[发明专利]具有以铁电方式工作的靶的光学替续系统

说明书

本发明叙述的是一个包括电绝缘材料靶子的光学转替续统，而透射光取决于和光的传播方向平行的电场。这里指的是用电子束扫描所述靶子的第一个面，一个用来收集被电子束打出的二次电子的阳极，一个装在靶第二个面的透明而导电的平板，该平板接收视频信息电信号，从而形成一个控制电极，该靶由一种在低于某一温度时就变成铁电体的材料组成，这个温度称为居里温度，在这个温度附近光学替续系统运转。

用在电视放映机中的这种光学替续系统已在专利说明书FR1，473，212和FR1，479，284中说明。为了更好地了解这个发明，下面对上述光学替续系统的工作原理进行叙述。至于更广泛的信息可以从引用的资料中查到。

本发明叙述的是把一个随时间变化、并代表视频信息的电信号转换成可见的图象。众所周知，这是电视接收机的功能之一。

在这样一个接收机的显象管中，电子束通常有三个基本的转换功能：

功能f1-电子束将提供的能量转变成光，因而管子的光输出功率总是低于由电子束转换过来的功率;

功能f2-电子束对图象表面扫描;

功能f3-电子束用于视频信息。

由于功能f2和f3，尤其是由于电子束的功率，使图象的亮度不可能被提高到所希望的某种程度，例如投射到大屏幕上去所要求的

为此建议将上述功能分开，例如用一个光源来完成功能f1，而功能f2和f3则用一个所谓的“光学替续系统”来完成。从美国专利3，590，157中，知道了一种显示装置，其中，来自一个光源，例如一个激光的光束，通过表示横跨这光束的调制的传播声波来与情报信息相调制，藉声波的前头以引起光的衍射。这样，被衍射的光在强度上的调制与视频信号在声音能量上的调制相一致。本发明是关于不同类型的显示装置的改进，在这种类型的显示装置中，来自光源例如灯的光线通过一晶体，使该晶体产生电光效应，即所谓的“泡克耳斯效应”（“Pockelseffect”）。已经发现双酸晶体磷酸二氢钾KH₂PO₄（此后叫KDP）是适合的。

这个效应可以部分地和简要地描述如下：当电绝缘晶体沿晶轴方向C受到电场作用时（三个晶轴a、b和c构成一个三维直角框架，在这时候，c轴是光轴），对于在ab面内的线偏振光沿c方向传播的光线来说，晶体的折射率n取决于所述的偏振方向。更确切地说，如果用X和Y标志a轴和b轴的二等分线，并且如果相对于这些不同方向的晶体参数也以用于这些方向的字母来描述，那么在ab面内的折射率图就形成一个以X和Y为轴的椭圆，而不是圆，并且折射率差n_x-n_y与所加电场成正比。如果入射光线是偏振的（其偏振方向平行于a轴），例如，当出射偏振器的偏振方向与b轴平行时，则通过出射偏振器的光的强度I＝I₀Sin²KV，而当该偏振器的偏振方向与a轴平行时，则有I＝I₀Cos²KV，如果没有寄生吸收发生的话，这里的I₀就等于入射光的强度，而V就是晶体两个面之间的电位差，K是取决于所用晶体材料的系数。

如上所述，为了用上述装置通过一个灯得到投影图象，有效的方法是在平行c轴方向加电场，使靶上任一点产生电场值，而且各点的电场值与所得到的图象在各个点的亮度一一对应。为了这个目的，由电子枪发射的电子束穿过常规的偏转元件在靶上扫描;因此电子束完成功能f2。功能f3中电场的控制也由电子束以下述方式完成。

当电子束打击靶的表面时，如果电子束的能量保持在适合的范围内，而且就阳极的电位来说是足够地高，这样就引起二次电子的发射，它们在数量上远比入射电子多得多。这就导致被击点的电位增加，因此阳极与上述该点之间的电位差就减少。如果由电子束到达该点的电子数量足够多，则电位差变成负的，而且可以达到这样一个数值（例如，-3伏），即每一个入射电子只发射一个二次电子。于是，该点的电位相对于阳极电位就被固定在一个极限值上。因此，考虑到扫描速度，如果电子束强度是足够地高，则此要求就能满足。当阳极电位恒定时，如上所述，电子束的每个通道则将被击表面上任一点A的电位固定在数值V₀上，它与该点及通过的瞬时无关。但是在靶的另一面，在该点产生的对应的电荷却取决于它附近的控制电极的电位。