Przedmiotem wynalazku jest wyrzutnia elektronowa zawierajaca dwa równolegle wsporniki z materialu izolacyjnego, na którym sa zmontowane kolejno elementy skladowe wyrzutni, a mianowicie: katody, majace powierzchnie czolowe emitujace elektrony, siatkowa elektroda sterujaca, siatkowa elektroda ekranujaca, pierwsza elektroda soczewkowa, druga elektroda soczewkowa, trzecia elektroda soczewkowa, rezystywna struktura so¬ czewkowa umieszczona i wlaczona miedzy druga a trzecia elektrodami soczewkowymi, skladajaca sie z elekt¬ rycznie ciaglego stosu z ulozonych na przemian metalowych elektrod plytkowych i rezystywnych bloków dys¬ tansowych, pierwszy przewodnik, polaczony z druga elektroda soczewkowa doprowadzajacy napiecie skupiajace do drugiej elektrody soczewkowej, które to napiecie powoduje, przeplyw pradu przez rezystywna strukture soczewkowa i wytwarzanie pola elektrycznego o liniowym rozkladzie potencjalu elektrycznego wzdluz rezys¬ tywnej struktury soczewkowej.Zgodnie z wynalazkiem wyrzutnia zawiera druga rezystywna strukture soczewkowa usytuowana i elekt¬ rycznie wlaczona miedzy pierwsza a druga elektrodami soczewkowymi, która to druga rezystywna struktura soczewkowa równiez sklada sie z elektrycznie ciaglego stosu ulozonych na przemian elektrod plytkowych i rezystywnych bloków dystansowych, oraz drugi przewodnik polaczony elektrycznie z pierwsza elektroda so¬ czewkowa i zjedna z elektrod plytkowych znajdujacych sie w srodku pierwszej struktury soczewkowej tak, ze druga rezystywna struktura soczewkowa jest wlaczona równolegle do czesci wejsciowej drugiej rezystywnej struktury soczewkowej, na skutek czego prad, przeplywajacy przez czesc wejsciowa pierwszej rezystywnej struk¬ tury soczewkowej jest mniejszy od pradu przeplywajacego przez pozostala jej czesc, przy czym rezystywne bloki dystansowe pierwszej i drugiej rezystywnych struktur soczewkowych maja jednakowe wymiary i jednakowe re¬ zystancje.Druga rezystywna struktura soczewkowa i czesc wejsciowa pierwszej rezystywnej struktury soczewkowej maja jednakowa liczbe sekcji, przy tym nachylenie krzywej odwzorowujacej rozklad potencjalów pola elektrycz¬ nego wytwarzanego pradem przeplywajacym przez czesc wejsciowa pierwszej rezystywnej struktury soczewko¬ wej wynosi jedna druga nachylenia krzywej odwzorowujacej rozklad potencjalów pola elektrycznego wytwarza¬ nego praciem przeplywajacym przez pozostala czesc tej struktury.Druga rezystywna struktura soczewkowa ma trzy sekcje, a pierwsza rezystywna struktura soczewkowa ma siedem sekcji, przy czym drugi przewodnik jest wlaczony miedzy pierwsza elektrode soczewkowa a elektrode plytkowa, znajdujaca sie miedzy trzecia a czwarta sekcjami pierwszej rezystywnej struktury soczewkowej.Przedmiot wynalazku w przykladzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 jest wido¬ kiem z boku wyrzutni elektronowej wedlug wynalazku, fig. 2 jest przekrojem wzdluznym wedlug linii 2-2 wyrzutni elektronowej z fig. 1, fig. 3 jest przekrojem wzdluz linii 3-3 wyrzutni elektronowej z fig. 1 i przedstawia elektrode plytkowa oraz blok rezystywny rezystywnego systemu soczewkowego wyrzutni elektronowej z fig. 1, fig. 4 jest powiekszeniem przekroju struktury soczewkowej wyrzutni elektronowej z fig. 1, fig. 5 jest widokiem( I \ ¦ 130392 3 s z boku czesciowego pr?/kroju wyrzutni elektronowej wedlug korzystnego przykladu realizacji wynalazku, fig. 6, 7 i 8 sa schematycznyn przedstawianiem zmodyfikowanych wyrzutni elektronowych z fig. 1 i fig. 2, fig. 9, 10 i 11 sa schematycznym irzedstawieniem zmodyfikowanych wyrzutni elektronowych z fig. 5.Niniejszy wynalazek jest przedstawiony w odniesieniu do trójwiazkowej wyrzutni elektronowej z wiazkami elektronów usytuowan^ini w jednej plaszczyznie. Jednakze nalezy zaznaczyc, ze wynalazek moze byc zastoso¬ wany równiez w wyrzutniach elektronowych innego rodzaju.Jak pokazano na )g. 1 i fig. 2, wyrzutnia elektronowa 10 zawiera dwa równolegle szklane wsporniki 12, na których sa zmontowaniji rózne elementy skladowe wyrzutni elektronowej. Na jednym z konców wsporników szklanych 12 sa zmontc)vane trzy kolpaczkowe katody 14, majace na swych koncowych sciankach powierzchnie emitujace elektrony. W,oewnej odleglosci w poblizu katod 14 sa zmontowane; siatkowe elektroda sterujaca 