- Устройство, принцип действия, параметры люминесцентного экрана.
Одним из основных элементов многих электронно-лучевых приборов является приемник электронного пучка, и наиболее распространенным видом приемника является люминесцирующий экран. Основу люминесцирующего экрана составляет катодолюминофор – вещество, способное светиться под действием бомбардировки электронами. Взаимодействие электронов с кристаллической решеткой люминофора сопровождается передачей энергии электронам решетки, которые возбуждаются в состояния с более высокой энергией. Возврат этих электронов в нормальное состояние сопровождается выделением энергии, возникает катодолюминесценция. Она связана с наличием в кристалле неоднородностей – центров свечения. Поэтому в процессе изготовления люминофоров в их решетке создаются примеси (активаторы), которые влияют на свойства люминофора.
Цвет свечения люминофора зависит от его природы, а также от наличия в нем активаторов. В качестве активаторов широко применяются серебро, медь, марганец.
Кроме этого, спад свечения характеризуется временем послесвечения – время, в течение которого свечение уменьшается до 1% от начального возбуждения.
Время послесвечения является одним из важнейших параметров экрана.
По длительности послесвечения люминофоры разбиты на следующие группы:
а) очень короткое tП £ 10-5 сек.; б) короткое 10-5 < tП < 10-2 сек.; в) среднее 10-2 < tП < 10-1 сек.;
г) длительное 10-1 < tП < 16 сек.; д) весьма длительное tП > 16 сек.
К основным группам люминофоров относятся следующие люминофоры:
сульфидные люминофоры (ZnS, CdS); силикатные люминофоры (Zn2SiO4); вольфраматы (CaWO4, CdWO4); фторидные люминофоры (ZnF2, MgF2); оксидные люминофоры (ZnO, CdO).
Существует несколько способов нанесения люминофора при изготовлении экрана.
Метод распыления состоит в том, что суспензия, содержащая люминофор, наносится с помощью пульверизатора на внутреннюю поверхность баллона трубки.
Метод осаждения состоит в том, что в колбу прибора заливается определенное количество воды со взвешенными в ней частицами люминофора, которые, оседая, покрывают ее дно ровным слоем и после слива суспензии и сушки образуют экран.
В последние годы все больший интерес вызывает получение экранов путем напыления пленок люминофора в вакууме. Это так называемые сублимат-экраны, которые обладают рядом существенных преимуществ.
Все люминофоры являются диэлектриками. Электроны, попадая на экран, приносят отрицательный заряд. Отвод заряда с экрана происходит в основном за счет вторичной электронной эмиссии, возникающей при бомбардировке экрана пучком электронов.
Во многих электронно-лучевых приборах люминофор покрывается тонкой пленкой алюминия. На рисунке показано устройство алюминированного экрана.
Алюминированные экраны имеют преимущества. Первичный электронный пучок, имеющий большую энергию, будет проходить через тонкую пленку алюминия и возбуждать свечение люминофора. Часть светового потока будет отражаться зеркальной пленкой алюминия в сторону наблюдателя, повышая яркость свечения экрана. Кроме этого, будет повышаться и контрастность экрана. Важным преимуществом является также и то, что в случае наличия алюминиевой пленки на экране отрицательные ионы будут задерживаться пленкой и не будут разрушать люминофор.
Алюминированные экраны применяются в электронно-лучевых приборах с ускоряющим напряжением более 10 кВ.
Для осциллографических трубок, предназначенных для визуального наблюдения, лучше всего подходит зеленый цвет свечения, так как глаз наиболее чувствителен именно в этой области спектра. В случае фотографирования осциллограмм на фотопленку предпочтительнее синяя область видимого спектра. В черно-белом телевидении необходим белый цвет свечения экрана, а в цветном применяются люминофоры, дающие чистые цвета – синий, зеленый и красный.
Необходимый цвет свечения экрана обеспечивается путем изготовления экрана из смеси различных люминофоров. Так, для получения белого цвета свечения экрана используют смесь сульфида цинка с сульфидом кадмия. В качестве активатора используется серебро.
