Цилиндр Венельта

Цилиндр Венельта служит для управления интенсивностью электронного пучка и работает аналогично электростатической собирающей линзе

Цили́ндр Ве́нельта (или ве́нельт) — цилиндрический электрод в электронных пушках (электронных прожекторах), использующих термоэлектронный или автоэмиссионный механизм эмиссии электронов с катода, позволяющий менять интенсивность электронного пучка в электронно-лучевых приборах изменением потенциала на венельте относительно катода.

Используется для предварительной фокусировки электронного пучка и управления его интенсивностью.

Изобретён немецким физиком Артуром Венельтом в 1902—1903 годах и назван в его честь.

Устройство

Цилиндр Венельта выполнен в виде полого стакана, внутри которого помещён испускающий электроны катод. В центре дна стакана сделано сквозное круглое отверстие диаметром обычно от 200 до 1200 мкм (это отверстие также называют апертурой или диафрагмой).

Иногда дно цилиндра изготавливают из тугоплавкого металла, например, платиновой или танталовой фольги.

Принцип действия

Цилиндр Венельта в электронно-лучевой пушке осциллографической трубки или кинескопа:
1 — Катод прямого накала.
2 — Венельт.
3 — Ускоряющий электрод (анод).
$U_{\mathrm {H} }$ — источник напряжения накала.
$U_{\mathrm {W} }$ — напряжение на модуляторе (венельте).
$U_{\mathrm {B} }$ — ускоряющее анодное напряжение.

Управление интенсивностью выходящего электронного пучка из электронно прожектора производится изменением напряжения на венельте относительно катода прямого накала. При увеличении потенциала венельта относительно катода ток пучка выходящих электронов увеличивается, при снижении потенциала венельта относительно потенциала катода — электронный поток снижается.

Если напряжение между венельтом и катодом отрицательно, то на некотором расстоянии вне стакана происходит фокусировка электронного пучка (см. рисунок).

При некотором достаточно большом отрицательном напряжении на венельте (от десятков до нескольких сотен вольт) поток электронов становится равным нулю - явление запирания электронной пушки.

Применение

Цилиндр Венельта применяется в электронных пушках различных электронно-лучевых приборов, электронных микроскопах, рентгеновских трубках и в других приложениях, где необходим тонкий, хорошо сфокусированный пучок электронов и требуется управление его интенсивностью. Например, в кинескопах и осциллографических электронно-лучевых трубках, индикаторных электронно-лучевых трубках он служит для управления яркостью светящегося следа формируемого на люминофорном экране. В этих приборах венельт часто называют модулятором, иногда — управляющим электродом электронной пушки.

Литература

• Thomas Fauster, Lutz Hammer, Klaus Heinz, Alexander Schneider. Oberflächenphysik. Grundlagen und Methoden. — München: Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2013. — С. 92–95. — ISBN 978-3-48672135-5.

• Алямовский И. В. Электронные пучки и электронные пушки. — М.: Советское радио, 1966. — 231 с.

• Тараненко, В. П. Электронные пушки. — Киев: Техника, 1964. — 180 с.

• Молоковский С. И., Сушков А. Д. Интенсивные электронные и ионные пучки. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 304 с. — ISBN 5-283-03973-0.

• Вуколов Н. И., Гербин А. И., Котовщиков Г. С. Приёмные электронно-лучевые трубки : Справочник.. — М.: Радио и связь, 1993. — 576 с. — ISBN 5-256-00694-0.