16 (G1) siatkowa elektrod^ekranujaca 18 (G2), pierwsza elektroda soczewkowa 20 (G3), druga elektroda soczewko¬ wa 22 (G4) i trzecia elektroda soczewkowa 23 (G5). Trzy katody 14 emituja elektrony, których wiazki maja tory lezace w jednej plaszczyznie przechodzace przez odpowiednie otwory w elektrodach.Elektrody siatkowje G1 i G2 maja zasadniczo plaskie elementy metalowe, z których kazdy ma trzy otwory usytuowane w jednej linii, przy czym otwory w jednym plaskim elemencie elektrody sa usytuowane wspólosio¬ wo wzgledem otworów w drugim elemencie plaskim elektrody. Kazda z elektrod G3 i G4 zawiera po dwa zasad¬ nicze prostokatnie uksztaltowane elementy kolpaczkowe polaczone swobodnymi koncami. Na kazdej z powierz¬ chni czolowych czesci kolpaczkowych sa wykonane po trzy usytuowane z jednej linii otwory wspólosiowe wzgledem trzech torów wiazek 24.Elektroda G5 zawiera zasadniczo prostokatnie uksztaltowany element kolpaczkowy podstawie, której po¬ wierzchnie czolowe jest zwrócona w kierunku elektrody G4 i ma trzy usytuowane w jednej linii otwory wspólo¬ siowo wzgledem trzech torów 24 wiazek elektronów.Kolpaczek ekranujacy 26 jest przymocowany do elektrody G5 tak, iz jego podstawa przylega do otwartego konca elektrody G5. Kolpaczek ekranujacy 26 ma trzy usytuowane w jednej linii otwory wykonane w jego podstawie, przy czym kazdy z tych otworów jest wspólosiowy wzgledem torów 24 wiazek elektronów. Kolpa¬ czek ten jest wyposazony w kilka elementów sprezynujacych przytwierdzonych do scianki bocznej kolpaczka ekranujacego z jego otwartego konca. Te elementy sprezynujace 28 sa przeznaczone do ustalania polozenia wyrzutni elektronowej 10 wewnatrz czesci szyjkowej kineskopu (nie pokazanego na rysunku) i zapewniaja styk elektryczny z warstwa przewodzaca prad elektryczny nalozona na powierzchnie czesci szyjkowej kineskopu, na skutek czego zapewnia sie doprowadzenie wysokiego napiecia do kolpaczka ekranujacego bedacego elektro¬ da G5.Dla zapewnienia wlasciwego funkcjonowania wyrzutni elektronowej 10 jest ona wyposazona w glówne soczewki ogniskujace umieszczone miedzy elektrodami G4 i G5 oraz we wtórne soczewki ogniskujace umieszczo¬ ne miedzy elektrodami G3 i G4. Role tych soczewek spelniaja struktury rezystywne: glówne 30 i wtórne 32.Kazda ze struktur soczewkowych rezystywnych 30 i 32 sklada sie z kilku plytek elektrodowych 34. Jak pokaza¬ no na fig. 3, kazda elektroda plytkowa 34 ma trzy usytuowane w jednej linii otwory 36, z których kazdy jest wspólosiowy z odpowiednim torem wiazek elektronów 24. Elektrody plytkowe 34 sa ulozone w stos na prze¬ mian z prostopadlosciennymi blokami dystansowymi 38. Para bloków dystansowych 38 jest umieszczona miedzy dwoma kolejnymi elektrodami plytkowymi 34. Kazda para bloków dystansowych 38 jest umieszczona po prze¬ ciwleglych stronach srodkowego otworu 36 i w poblizu zewnetrznego konca elektrody plytkowej 34. Przynajm¬ niej jeden blok kazdej pary bloków dystansowych 38 zawiera blok rezystywny 40 taki, jaki jest opisany dalej.Inny blok pary bloków dystansowych 38 moze stanowic albo blok rezystywny 40 albo tez blok izoluja¬ cy 42. Gdy tylko jeden blok rezystywny 40 powinien byc umieszczony miedzy para elektrod plytkowych 34, wówczas izolujacy blok dystansowy 42 jest umieszczony celem zapewnienia wymaganych wlasciwosci mecha¬ nicznych. Bloki rezystywne 40 korzystnie skladaja sie z bloków izolujacych 42, których co najmniej jedna z po¬ wierzchni jest pokryta warstwa odpowiedniego materialu, odznaczajacego sie duza rezystywnoscia. Korzystnym jest stosowanie w tym celu metaloceramiki.Jak pokazano na fig. 4, kazdy z bloków rezystywnych 40 jest wyposazony w dwie odizolowane elektrycz¬ nie warstwy metalizacji 44 nalozone na dwóch przeciwleglych powierzchniach bloków, które sie stykaja z para elektrod plytkowych 34. Po nalozeniu na powierzchniach bloków rezystywnych warstw metalizacji 44 i przed zamontowaniem tych bloków w stosach soczewkowych 30 lub 32 sa one pokrywane warstwa 46 odpowiedniego materialu odznaczajacego sie duza rezystywnoscia nakladana na powierzchnie, która laczy dwie wzajemnie przeciwlegle powierzchnie metalizowane. Warstwa rezystywna 46 pokrywa równiez czesci narozne bloku 40 tak, aby zapewnic dobry styk elektryczny z czesciami powierzchni