Н. — Это поистине чудесно! Я уже догадываюсь, что переключатель, проходящий через миллионы контактов, не что иное, как электронный пучок электронно-лучевой трубки.
Л. — В твоей догадке нет особой заслуги, ты ведь видел, как я чертил схему иконоскопа (рис. 65).
Рис. 65.Иконоскоп.
а — схема включения; б — разрез мишени; в — распределение светочувствительных элементов мозаики (в действительности размеры пятна гораздо больше по сравнению с капельками мозаики);
1 — объектив; 2— мозаика; 3 — слюдяная пластина; 4 — металлическое покрытие, являющееся сигнальной пластиной; 5 — катушки кадрового отклонения; 6 — катушки строчного отклонения; 7 — электронное пятно.
Н. — Его колба имеет довольно странную форму.
Л. — Такая форма необходима потому, что светочувствительная мозаика должна одновременно подвергаться действию света и электронного пучка. Чтобы объектив мог спроецировать изображение передаваемой сцены на мозаику, одна из стенок трубки должна быть совершенно плоской. С другой стороны, электронная пушка, т. е. совокупность электродов, служащая для формирования электронного пучка, помещается в трубке, образующей с плоскостью мозаики угол порядка 45°.
Обрати внимание на то, что вторым анодом (А2) является металлический слой, покрывающий часть внутренней поверхности колбы.
Н. — Я вижу, что фокусировка пятна электростатическая, в то время как отклонение электромагнитное.
Л. — Можно было бы поступить и наоборот. Не в этом заключаются существенные особенности иконоскопа. Особенно важно то, что все элементарные фотоэлементы мозаики непрерывно подвергаются освещению соответствующими точками изображения. А это значит, что заряды образуются непрерывно благодаря излучению электронов под действием света.
Н. — А что делается с этими электронами?
Л. — Они притягиваются анодом А2. Что же касается положительных зарядов, накапливающихся на мозаике, то они образуют настоящее электронное изображение. Электронный пучок нейтрализует заряд каждого элемента (включающего в себя целую группу фотоэлементов) один раз при развертке каждого изображения, т. е. через каждые 1/25 сек. Эти разряды порождают ток, который проходит через резистор R и создает на его зажимах напряжение…
Н. — …которое зависит от освещенности развертываемого элемента изображения. Я прекрасно понял принцип действия иконоскопа, который по сути дела очень прост.
Л. — По правде сказать, в действительности он дьявольски сложен. Явление вторичной эмиссии в значительной степени портит кажущуюся простоту, которую ты только что восхвалял.
Н. — Я припоминаю, что мы говорили о вторичной эмиссии, изучая тетроды. Мы установили тогда, что электроны, доходя со значительной скоростью до анода, выбивают из него много других электронов, некоторое количество которых притягивается экранирующей сеткой. Вот это-то фонтанирование многих электронов под действием удара первоначального электрона и называют вторичной эмиссией.
Л. — Вот уж, право, ты не лишен памяти! Ну так вот, в иконоскопе мозаика подвергается бомбардировке электронами, летящими с большой скоростью и выбивающими множество вторичных электронов. Часть этих электронов притягивается вторым анодом. Другие возвращаются дождем на мозаику, сообщая ей слегка отрицательный заряд. Так что практически все явления в иконоскопе много сложнее, чем это могло показаться в первом приближении.
Н. — Ты мне говорил, что в жизни высшее искусство состоит в превращении пороков в добродетели, что относилось и к людям и к вещам. Мне пришла в голову мысль, что вторичная эмиссия могла бы найти очень интересного применения. Ведь если один электрон может выбить множество, то можно как будто использовать ото явление для получения усиления.
Л. — Ах, мой бедный Незнайкин, поистине ты слишком поздно появился в этой юдоли слез! Будь это век назад, ты предвосхитил бы славу Эдисона.
Н. — Ныне же, увы, когда у меня случайно появляются блестящие идеи, оказывается, что другие их у меня уже похитили много лет назад! Значит, вторичная эмиссия действительно используется для усиления?
Л. — Ну, конечно, Незнайкин. И уже давненько. Таким образом, например, усовершенствовали иконоскоп, разделив функции фотоэмиссии и вторичной эмиссии.
Н. — Каким же образом?
Л. — В так называемом супериконоскопе (рис. 66). Изображение проецируется на сплошную светочувствительную поверхность, образуемую очень тонким, а потому полупрозрачным слоем серебра, нанесенным на лист слюды и очувствленным в свету пленкой из цезия.
Рис. 66.Устройство супериконоскопа.
