[發明專利]一種瓣狀電極及制造方法、產生均勻電場的方法、變像管

有效

• 申請號: 201810972834.7
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109243945B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 王超;張志軍;白永林;王屹山;趙衛;田進壽;徐鵬;王向林
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H01J31/50
• 分類號: H01J31/50;H01J29/08
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

本發明涉及一種帶電粒子光學成像元件，具體涉及一種瓣狀電極及制造方法、產生均勻電場的方法、構成的變像管。為解決保持系統總體性能功能指標不變的條件下，變像管尺寸難以縮小的技術問題，本發明提供了一種瓣狀電極及制造方法、產生均勻電場的方法、變像管。一種瓣狀電極，由沿圓周方向分為8n個沿同一圓周間隔、均勻設置的電極瓣構成；產生均勻電場的方法，對各電極瓣電壓按規律設定后可產生均勻電場。本發明還包括一種變像管，所述變像管由沿光路依次設置的光陰極、柵網、聚焦電極、上述瓣狀電極和熒光屏組成。本發明可應用于變像管條紋相機，同時實現對電子束的聚焦和偏轉，可有效的降低變像管中電極的數量，減小其尺寸。

技術領域

本發明屬于光學成像元件技術領域，具體涉及一種瓣狀電極及制造方法、產生均勻電場的方法、構成的變像管。

背景技術

變像管條紋相機是一種實現超快瞬態光信號的光電轉換、聚焦成像、掃描偏轉以及圖像增強與處理的超快診斷設備。由于其記錄速度極快[理論極限時間分辨率高達10飛秒(fs)，1fs＝10^-15s]，加之其具有能使光增強以及從紅外到紫外、X射線等不同波段信號探測能力，如今它已成為10^-8～10^-13s范圍內超快時間分辨診斷研究領域的主力軍。源于應用領域的多樣性以及需求側重點的不同，目前變像管條紋相機也鮮明地呈現出性能側重型發展趨勢。

針對量子阱半導體的能量弛豫、飛秒時間量級化學反應動力學，以及飛秒激光診斷等諸多超快診斷過程的研究，要求變像管條紋相機時間分辨性能要達到飛秒量級；由于相關瞬態過程的光信號通常都有相當的強度變化范圍，要求變像管系統的設計同時也要兼顧動態范圍這個指標。近年來，隨著條紋相機在激光雷達技術中的創新應用，變像管條紋相機的小型化已成為必要，并成為人們關注的焦點。

變像管是變像管條紋相機中必須的元器件，變像管的大小對變像管條紋相機的尺寸大小有著重要影響。現有變像管的結構如圖1所示，包括依次設置的光陰極11、柵網12、聚焦電極13、陽極16、偏轉電極17和熒光屏15，光電子從光陰極11射出后，經珊網12、聚焦電極13、陽極16聚焦后，再進入偏轉電極17經其偏轉以后，在熒光屏15上成像，完成對光電子的成像作用。

目前針對變像管條紋相機的小型化，最常用的方法是同比縮小變像管各組成部分，但這無疑將削弱變像管條紋相機的技術特色，如有效輸入窗口減小勢必將降低其信號探測的動態范圍等。因而非常有必要考慮新的設計思路，在保持系統總體性能功能指標不變的條件下，實現變像管條紋相機的小型化。

發明內容

本發明的目的在于,解決在保持總體性能功能指標不變的條件下，變像管尺寸難以縮小的技術問題，而提供了一種瓣狀電極及制造方法、產生均勻電場的方法、構成的變像管，用于變像管條紋相機。

本發明的技術方案是：

一種瓣狀電極，其特殊之處在于：包括8n個相同的弧面狀電極瓣；所述電極瓣沿同一圓周間隔、均勻設置，相鄰兩個電極瓣之間的距離處處相等，整體形成一圓筒狀電極；相鄰兩個電極瓣之間的縫隙沿圓筒狀電極軸向貫通；每兩個電極瓣內圓弧段之間的間隔角度為2δ，為使得電極能夠獲得均勻的電場分布，所述2δ大于5°，小于等于10°；其中，n為大于等于1的整數；且在各電極瓣分別設置相應的電位，使得其對電子束具有聚焦-偏轉復合功能。

進一步地，n＝1，此時瓣狀電極有八個電極瓣，能夠滿足獲得均勻電場分布的要求，并且此時瓣狀電極的加工相對簡單方便。

一種瓣狀電極的制造方法，其特殊之處在于：將圓筒狀電極，繞圓周、沿母線方向均勻切除8n個中心角相同的弧面段，形成8n個相同的電極瓣，相鄰兩個電極瓣之間的距離處處相等；相鄰兩個電極瓣的內圓弧段之間的間隔角度為2δ；所述n為大于等于1的整數，0°＜2δ≤10°；且在各電極瓣分別設置相應的電位，使得其對電子束具有聚焦-偏轉復合功能。