warstw metalizacji 44. Bloki rezystywne 40 sa nastepnie montowane wraz z elektrodami plytkowymi 34 i zabezpieczane za pomoca lacznika 48 wykonanego z brazu. Aby zapewnic dobry styk warstwy metalizacji 44 z lacznikami brazowymi, czesc warstwy 44 jest naj¬ pierw pokrywana paskiem 50 z niklu. Pasek niklowy 50 przylega do srodkowej czesci warstwy metalizacji 44 i w ten sposób zapobiega przenoszeniu materialu lacznika na warstwe metalizacji.Przy takim rozwiazaniu struktury soczewkowej 30 lub 32 zmontowanej w postaci jednorodnego zespolu zapewniona zostaje ciaglosc elektryczna od jednego konca do drugiego kazdego stosu, w którym kazdy blok4 130 392 rezystywny 40 wprowadza wystarczajaca rezystancje miedzy kazdymi dwiema sasiednimi elektrodami plytko¬ wymi 34. W ten sposób uzyskuje sie rezystancyjny dzielnik napiecia, w którym, gdy odpowiednie napiecia sa doprowadzone do dwóch elektrod soczewkowych na koncach stosu, plyna prady uplywowe przez warstwy 46 wywolujac spadki napiecia wzdluz stosu soczewkowego, na skutek czego ustalaja sie róznice potencjalów na kazdej z elektrod plytkowych 34 stosu. Takie róznice napiec powoduja, ze tworzy sie pole elektryczne o gra¬ diencie napiecia, wywolujacym wymagane osiowe profile potencjalowe soczewek.Przy wykorzystaniu technologii opisanej powyzej, soczewki rezystywne 30 sa wytworzone z osmiu elektrod plytkowych 34 i siedmiu bloków rezystywnych 40. Jak pokazano na fig. 1, bloki rezystywne 40 sa ustawione z jednej linii w górnej czesci soczewki 30. Siedem bloków ustawionych w jednej linii w dolnej czesci soczewki 30 sa niemetalizowanymi blokami izolacyjnymi. Rezystywne bloki 40 na rysunku sa zaznaczone kropkami w odróz¬ nieniu od niemetalizowanych bloków izolacyjnych 42.Podobnie jest skonstruowana stosowa struktura soczewkowa 32, skladajaca sie z czterech elektrod plytko¬ wych 34 i trzech bloków rezystywnych 40. Jak pokazano na fig. 1, trzy bloki rezystywne 40 sa umieszczone w jednej linii w górnej czesci soczewki, a trzy bloki izolacyjne 42 sa umieszczone w jednej linii w dolnej czesci soczewki. Pierwszy przewodnik elektryczny 52 jest przymocowany do elektrody G4 i jest skierowany ku zew¬ natrz kineskopu, w którym jest umieszczona wyrzutnia elektronowa 10. Ten przewodnik pozwala doprowadzic napiecie skupiajace do elektrody soczewkowej G4. Drugi przewodnik 54 jest przymocowany jednym koncem do elektrody G3, a drugim koncem do elektrody plytkowej 34 znajdujacej sie wewnatrz stosu glównej soczewki 30.W czasie dzialania wyrzutni elektronowej 10 potencjal przyspieszajacy jest przylozony do elektrody G5 poprzez styki sprezynujace 28 przymocowane do kolpaczka ekranujacego 26. Zwykle w wyrzutniach elektronowych 10 napiecie skupiajace wynosi 5,7 kV, a napiecie przyspieszajace — 30 kV. Napiecia te sa doprowadzane do elekt¬ rod G4 i G5 odpowiednio. Glówna struktura soczewkowa 30 moze miec odczepy laczace za pomoca przewodni¬ ka 54 pewne wybrane elektrody plytkowe 34 w tym celu., aby doprowadzic odpowiednie napiecie, na przyklad 13 kV, do elektrody G3.W takiej konstrukcji stos soczewkowy 32 jest polaczony elektryczny równolegle z pierwsza, lub wejsciowa, sekcja stosu soczewkowego 30, to znaczy z sekcja, która wiazki elektronów wchodza do soczewki 30, miedzy elektroda G4 i srodkowa elektroda plytkowa 34, do której przylaczony jest przewodnik 54. Jezeli liczba bloków rezystywnych 40 w strukturze soczewkowej 32 jest równa liczbie bloków rezystywnych sekcji wejsciowej struk¬ tury soczewkowej 30 jak pokazano na fig. 1, prad przeplywajacy przez sekcje wejsciowa soczewki 30 jest równy jednej drugiej pradu, który przeplywa przez druga, wyjsciowa, sekcje, to znaczy przez sekcje, przez która wiazka opuszcza przestrzen soczewkowa, miedzy srodkowa elektroda plytkowa 34 polaczona z odczepem 54 a elektro¬ da G5. W wyniku tego ustala sie wynikowy liniowy profil potencjalowy wzdluz stosu soczewkowego 30 tak, iz nachylenie profilu potencjalowego wzdluz sekcji wyjsciowej jest równa jednej drugiej nachylania profilu poten¬ cjalowego wzdluz sekqi wyjsciowej. Poprzez wybór odpowiedniej elektrody plytkowej, do której dolaczony jest odczep, wynikowy profil liniowy moze byc uczyniony bardzo zblizonym do idealu, którym jest krzywa wyklad¬ nicza.Na fig. 5 przedstawiono nowa wyrzutnie