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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET. D'INTENTION Il Agencement pour accroître la netteté en proron- deur des systèmes éleotro-optiques ".
Dans l'opération des oscillographes à rayons cathodiques, des tubes de Braun ou des tubes à vision et à réception à distance, il convient, pour utiliser rationnellement la lumière, de disposer l'écran lumineux sur une plaque en métal et d'observer la tache de fluorescence du côté d'où arrive.le rayon cathodique. Les avantages de cet agencement résident dans le potentiel défini où se trouve le phosphore et le gain de clarté obtenu de la sorte et,en outre,dans le fait que l'épaisseur de l'écran n'est plus aussi critique qu'avec les tubes, alors
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que la lumière fluorescente traverse l'écran lui même ; il est avantageux que le bilan du courant de l'écran lumineux ne soit plus conditionné uniquement par l'émission secondaire.
L'inconvénient de ces écrans est qu'il faut les disposer avec une inclinaison d'environ 45 par rapport au rayon cathodique pour faire sortir la lumière latéralement au système des élec- trodes hors du tube à rayons cathodiques. Il en résulte que le rayon cathodique étant dévié, il doit franchir des trajets de longueur différente entre la lentille électro-optique prin- cipale et l'écran lumineux, de sorte que le système électro- optique doit avoir une netteté en profondeur extraordinaire- ment grande pour répondre aux exigences ( figure 1 ).
La figure 1 montre la marche des rayons pour diverses déviations. Les électrons partant de la cathode 1 sont mis en faisceau par une lentille se trouvant dans le plan 2 et ils se réunissent,à l'état non dévié,au point 3,sur l'écran inoliné 4. Si le rayon est dévié vers le haut, les électrons se réunissent au point 5,et,sur l'écran.il se forme une ellip- se dispersée, à grand diamètre,±. Lorsque la déviation se fait vers le bas, il se forme une ellipse dispersée 7. Le seul système électro-optique connu jusqu'à présent qui possède une netteté en profondeur donnant satisfaction est un rayon en filet à concentration gazeuse et, en fait, on ne s'est servi jusqu'à présent d'écrans lumineux inclinés que dans des tubes à concentration gazeuse.
Dans le cas de tubes à vide élevé à électro-optique dénommée Il en repos ", la nette- té en profondeur de l'électro-optique n'est pas suffisante ' pour permettre l'emploi d'écrans inclinés. Les angles d'ou- verture sont, particulièrement dans le cas des tubes à dévi- ation magnétique, tellement grands que la netteté en profon- deur électro-optique tombe théoriquement à une valeur très faible.
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Le seul moyen connu pour les tubes à vide élevé est une modulation du pouvoir réfringent de l'électro-optique}de manière que la lentille électro-optique modifie son pouvoir de réfringence en fonction de l'angle de déviation et qu'elle possède toujours une valeur telle que la source d'électrons soit nettement formée en tous les points de l'écran incliné.
Mais,les ampère-tours nécessaires pour la mise au point sont toujours, et tout particulièrement dans les tubes à grand rendement à tensions allant de 40.000 à 80.000 V., déjà tellement importants ( 2.000 à 3.000 ampère-tours ) qu'une modulation du champ de mise au point est techniquement irréalisable.
Or,lorsque l'on veut arriver éleotro-optiquement à des images claires sur écran lumineux, destinées à être, comme o'est le cas dans le récent développement à distance, projetées sur de grands écrans aveo des moyens d'optique lumineuse, on éprouve la nécessité absolue d'utiliser le mieux possible la lumière fluorescente, de manière que les avantages qué présente l'écran lumineux métallique.incliné et considéré en vue en plan,doivent être mis à profit dans toutes les circonstan- ces et que la netteté en profondeur également être accrue.
L'invention ouvre une voie toute différente des conceptions actuelles; elle rend la netteté en profondeur du système éleotro-optique aussi grande que l'exige la position inclinée de l'écran lumineux. Le procédé s'est révélé de bonne pratique, tout particulièrement dans le cas de tubes à grand rendement. L'invention fait notamment usage d'une limite pour la validité des lois électro-optiques, qui, précisément,est franchie avec les tubes à grand rendement.
Quand, notamment, dans l'intérêt d'une forte production de rayons, on cherche à rendre le courant des rayons aussi grand que possible, on arrive dans le rayon à des densités de courant auxquelles les forces électro-statiques et électrodynamiques entre les divers
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électrons sont si grandes que la marche des rayons n'est plus uniquement conditionnée par les champs électro-optiques seuls.
Dans la figure 2, on a représenté approximativement les conditions qui se présentent. Quand le faisceau des rayons cathodiques possède une .densité de courant suffisante, le faisceau des rayons cathodiques n'a plus la forme d'un cône, mais son contour suit une courbe qui est indiquée,à titre d' exemple,dans la figure 2,par les références 8 et 9. Ces forces réciproques des électrons des rayons sont d'autant plus grandes, la vitesse des électrons étant stable, que la densité du oourant est plus élevée.
