電子束管

電子束管是真空電子器件中的一種，它利用電場或磁場使電子槍發射的電子聚焦成束，通過電或磁的偏轉系統控制電子束的運動方向，以實現信息的記錄、轉換、存儲和顯示的目的。

它的工作方式主要有4類。

(1)電一光轉換。將電信號轉變為可見光信號，如各種示波管、雷達指示管、顯像管、計算機顯示管、投影管等。

(2)光一電轉換。將光信號轉換成電信號，主要是指各種攝像管。光電管和光電倍增管等雖然也是一類光一電轉換的真空電子器件，但不屬於電子束管，而歸於稱為光電管的一類器件。

(3)光一光轉換。將微光、紅外光、X光等不可見或微弱光信號變成電信號，再轉換成可見光信號，如變像管、像增強器等。

(4)電一電轉換。將電位分佈形式的信號轉換成電信號，如儲存管等。

第一隻電子束管在1897年問世。後來出現了儀器用示波管。30年代初期隨著全電子化電視的發展，顯像管和攝像管相繼出現

蔭罩式彩色顯像管在1949年首先由美國無線電公司研製成功。

1946年美國無線電公司宣布制出超正析像管。

1950年硫化銻視像管問世，但它只能用於工業電視和電影電視。

1962年荷蘭菲利浦公司試製成功氧化鉛視像管。

1972年日本日立公司與日本廣播協會的研究所合作試製成功了硒砷碲視像管。

這兩種視像管不僅光電性能好，而且結構簡單、體積小，逐漸替代了超正析像管。雷達用的定位管、存儲管和夜間偵察用的紅外變像管是在第二次世界大戰中出現的。60年代後期又出現了各種像增強管和微光攝像管。

電子束管可按用途分類，也可按聚焦和偏轉方式分類，或按輸入輸出信號分類。按用途分類分為示波管、定位管、顯像管、存儲管、攝像管、像增強管與變像管、開關管。

在示波管中，電子槍產生聚焦的電子束，經加有電信號的偏轉電極最後打到熒光屏上，在屏上產生光顯示的信號波形（圖1）。攝像管、存儲管是靠電子束打在靶上來完成信號的轉換。

在光電成像的變像管和像增強管中，電子束從較大光電陰極上發射出來，形成電子圖像，經電子光學的聚焦系統加速打到熒光屏上成為光學圖像，或打在攝像管的靶上成為電位浮雕像。這類像管稱為寬電子束管。

電子束管的主要組成部分有玻殼、電子槍、偏轉系統、熒光屏和靶。

玻殼：電子束管幾乎都用玻璃管殼。玻殼內保持帕的真空度。攝像管的玻殼多用多硼玻璃，黑白顯像管的玻殼則用鋇鋰玻璃等。

電子槍：除寬電子束管僅有電子光學聚焦系統外，其餘的電子束管都裝有電子槍。電子槍的典型結構如圖2。電子槍包括發射系統和聚焦系統。前者包括熱絲加熱的陰極、控制柵極和第一陽極（或加速極）。這三極間的電場分佈形成一個電子透鏡。陰極發射的電子先收斂而後發散，在交界處形成一個交叉截面（圖2）。聚焦系統分靜電聚焦和磁聚焦兩種。它的作用是將交叉截面成像到熒光屏上產生光點。常用的磁透鏡是短磁透鏡，由套在管頸外的聚焦線圈組成。適當地調節聚焦線圈內的電流就可將電子束聚焦在熒光屏上，形成一個明亮的光點。而攝像管則用長磁透鏡。

偏轉系統：分靜電偏轉系統和磁偏轉系統兩種。靜電偏轉系統利用靜電場對運動電子的作用而產生偏轉作用。它由兩對相互垂直的偏轉板組成，一對使電子束水平偏轉，另一對使電子束垂直偏轉。磁偏轉系統利用磁場對運動電子的作用而產生偏轉作用。磁偏轉採用兩對相互垂直的偏轉線圈，能使電子束產生水平和垂直偏轉。在靜電偏轉的示波管中，為了提高偏轉靈敏度可採用偏轉后加速系統。

熒光屏和靶：電子束管有一個熒光屏或靶。熒光屏塗有受電子束激發而發光的熒光粉層。示波管、定位管和顯像管具有顯示波形和圖像的熒光屏。靶的種類較多。攝像用的視像管的靶通常由多晶光電導半導體製成。直觀式存儲管的靶網上蒸發有MgF2介質材料，它起著收信放大管的控制柵的作用。電子通過靶網電荷起伏的圖像在熒光屏上形成相對應的光學圖像。微光攝像管是像增強管和視像管的組合，共用一個靶。電子轟擊硅靶攝像管採用硅靶。

示波管可顯示快速脈衝波形、緩慢變化的非周期性信號波形。非電量如速度、壓力、振動、聲、光、熱、磁等，藉助換能器變為電量后也可用示波管顯示。因此示波管大量用於示波器、炮瞄雷達、超聲探傷和診斷儀等。定位管又名雷達指示管，裝於雷達設備中用來顯示目標的位置和距離。顯像管用於電視接收機，高解析度的顯像管用於電子計算機的終端顯示器。攝像管用於電視攝像機和錄像機。微光攝像管用於國防、公安、科學研究等領域。宇宙飛行器探測星球的背光面時就採用微光攝像管。直視式存儲管能存儲並在長時間內顯示已消逝的瞬變信號，可用於存儲示波器。它的亮度較高，可用於機載雷達，在白晝亦能進行航測。網壘式存儲管用於警戒雷達，可消除固定目標的影響。積累式存儲管可用於消除干擾和積累有用信號，提高雷達的鑒別力。變像管和像增強管可用在微光條件下進行觀測，用於國防和特殊工業部門。