elektronowa 110 wedlug wynalazku, która jest modyfikacja wyrzutni elektronowej 10 i zawiera kilka elementów skladowych podobnych do tych, jakie wchodza w sklad wyrzutni elektronowej 10. Na fig. 5 te elementy skladowe sa oznaczone symbolami liczbowymi zwiekszonymi o 100 w porównaniu z oznaczeniami identyfikujacymi takie same elementy skladowe wyrzutni elektronowej 10 przedstawionej na fig. 1 i fig. 2.W wyrzutni elektronowej 110 soczewka rezystywna miedzy elektrodami G3 i G4 jest wyeliminowane i zas¬ tosowana jest tylko soczewka rezystywna 130 miedzy elektrodami G4 i G5. Glówna soczewka skupiajaca 130 miedzy elektrodami G4 i G5 sklada sie ze stosu ulozonych na przemian elektrod plytkowych 134 i bloków rezystywnych 140. Jak pokazano na fig. 5 rzad szesciu umieszczonych w jednej linii bloków rezystywnych 140 jest przewidziany w górnej czesci soczewki 130. W dolnej czesci soczewki umieszczony jest drugi rzad ustawio¬ nych w jednej linii bloków. W tym rzedzie pierwsze dwa bloki w poblizu elektrody G4 sa blokami rezystywny¬ mi 140, a cztery bloki w poblizu elektrody G5 sa blokami izolacyjnymi 142. Polaczenie elektryczne jest w wyrzutni elektronowej 110 zapewnione za pomoca lacznika 154 doprowadzajacego napiecie ogniskujace, który to lacznik 154 laczy elektrody G3 zjedna z elektrod plytkowych 134 struktury soczewkowej 130,znajdu- jaca sie w srodku stosu soczewkowego. Soczewka 130 jest w ten sposób podzielona na sekcje: wejsciowa dwu¬ stopniowa oraz wyjsciowa czterostopniowa.Jako wynik takiego uksztaltowania elektrycznego ukladu wyrzutni elektronowej prad przeplywa przez lacznik 152 i przez rezystywny stos soczewkowy 130 w kierunku od elektrody G4 ku elektrodzie G5. Poniewaz dwa bloki rezystywne 140 sa przewidziane w kazdej, pierwszej i drugiej sekcji stosu soczewkowego 130, na kazdej z tych sekcji spadek napiecia bedzie równy polowie spadku napiecia na kazdej z nastepnych z czterech sekcji, z których kazda zawiera tylko jeden blok rezystywny 140. W wyniku profil potencjalowy ustalony wzdluz stosu soczewkowego 130 bedzie mial nachylenia w obszarze pierwszych dwóch sekcji równe jednej drugiej nachylenie profilu potencjalowego, jaki uzyskuje sie w obszarze pozostalych czterech sekcji. Takwiec tak samo, jak glówna130 392 5 soczewka 30 wyrzutni elektronowej 10, glówna soczewka 130 wyrzutni elektronowej 110, ma pierwsza sekcje wejsciowa, które jest równolegle do drugiego rezystywnego stosu soczewkowego oraz druga wyjsciowa sekcje, która jest szeregowo z sekcja wejsciowa. Pod tym wzgledem dolne dwa bloki rezystywne 140 pierwszych dwóch sekcji soczewki 130 moga byc uznane za podobne do stosu soczewkowego 32 miedzy elektrodami G3 i G4, w wyrzutni elektronowej 10 przedstawionej na fig. 1 i fig. 2.Wyrzutnia elektronowa 110 jest wiec wyposazona w niezbyt kosztowna konstrukcje soczewkowa, z której zostala wyeliminowana struktura rezystywna miedzy elektrodami G3 i G4, a przy tym osiagnieta zostala wyma¬ gana równoleglosc tak, aby zapewnic uzyskanie jednej lub dwóch wartosci nachylenia krzywej rozkladu poten¬ cjalu wzdluz glównej soczewki skupiajacej 130.Przy projektowaniu rezystywnych stosów soczewkowych dla wyrzutni elektronowych 10 i 110 powinny byc uwzglednione nastepujace kryteria projektowe: 1. Stos soczewkowy powinien zawierac wystarczajaca liczbe ogólna sekcji, to znaczy bloków rezystyw¬ nych 40 lub 140 tak, aby na kazdy blok przypadala okreslona wartosc spadku napiecia nie przekraczajaca wytrzymalosci elektrycznej bloku. Na obecnym etapie rozwoju technologii dzieki zastosowaniu odpowiednich materialów rezystywnych i sposobów wytwarzania oraz metod projektowania wyrzutni elektronowych i techno¬ logii wytwarzania poszczególnych ich czesci skladowych mozliwe jest spelnienie nastepujacych wymagan: do¬ puszczalny maksymalny spadek napiecia na jednym bloku rezystywnym moze wynosic okolo 4000 V przy bloku o grubosci okolo 1,02 mm. W niektórych przypadkach mozna uzyskac wieksza wytrzymalosc elektryczna, do¬ puszczajaca, aby spadek napiecia przypadajacy na jeden blok rezystywny wynosil okolo 6000 V. W przypadku, gdy na jeden blok przypada o wiele wiecej niz 4000 V, uklad staje sie niestabilny elektrycznie i moze powstac iskrzenie. 