Mais,comme on se sert,dans les tubes à grand rendement,déjà perfectionnés à l'heure actuelle, de oourants de rayons de l'ordre de plusieurs mA de grandeur, cette courbure du contour du faisceau se présente dans la pratique et a constitué,jusqu'à présent, un trouble, tandis que son effet est rendu utile conformément à la présente invention.
On voit,notamment,que ce faisceau a une zone assez considérable 10 - 11, dans laquelle sa section est constante. On voit, en outre, que la zone de la section minimum du rayon est déviée de la position du foyer initiale de la lentille. Si, à l'opposé de ceci, on rendait l'électro-optique en 2 de pouvoir réfringent suffisamment faible,pour que le foyer normal se trouve déjà en 12, la zone de la petite section du faisceau serait beaucoup plus courte qu'elle ne l'est dans le cas susdit de grande densité de courant. Dans un cas, elle se trouve entre 10 et 11 et,dans l'autre/entre 13 et 14.
Ce fait seul ne permettrait pas encore de faire usage d'un écran lumineux incliné, carriers de la modulation du rayon cathodique, le contour du rayon passe de la forme courbe 8 à la droite 15 et/ conséquemment, il se produira@ de changements extrêmement grands dans la zone comprise entre 13 et 14 du foyer électro-optique.
Le rayon du cercle de dispersion varierait entre les valeurs
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12 - 16 et 12 - 17 portées dans la figure. Pour porter remède à ce défaut, on recourt à une propriété des décharges d'élec- trons incandescents régulés par une grille, qui est représentée par la figure 3. Dans celle-ci, on a représentée par la référence 1, une électrode incandescente,régulée par un cylindre de Wehnelt 18,ou un élément de régulation analogue. En 2 - 2' se trouve une lentille éleotro-optique qui met au point en 3 les électrons incandescents émis en 1.
Tandis que l'on régule l'intensité du courant par le cylindre de Wehnelt, en
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plus de . 'l'.'.de.nsité du courant, varie> . ". ".', (J conformément à l'expérience, également le contour du faisceau de rayons cathodiques émis ; pour un faible courant de rayon, le rayon cathodique se trouve dans l'angle [alpha], tandis que,pour un grand courant de rayon, il se trouve dans l'angle /6 . De ce fait, la netteté en profondeur est grande pour les petites intensités de courant et petite pour les grands courants de rayons. Si l'on combine cette propriété avec la déviation mentionnée plus haut des lois électro-optiques, pour les gran- des densités @ ';,'- de courant, on obtient un agencement qui permet d'atteindre la netteté en profondeur que l'on vise.
La figure 4 montre, en un dessin,les rapports conformes à l'invention. Ici le système électro-optique se trouve à nou- veau en 2, tandis que 19 désigne la trace de l'écran lumineux inoliné. La cathode incandescente du tube de Braun est formée par le système électro-optique ! au point 3. Quand les den- sités du courant sont faibles, le faisceau de rayons cathodi- ques se trouve entre les droites 20 et 21, et la trace du oône du rayon cathodique sur l'écran lumineux se trouve entre les points 22 et 23, de sorte que la section 22 - 23 entoure le diamètre du cercle de la trace.
Quand la densité du courant @ est élevée, le faisceau de rayons cathodiques se trouve entre @ les droites 24 et 25, de sorte que, au cas/le système électro-
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optique serait seul déterminant de la mise au point, le dia- mètre de la trace devient égal au secteur 26 - 27. Mais,com- medans le cas de grande : .' densité de courant, les forces répulsives des électrons ajoutent leur effet à ceux des lois électro-optiques, le contour du faisceau devient celui de la courbe 8 - 9,dont le diamètre du cercle de la trace devient égal à la section 28 - 29 sur l'écran lumineux.
Ainsi qu'on s'en rend compte, la section 28 - 29 et la section 22 - 23 ont, quand la' densité du courant et le pouvoir réfringent de la'lentille sont appropriés, à peu près la même grandeur, et les cercles de trace ne varient pas non plus essentielle- ment quand le-plan de l'image est déplacé dans les zones mar- ginales 30 ou 31. On voit qu'il est possible,de cette maniè- re, avec un système optique à pouvoir réfringent trop fort en soi, et en employant en même temps des densités de courant extrêmement élevées, d'amener la netteté en profondeur du système électro-optique dans tout l'intervalle de régulation à une valeur déterminée et désirable.
REVENDICATIONS.
1.) Agencement pour augmenter la netteté en profondeur des systèmes électro-optiques dans les tubes à rayons catho- diques à vide élevée, munis d'un écran lumineux incliné et particulièrement pour tubes de projection, caractérisé par le fait que la distance entre le plan de l'image et le plan principal de la lentille est plus grande que la distance électro-optique calculée et que le minimum de section du fais- ceau de rayons cathodiques est néanmoins déplacé dans le plan de l'image grâce/une augmentation suffisante de la densité du courant dans le rayon.