1 — объектив; 2 — фотокатод; 3 — фокусирующая катушка; 4 — мозаика; 5 — сигнальная пластина
Н. — Значит, никакого растрескивания уже не нужно для образования мозаики?
Л. — Нет, не нужно. Фотокатод супериконоскопа отличается от мозаики иконоскопа как раз тем, что он не нуждается в таком характерном для нее нарушении непрерывности. Поэтому используют всю освещенную поверхность и получают более высокую чувствительность.
Н. — На твоем рисунке однако, я вижу справа в трубке, напротив фотокатода, мишень, которая в точности похожа на мозаику иконоскопа.
Л. — И все же это сходство обманчиво, ведь мишень чувствительна не к свету, а к электронным лучам, или же, выражаясь иначе, она может давать сильную вторичную эмиссию под действием удара электронов.
Н. — Уж не хочешь ли ты скачать, что бомбардировать мишень будут электроны излученные фотокатодом?
Л. — Вот именно ты видишь, что вторым анодом (А2) здесь также является металлическое покрытие некоторой части внутренней поверхности колбы. Электроны, которые под действием световых лучен испускаются фотокатодом, притягиваются вторым анодом. Но фокусирующая катушка, образующая настоящую магнитную линзу, препятствует им броситься в объятия этого анода. Таким образом, положительное напряжение на нем служит только для ускорения движения электронов которые надлежащим образом направляются магнитным полем и устремляются в полном порядке на мишень.
Н. — Что ты называешь в полном порядке?
Л. — Я тебе недавно говорил об электронном изображении, образованном совокупностью электронов, вырванных из светочувствительной поверхности распределение которых соответствует освещенности отдельных элементов. Именно такое электронное изображение проецируется на мозаику, так же как в камере фотоаппарата изображение проецируется на матовое стекло.
Н. — Решительно, телевизионные специалисты не знают преград. Я же догадываюсь что происходит дальше. Каждый электрод фотокатода попадая на элементы мишени, выбивает оттуда много вторичных электронов, которые летят на второй анод. Развертывающий пучок электронной пушки должен нейтрализовать положительные заряды, более значительные, чем в случае простого иконоскопа так как здесь вторичная эмиссия осуществляет чудесное умножение.
Л. — Ты прекрасно уловил, Незнайкин, существенные черты работы этого великолепного прибора, гораздо более чувствительного, чем простой иконоскоп.
Н. — По видимому, со свойственным тебе злорадством ты мне сейчас заявишь, что им больше не пользуются.
Л. — По правде говоря, существует прибор, которому стоит уделить больше внимания. Это ортикон с переносом изображения, или суперортикон, наиболее распространенный благодаря высокой чувствительности.
Н. — Я вижу (рис. 67), что колба этой трубки имеет не столь оригинальную форму, как у различных иконоскопов.
Рис. 67. Продольный разрез ортикона с переносом изображения (в кружках указаны напряжения на различные электродах).
1 — объектив; 2 — мишень; 3 — фокусирующая катушка; 4 — кадровые и строчные отклоняющие катушки; 5 — электронный умножитель; 6 — катод; 7 — выход; 8 и 9 — аноды; 10 — замедляющий электрод; 11 — экран; 12 — фотокатод.
Л. — В этом заключается одно из преимуществ трубки, потому что развертка производится электронным пучком, перпендикулярным развертываемой поверхности, что рациональнее косого пучка.
Н. — Я констатирую что здесь также на внутренней поверхности трубки имеется фотокатод, подобный фотокатоду супериконоскопа.
Л. — Правильно. Его отрицательный потенциал составляет 600 в относительно мишени. Мишень состоит из очень тонкой стеклянной пластинки.
Н. — Как папиросная бумага?
Л. — Гораздо тоньше, так как толщина 2 000 пластинок из такого стекла, сложенных вместе, равна только 1 см.
Н. — Зачем же нужно брать такое тонкое стекло?
Л. — Чтобы образующиеся на его поверхности заряды успевали проходя через стекло, нейтрализоваться за время, равное интервалу между двумя последовательными развертками, т. е. за 1/25 сек.
Н. — А как возникают эти заряды?
Л. — Благодаря тому, что потенциал мишени на 600 в выше, чем потенциал фотокатода, мишень притягивает электроны, испускаемые фотокатодом под действием света. Электронное изображение переносится на мишень, так как взаимное расположение электронов поддерживается полем фокусирующей катушки. Попадая на мишень, электроны выбивают из нее много вторичных электронов, которые притягиваются экраном, помещенным на расстоянии 1/20 мм от мишени и имеющим относительно нее потенциал + 1 в. В то же время экран, состоящий из сетки с мелкими ячейками, не задерживает быстрых