2. Nalezy unikac stosowania nadmiernej liczby sekcji w stosach soczewkowych, poniewaz zwieksza to ogólna dlugosc wyrzutni elektronowej i nadmiernie powieksza koszty wytwarzania wyrzutni. Poza tym analiza teoretyczna udowadnia, ze dodatkowe sekcje, jezeli ich liczba przekracza siedem, powoduja bardzo male zmniej¬ szenie aberacji soczewki. 3. Wspólczynnik proporcjonalnosci miedzy równolegla sekcja wejsciowa soczewki o szeregowa sekcja wyjsciowa soczewki powinien byc wybierany z uwzglednieniem nastepujacych okolicznosci: a) spadek napiecia na sekcji wejsciowej glównej soczewki skupiajacej ma byc utrzymywany w wymaganych granicach, jak zaznaczono powyzej; b) w przypadku wyrzutni elektronowej 10 odpowiednie napiecie ma byc odprowadzane poprzez odczep z glównej soczewki skupiajacej stosu soczewkowego celem przylozenia tego napiecia do elektrody G3; c) punkt zalamania krzywej odwzorowujacej rozklad potencjalu wzdluz glównej soczewki skupiajacej ma byc usytuowany tak, aby ta krzywa rozkladu potencjalu byla zblizona do idealu, jakim jest krzywa wykladni¬ cza.Zostalo przez nas stwierdzone, ze krzywa rozkladu potencjalu dla soczewki jest optymalna, gdy punkt zalamania miedzy dwoma odcinkami prostych, odwzorowujacych rozklad potencjalu wzdluz sekcji soczewki znajduje sie w puncie, w którym wartosc potencjalu jest równa sredniej geometrycznej zwartosci potencjalów: ogniskujacego przylozonego do elektrody G4 i przyspieszajacego przylozonego do elektrody G5. Najwieksza aberacje obserwuje sie w punkcie wejscia wiazki elektronów do soczewki z elektrody G4. Zgodnie z tym przesu¬ niecie punktu zalamania krzywej rozkladu potencjalów wzgledem punktu, w którym wartosc potencjalu jest równa sredniej geometrycznej z tych dwóch wartosci w kierunku napiecia ogniskujacego bedzie powodowalo szybkie zwiekszenie aberaqi, o wiele szybsze, niz odpowiednie przesuniecie winnym kierunku — w kierunku napiecia przyspieszajacego.Fig. 6, 7, 8 schematycznie przedstawiaja modyfikacje konstrukcji soczewki rezystywnej wyrzutni elektro¬ nowej 10, rózniace sie charakterem krzywej rozkladu potencjalów wzdluz struktury soczewkowej. Fig. 6 sche¬ matycznie przedstawia wyrzutnie elektronowa 10, szczególowo przedstawiona na fig. 1 i fig. 2, w której glówne soczewka G4-G5 zawiera siedem sekcji, a wtórna soczewka G3-G4 zawiera trzy sekcje. Soczewka wtórna jest równolegla do pierwszych trzech sekcji glównej soczewki, przez co zalamanie krzywej rozkladu potencjalów jest przesuniete wzgledem sredniej geometrycznej tylko o 0j6 kV w kierunku mniejszych wartosci.Wyrzutnia elektronowa przedstawiona na fig. 6 jest skonstruowana tak, aby mogla pracowac przy potencja* le przyspieszenia równym 30 kV na elektrodzie G5 i potencjale ogniskujacym równym 55 kV na elektrodzie G4.Taka budowa wyrzutni powoduje, ze do elektrody G3 powinno byc doprowadzone napiecie równe 12,2 kV, a maksymalny spadek napiecia na jednym bloku ma miejsce w sekcji wyjsciowej glównej soczewki i wynosi 4,5 kV na jeden blok rezystywny. Nachylenie krzywej rozkladu potencjalów w soczewce wtórnej miedzy elekt¬ rodami G3 - G4 jest równa co do wartosci bezwzglednej, lecz o przeciwnym znaku, nachylenia krzywej rozkladu potencjalów w sekcji wejsciowej glównej soczewki ogniskujacej, do której jest równolegla. Poniewaz te dwie6 130 392 równolegle sekcje maja jednakowa liczbe bloków rezystywnych, nachylenie krzywej rozkladu potencjalów dla sekcji wejsciowej glównej soczewki wynosi jedna druga nachylenia rozkladu potencjalów dla jej sekcji wyjscio¬ wej. Tak wiec rozklad potencjalów wzdluz szesciu stopni soczewki ogniskujacej wyrzutni elektronowej przedsta¬ wia sie nastepujaco: 1 1 Sekcje soczewki (1) Pierwsza przewodzaca elektroda G3 (2) Pierwsza soczewka rezystywna 32 (3) Druga przewodzaca elektroda G4 (4) Druga rezystywna soczewka i (sekcja wejsciowa soczewki 30) (5) Trzecia soczewka rezystywna (wyjsciowa sekcja soczewki 30) (6) Trzecia elektroda przewodzaca Nachylenie krzywej rozkladu potencjalów 0 -S 0 +s + 2S 0 gdzie S jest wartoscia dodatnia nachylenia.Fig. 7 schematycznie przedstawia zmodyfikowana strukture ukladu soczewkowego przedstawionego na fig. 6 z jednakowa liczba sekcji w kazdej z dwóch soczewek, lecz w której elektroda plytkowa z odczepem w so¬ czewce glównej jest usytuowane o jedna sekcje blizej do elektrody G5, przez co