяженность этого участка магнитного поля называют длиной поля линзы.

Во всех приемных электроннолучевых трубках и в большинстве других приборов используются «короткие магнитные линзы».

«Длинные» магнитные фокусирующие линзы используются, как правило, в таких приборах, где области фокусировки и отклонения полностью перекрываются. Длинная магнитная катушка создает магнитное поле, которое в средней части катушки близко к однородному. Вблизи концов катушки поле постепенно убывает. В «длинной» магнитной линзе объект и изображение находятся в пределах действующего поля линзы.

В последнее время для решения ряда задач в электроннолучевых трубках и других приборах формируют пятно, размеры которого в одном направлении существенно больше, чем в другом. Для формирования такого вида пятен используются неосесимметричные цилиндрические и четырехполюсные линзы.

Цилиндрические и четырехполюсные магнитные линзы выполняют одинаковую задачу – формирование пятна в виде штриха, так называемого штрих-фокуса.

В электронно – оптических системах для размерной обработки фокусирующая система, как правило, содержит две магнитные линзы, позволяющие сфокусировать пучок в пятно малых размеров. Такая фокусирующая система и будет дальше рассчитана.

2.3 Отклоняющие системы

Отклоняющая система предназначена для отклонения (пространственного перемещения) электронного луча, сформированного прожектором. В большинстве электронно-лучевых приборах отклоняющая система должна обеспечивать совмещение электронного луча с любой точкой поверхности приемника электронов (экран или мишени).

Отклонение электронного луча производится поперечным электрическим или магнитным полем. В соответствии с этим различают электростатические отклонения системы – совокупность электродов, создающих электрическое отклоняющее поле, и магнитные отклоняющие системы - совокупность магнитов (электромагнитов), создающих магнитное отклоняющее поле.

Независимо от типа и конструктивных особенностей к отклоняющим системам предъявляются следующие требования:

1) Система должна обладать достаточно большой чувствительностью к отклонению, т.е. отклонение луча на заданную величину (угла или линейного к плоскости смещения в плоскости приемника) должно происходить при возможно малом отклоняющем факторе – напряжении или токе.

2) Система должна быть линейной, т.е. отклонение луча (смещение в плоскости приемника) должно быть пропорционально отклоняющему фактору при любых допустимых для данного прибора величинах угла отклонения или в любой части поверхности экрана (постоянство чувствительности к отклонению).

При магнитном отклоне­нии изменение ускоряющего напряжения (U_a) в меньшей степени влияет на величину чувствительности, так как , . Этим объясняется превалирование магнитного отклонения в высоко­вольтных приборах. Кроме того, в случае использования электроста­тического отклонения при высоких ускоряющих напряжениях необ­ходимая амплитуда отклоняющего напряжения может оказаться на­столько большой, что возникнут затруднения в обеспечении достаточ­ной электрической прочности отклоняющей системы и особенно элек­тронных устройств, вырабатывающих отклоняющие напряжения [1].

В данном курсовом проекте ускоряющее напряжение кВ, следовательно, будем использовать магнитное отклонение.