Кинескопы черно-белого изображения

Данные кинескопы (рис.15.3) выпускаются с размерами экрана по диагонали от 4 до 67 см, угол отклонения – до 110°. Экран состоит из стеклянного диска (передний стенки), на ней – люминофор, на нем – Al пленка толщиной 0,5 мкм. Al пленка соединена электрически с анодом А, она прозрачна для электронов с энергией (12-25) кэВ. Пленка защищает люминофор от разрушения тяжелыми отрицательными ионами, а также отражает свет, повышая светоотдачу трубки.

Люминофоры состоят из основного вещества и небольшого количества примеси – активатора. В принципе под воздействием пучка электронов светятся очень многие вещества, однако, при выборе люминофора приходится учитывать различные факторы, начиная от уровня светоотдачи, срока службы, длительности послесвечения спектрального состава и заканчивая число техническими и экономическими (доступность, стоимость, выделение газов при облучении и т.п.). Наиболее часто в качестве люминофоров используются сульфиды, силикаты, оксиды, фосфаты таких металлов, как цинк, кадмий, магний, бериллий. В качестве активаторов добавляют серебро, медь, марганец и др.

Рис. 15.3. Схема кинескопа:2- катод; 3- модулятор; 4 – ускоряющий эл-д;

5 – фокусирующий электрод

Цвет излучения люминофора при бомбардировке электронами зависит от состава люминофора. Обычно спектральная плотность излучения люминофора представляет собой непрерывную кривую с четко выраженными пиками. Состав и некоторые свойства этих же люминофоров даны ниже в таблице.

Таблица 16.1

Тип экрана	Цвет свечения	Максимум спектральной характеристики (нм)	Время послесвечения	Люминофор
А	синий	450	короткое	Zn S Ag
Б	белый	460-570	короткое	0,4 SnS Ag, ZnCdS
И	зеленый	520-550	короткое	Zn2SiO4Mn
П	красный	630	среднее	Zn3(PO4)2Mn

Под коротким временем послесвечения понимается интервал (10^-5-10^-2) с, средним (10^-2-10^-1) с, длительным – до 15 с. В люминофоре различают разгорание (7×10^-8 с), «горение» и угасание (послесвечение) – когда яркость свечения падает до 0,01 от яркости при «горении». Важнейшим показателем качества вторичного (телевизионного) изображения является контраст изображения и разрешение (величина элемента при синтезе). Контраст, напомним - это отношение яркости наиболее светлых участков к наиболее темным, т.е.

.

Если L_max определяется яркостью при возбуждении люминофора, то

L_min = L_внутр + L_ор + L_ш + L_внеш,

где L_внутр – внутренняя засветка экрана, L_ор – яркость ореола, L_ш – шумовая подсветка, L_внеш – внешняя подсветка экрана.

Рис.15.4. Ореол

Наиболее существенной оказывается L_внеш, достигающая (0,01 – 0,02) L_max Вместе с тем серьезный вклад вносит также ореол.

При бомбардировке электронами люминофор возбуждается, причем наиболее возбужденными оказываются слои люминофора, обращенные внутрь трубки. Из-за поглощения в толще люминофора в прямом направлении получается меньший световой поток, чем в обратном (рис. 15.4). Более того, сквозь лицевое стекло проходит лишь часть этого потока – наружу пройдут лишь те лучи, которые идут изнутри под углами, меньшими e_пред – угла полного внутреннего отражения, величина которого зависит от отношения преломления сред на границе. При n = 1,54 (стекло колбы) e_пред = 41° и проходит только 0,42 от начального света в направлении зрителя, а 52% - теряется. Это для случая полного оптического контакта зерен люминофора со стеклом. В действительности этого нет, и для зерен, не имеющих оптического контакта со стеклом, не будет явления полного внутреннего отражения, а будут потери как от плоско-параллельной пластинки, поэтому практически теряется только (15-20) %.

Часть светового потока, которая не проходит к наблюдателю, после повторных отражений внутри трубки может опять попасть к наблюдателю. Явление ореола снижает четкость и контраст в деталях. Так, контрастность в деталях может упасть до 20 при общем контрасте ~ 100.

Наиболее эффективным средством повышения оптических свойств кинескопа явилось использование Al экранов (покрытий). Покрытие выполняет роль отражателя, направляющего наружу световой поток, первоначально шедший внутрь трубки. Введение экрана повышает оптическую эффективность в 1,5-2 раза. Кроме того, экран улучшает тепловой режим люминофора, защищает его от отрицательных ионов.

Существенным образом на повышении контраста кинескопа сказалось использование дымчатого стекла (нейтральный фильтр) в качестве лицевого стекла кинескопа. Это стекло эффективно ослабляет влияние ореола и внешней засветки. Дымчатое стекло ослабляет и внешнюю засветку – полезный поток проходит через стекло один раз, а внешний свет – дважды (туда и обратно).

Дата добавления: 2014-01-06