zalamanie krzywej rozkladu potencjalów ma miejsce w punkcie o potencjale wiekszym o okolo 1,6 kV od sredniej geometrycznej z wartosci potencjalów elektrod koncowych soczewkowej struktury. W wyniku dwie równolegle sekcje maja niejednakowe, rozmiary i otrzymuje sie krzywe rozkladu potencjalów o niejednakowym nachyleniu w odpowiednich sekcjach.Z tego powodu stosunek nachylen krzywych rozkladu potencjalów dla sekcji wejsciowej i wyjsciowej glównej soczewki ogniskujacej wynosi okolo 1:2,3. W konstrukcji soczewkowej przedstawionej na fig. 7 napiecie dopro¬ wadzane z odczepu do elektrody G3 wynosi 14,4 kV i maksymalny spadek napiecia na jednym bloku w glównej soczewce ogniskujacej wynosi 5,2 kV. Analiza przeprowadzona za pomoca elektronicznej maszyny cyfrowej po¬ kazuje, ze taka wyrzutnia odznacza sie minimalna aberacja, która jest zasadniczo identyczna z aberacja wywoly¬ wana wyrzutnia elektronowa przedstawiona na fig. 6. Poza tym uwazane jest za pozyteczne zwiekszenie napiecia na elektrodzie G3 powyzej 14,4 kV, jednakze nie jest pozadane ze wzgledu na zwiekszenie spadku napiecia przypadajacego na jeden blok, który to spadek wynosi 5,2 kV. udjacego na jeden blok, który to spadek wynosi 5,2 kV.Fig. 8 schematycznie przedstawia zmodyfikowana strukture wyrzutni elektronowej, przedstawionej na fig. 6. Modyfikacja polega na zwiekszeniu o jeden liczby sekcji w soczewce wtórnej G3-G4, na wyeliminowaniu jednej sekcji z soczewki glównej G4-G5 i umieszczeniu odczepu dla doprowadzenia napiecia do elektrody G3 miedzy druga a trzecia sekcjami soczewki glównej. W wyniku uzyskuje sie punkt zalamania krzywej rozkladu potencjalów przesuniety o 1,2 kV wzgledem sredniej geometrycznej z potencjalów doprowadzanych do konco¬ wych elektrod soczewki w kierunku mniejszych potencjalów. Nachylenie krzywej rozkladu potencjalów wzdluz soczewki wtórnej jest o wiele mniejsze od nachylenia krzywej rozkladu potencjalów wzdluz równoleglej sekcji wejsciowej soczewki glównej, a stosunek nachylen krzywych rozkladu potencjalów dla sekcji wejsciowej i wyjs¬ ciowej soczewki glównej wynosi 1:1,5. Spadek napiecia przypadajacy na jeden blok struktury wynosi okolo 4,6 kV. Analiza przeprowadzona za pomoca elektronicznej maszyny cyfrowej pokazuje, ze taka wyrzutnia odzna¬ cza sie znacznie gorszymi wlasciwosciami z punktu widzenia aberacji, niz wyrzutnia przedstawiona na fig. 6 i fig. 7. Jest to najwyrazniej wynikiem raczej przyjecia stosunku nachylen odcinków krzywych rozkladu poten¬ cjalów wzdluz odpowiednich sekcji soczewki równego 1:1,5 rózniacego sie od stosunku optymalnego. Taka wyrzutnia ma równiez niekorzystnie male napiecie na elektrodzie G3 wynoszace 11,6kV przy takim samym spadku napiecia na jeden blok rezystywny równym 4,6 kV, jak w przypadku wyrzutni z fig. 6.Przy projektowaniu soczewek 30 i 32 dla takich wyrzutni elektronowych, jaka jest przedstawiona na fig. 1 i fig. 2, napiecie przyspieszajace doprowadzane do elektrody G5 jest dobierana w pierwszej kolejnosci, na przyklad, z punktu widzenia uzyskania wymaganej wydajnosci swietlnej i z uwzglednieniem innych ogólnych wymagan ukladowych. Napiecie odprowadzane z odczepu struktury soczewkowej do elektrody G3 jest wybiera¬ ne z punktu widzenia wymagan szczególowych dotyczacych konstrukcji obszaru, w którym ksztaltuje sie wiazka elektronów. Na podstawie tych wybranych napiec ustala sie wlasciwa napiecie ogniskujace, które ma zapewnic wlasciwe ogniskowanie wiazki elektronów kierowanej do obszaru soczewki ogniskujacej. Konstrukcja soczewki moze byc zatem wyznaczona nastepujacym równaniem: Va -Vi = 2(Vi -VF) S2 Si gdzie Va - anodowe napiecie przyspieszajace na elektrodzie G5, Vi - napiecie posrednie odprowadzane za pomoca odczepu do elektrody G3, Vp — napiecie ogniskujace na elektrodzie G4, Si — liczba sekcji w soczewce130 392 7 wtórnej 32 i liczba sekcji w sekcji wejsciowej soczewki 30, S2 —liczba sekcji w sekcji wyjsciowej soczewki glównej 30.Na przyklad, w przypadku wyrzutni elektronowej przedstawionej na fig. 6: Va = 30 kV, Vi = okolo 12 kV, VF= okolo 5,5 kV.Z tego wynika, ze stosunek S2/Si wynosi 18/13 lub, w przyblizeniu, 4/3. Tak wiec system soczewkowy jest zbudowany z czterech sekcji, w sekcji wyjsciowej glównej soczewki ogniskujacej i trzech sekcji w soczewce