[其他]单轴晶体投影显像管

说明书

本发明是一种用于电视投影的显像器件。

现在的投影电视一般采用高亮度显像管作为投影器件，有的是将电子束打在油膜上获得画面来投影的，由于高亮度显像管是采用荧光粉作为电光转换物质的，而荧光粉不耐高温，如果电子束能量太高就会烧坏荧光粉，这样就限制了亮度的提高。油膜也不耐高温，所以用来投影的照明光源不能太强，所以亮度不高，投影屏幕不能太大。此外荧光粉、油膜都易老化，所以寿命不长。

本发明的任务是提供一种用于大屏幕投影电视且寿命较长的投影显像管，这种显像管的优点还在于，结构简单，特别是彩色显像管采用了简单的彩色再现装置。

本发明是以纵向电光效应为依据的。在两个透振方向互相垂直的偏振片（依次是起偏器、检偏器）之间放一单轴晶体（电光晶体），从起偏器透出的线偏振光（设光强为Io）沿单轴晶体光轴通过，因此从晶体出来的光仍是线偏振光，而且它的光矢量方向不变，与检偏器透振方向垂直，光线不能通过，所以视场是暗的。若在此晶体一面镀上一层透明电极，透明电极接电源的正极，另一面用电子束在上面扫描，假设电子束打在晶体表面的某一点，电子就会在这一点反射，所以由不断涌上来和刚刚反射出的电子在这一点形成一个带负电的电荷层，同时在这一点上也会积累起一定量的电子，但大部分电子被反射，设这两种作用时在这一点界面上总电量为Q，由于这点和透明电极构成了一个小电容，设容量为C，则在晶体上沿光轴加上了电压U＝ (Q)/(C) （这个电压和这一点上的面电荷密度有关），在晶体内部，这一点和透明导电膜间就建立了一个电场，这时单轴晶体中的这一点转化为双轴晶体，线偏振光通过晶体后分解为互相垂直的两个方向上的振动，其相差为：△＝ (2π)/(λ) n³₀rlE，式中λ为入射光波波长，no为单轴晶体寻常光折射率，r为晶体的电光常数，l为晶体厚度，E为晶体中电场的场强。从检偏器中透射出的相对光强为 (I)/(Io) ＝Sin²(Δ)/2 ＝Sin²（ (π)/(λ) n³₀rU），式中U＝El，所以电子束打的这一点上有光线通过，在检偏器后看到这一点的视场立即变亮（反应时间为10^－9秒），电子束进行扫描时就可依次点亮各点，在所加电压U小于电光晶体的半波电压U (λ)/2 时，用视频信号控制电子束流量就可形成黑白扫描图象。此外，从相差公式看出△和波长λ有关，当所加电压U大到一定程度时 (I)/(Io) 和λ出现周期性关系，当电压U到达某个值时某个特定波长的光透射率最大，因而透射光呈现这个波长光的颜色，选定不同的电压U（以电荷层的电荷密度来决定），就可产生不同的透射光色，如果用三个电子枪进行扫描，分别调节它们的电子流量使它们分别形成一定大小近乎相等的蓝、绿、红三基色色点，然后用三种色的视频信号分别控制对应的电子枪的电子流量，同时用对应的视频信号分别同步地控制对应电子枪的聚焦程度，使这应点的电荷密度不变，所以晶体上的电压U不变，光色也不变，但光斑的大小随视频信号发生变化，从而三种光的通光量也分别随各自的视频信号发生变化，这样就合成了彩色扫描图象。为了不使这三点的电压发生叠加，安置电子枪位置时使这三点有一定的相差，调节这三点的相差正好可以抵消传输误差，从而可以省去原彩电为了避免串色而采用的延迟线（NTSC制）。

下面以磷酸二氢钾晶体KD*P（KD₂PO₄）来计算有关数量关系，电光晶体磷酸二氢钾简称KD*P，其电光常数r＝23.3×10^－12m／v，寻常光折射率n₀＝1.52，半波电压U (λ)/2 ＝3.4KV。

图1是透射率 (I)/(Io) 和晶体上的电压U之间的曲线图，图中有一段接近于线性关系，实际运用时可用电子束产生一偏流，从而在晶体上加上一偏压，使显像管工作于线性区间，另外电子扫描完一场后，积累电子还没有泄漏完，残留电子所产生的电压可作为偏压。图2为 (I)/(Io) 和波长λ的关系曲线，图线表明在可见光范围内当晶体上的电压U小于半波电压时透射率 (I)/(Io) 随波长变化不大，而且在同样的电压下短波透射率总大于长波的透射率，所以在制造黑白投影电视时，光源的颜色应偏红一些。图3是电压U大于半波电压的情况，图线表明当U＝7600V时透射光为蓝色，U＝9500V时为绿色，U＝5000V时为红色。

下面是黑白显像管的两种具体实施方案。