wtórnej G3-G4 oraz trzech sekcji w sekcji wyjsciowej glównej soczewki G4-G5.Fig. 9, 10, 11 schematycznie przedstawiaja inne rozwiazania struktury soczewkowej 130 wyrzutni elektro¬ nowej 110. Fig. 9 przedstawia strukture soczewkowa dokladnie taka, jaka jest opisana w odniesieniu do wykona¬ nia wyrzutni elektronowej 110 przedstawionej na fig. 5. W tej strukturze soczewkowej soczewka sklada sie ogólem z szesciu sekcji. Pierwsze dwie sekcje, które tworza sekcje wejsciowa soczewki, sa równolegle do osobnego dwustopniowego stosu rezystywnego, który stanowi czesc tejze struktury soczewkowej i który jest utworzony z elektrod plytkowych 134, które sa równiez czesciami skladowymi sekcji wejsciowej soczewki. W przypadku wyboru napiecia przyspieszajacego równego 25 kV i napiecia ogniskujacego równego 6 kV zalamanie krzywej rozkladu potencjalów wzdluz struktury soczewkowej ma miejsce przy wartosci napiecia równego 9,8 kV, co o 2,4 kV ponizej sredniej geometrycznej z doprowadzonych napiec do elektrod struktury soczewkowej. Przy tym maksymalny spadek napiecia przypadajacy na jeden blok rezystywny wynosi okolo 3,8 kV. Napiecie odprowa¬ dzane za pomoca odczepu ze struktury soczewkowej do elektrody G3 wynosi 13,6 kV. Przy tym odczep jest usytuowany miedzy trzecim a czwartym stopniem.Struktura przedstawiona schematycznie na fig. 10 rózni sie od przedstawionej na fig. 9 tylko tym, ze odczep dla zasilania elektrody G3 jest umieszczony miedzy druga a trzecia sekcjami glównej soczewki ogniskuja¬ cej, co odpowiada napieciu 9,8 kV, która jest doprowadzona do elektrody G3.Przedstawiona na fig. 11 struktura soczewkowa rózni sie od struktury przedstawionej na fig. 9 tylko tym, ze zamiast pierwszych dwóch sekcji glównej soczewki ogniskujacej zrównoleglone sa trzy sekq'e tej soczewki z drugim stosem rezystywnym. W wyniku tego zalamanie krzywej rozkladu potencjalów dla glównej soczewki ma miejsce w punkcie przesunietym tylko o 0,1 kV wzgledem sredniej geometrycznej z napiec doprowadzonych do struktury soczewkowej w kierunku wyzszych potencjalów. Odczep dla zasilania elektrody G3 jest usytuowa¬ ny miedzy trzecia a czwarta sekcjami i zapewnia doprowadzenie do elektrody G3 napiecia równego 12,3 kV.Struktura soczewkowa 130 wyrzutni elektronowej 110 odznacza sie nieco odmiennymi parametrami w po¬ równaniu z parametrami wyrzutni elektronowej 10. W soczewce 130 stosunek nachylen krzywych rozkladu po¬ tencjalów dla sekcji wejsciowej i wyjsciowej soczewki glównej zawsze wynosi 1:2, poniewaz dwa równolegle rezystywne stosy soczewkowe zawsze zawieraja jednakowa liczbe bloków rezystywnych. Zmienianie stosunków nachylen w taki sposób, w jaki realizuje sie to w odniesieniu do wyrzutni elektronowej 10 przedstawionej na fig. 6—8 nie jest mozliwe w przypadku wyrzutni elektronowej takiej, jaka jest przedstawiona na fig. 5. Z drugiej strony wybór wartosci napiecia doprowadzonego za pomoca odczepu do elektrody G3 jest calkowicie niezalezny od konstrukcji równoleglej z jedynie tylko od rozkladu potencjalów w soczewce 130.Przy projektowaniu soczewek 130 napiecie przyspieszajace i napiecie posrednie odprowadzane za pomoca odczepu do elektrody G3 sa dobierane, a napiecie ogniskujace jest ustalane w taki sam sposób, jak dla wyrzutni elektronowej 10. Nastepnie jest dobierana ogólna liczba sekcji dla soczewki oraz liczba sekcji w równoleglej sekcji wejsciowej. Dobór ten powinien odpowiadac podstawowym wymaganiom dotyczacym wytrzymalosci elektrycznej struktury i maksymalnemu dostosowaniu' krzywej rozkladu potencjalów w soczewce do idealu, jakim jest krzywa wykladnicza. Na tej podstawie okresla sie krzywa rozkladu potencjalów, a spadek napiecia przypadajacy na jeden blok rezystywny oblicza sie wedlug nastepujacego wzoru: napiecie na jeden blok r=vA"VF .Sj-Se/2 gdzie: Va — anodowe napiecie przyspieszajace doprowadzane do G5, Vp — napiecie ogniskujace doprowa¬ dzane do G4, Sr — ogólna liczba sekcji w soczewce glównej, Se — liczba sekqi wejsciowej w soczewce glównej.Na przyklad, w przykladzie struktury soczewkowej przedstawionej na fig. 9: Va = 25 kV, Vp = 6 kV, Sj ¦ 6 i % = 2. W tym przypadku obliczone napiecie przypadajace na jeden blok wynosi 3,8 kV.Poniewaz odprowadzane za pomoca odczepu napiecie dla elektrody G3 jest calkowicie niezalezne od ustalonego stosunku nachylen krzywych rozkladu potencjalów, w soczewce 130 dla wyrzutni elektronowej 110 elektroda G3 moze byc wyeliminowana. Na przyklad, w najprostszym przykladzie realizacji wynalazku soczew¬ ka 130 zastosowana w wyrzutni elektronowej moze stanowic zwykla dwupotencjalowa soczewke skupiajaca.Mówiac ogólnie, soczewka 130 moze byc zastosowana w róznych modyfikacjach wyrzutni elektronowej, w których ogniskowanie elektrostatyczne jest zapewnione poprzez wytwarzanie prostej róznicy potencjalów miedzy dwoma elektrodami w jednym lub w wiekszej liczbie punktów wyrzutni elektronowej. Niemniej ze wzgledu na wymagania stawiane plamce swietlnej w wyrzutniach trójzwiazkowych, jakie sa opisane w odniesieniu do fig. 5, korzystnym jest aby w takich wyrzutniach elektronowych byly stosowane nowe rezystywne struktury soczewkowe 130 zapewniajace odpowiedni rozklad potencjalów wzdluz tej soczewki.) J ) 8 130392 j Zastrzezenia patentowe <¦ 1. Wyrzutnia elektronowa zawierajaca dwa równolegle wsporniki z materialu izolacyjnego, na którym zmontowane sa kolejno elementy skladowe wyrzutni, a mianowicie: katody, majace powierzchnie czolowe emi¬ tujace elektrony, siatkowa elektroda sterujaca, siatkowa elektroda ekranujaca, pierwsza elektroda soczewkowa, druga elektroda soczewkowa, trzecia elektroda soczewkowa, rezystywna struktura soczewkowa umieszczona i wlaczona miedzy druga a trzecia elektrodami soczewkowymi, skladajaca sie z elektrycznie ciaglego stosu z ulo¬ zonych na przemian metalowych elektrod plytkowych i rezystywnych bloków dystansowych, pierwszy przewod¬ nik, polaczony z druga elektroda soczewkowa doprowadzajacy napiecia skupiajace do drugiej elektrody soczew¬ kowej, które to napiecie powoduje, przeplyw pradu przez rezystywna strukture soczewkowa i wytwarzanie pola elektrycznego o liniowym rozkladzie potencjalu elektrycznego wzdluz rezystywnej struktury soczewkowej, znamienna tym, ze zawiera druga rezystywna strukture soczewkowa (32) usytuowana i elektrycznie wlaczona miedzy pierwsza (20) a druga (22) elektrodami soczewkowymi, która to druga rezystywna struktura soczewkowa (32) równiez sklada sie z elektrycznie ciaglego stosu ulozonych na przemian elektrod plytko¬ wych (34) i rezystywnych bloków dystansowych (40), oraz drugi przewodnik (54) polaczony elektrycznie z pierwsza elektroda soczewkowa (20) i z jedna z elektrod plytkowych (34) znajdujacych sie w srodku pierwszej struktury soczewkowej (30) tak, ze druga rezystywna struktura soczewkowa (32) jest wlaczona równolegle do czesci wejsciowej drugiej rezystywnej struktury soczewkowej (30), na skutek czego prad, przeplywajacy przez czesc wejsciowa pierwszej rezystywnej struktury soczewkowej (30) jest mniejszy od pradu przeplywajacego przez pozostala jej czesc, przy czym rezystywne bloki dystansowe (40) pierwszej (30) i drugiej (32) rezystyw¬ nych struktur soczewkowych maja jednakowe wymiary i jednakowe rezystancje. 2. Wyrzutnia wedlug zastrz. 1, z n a m i e n n a t y m, ze druga rezystywna struktura soczewkowa (32) i czesc wejsciowa pierwszej rezystywnej struktury soczewkowej (30) maja jednakowa liczbe sekcji, przy czym nachylenie krzywej odwzorowujacej rozklad potencjalów pola elektrycznego wytwarzanego pradem przeplywa¬ jacym przez czes'c wejsciowa pierwszej rezystywnej struktury soczewkowej (30) wynosi jedna druga nachylenia krzywej odwzorowujacej rozklad potencjalów pola elektrycznego wytwarzanego pradem przeplywajacym przez pozostala czesc tej struktury (30). 3. Wyrzutnia wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze druga rezystywna struktura soczewkowa (32) ma trzy sekcje, a pierwsza rezystywna struktura soczewkowa (30) ma siedem sekcji, przy czym drugi przewod¬ nik (54) jest wlaczony miedzy pierwsza elektrode soczewkowa (20) a elektroda plytkowa (34), znajdujaca sie miedzy trzecia a czwarta sekcjami pierwszej rezystywnej struktury soczewkowej (30).130 392 ng. i ~\ Fig.2 38- Ol 40 38 Fig.3 Flg.5130 392 l2.2kV 5.5kV ^ 4.5kVI Fig. 6. 25kV- I3.6k¥- 9.8 kV k6kV- 3 8kV/b Fig. 9. 63 64 30W-- !4.4kV- T 5.5kV ^ 5.5kV- ^ 9 30kV ^5.2^/1 Fig. 7. Fig. 10. 30kV ll.6kV 5.5kV Fig. 8. 4.6kV/b 6 25kV- 64 T 6kV 65 V 25kV K.3kY- k 6kV— 4.2kV/k Fig. ii.Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL PL PL