ОТРАВЛЕНИЕ КАТОДА, снижение (иногда полная потеря) эмиссии катода, обусловленное увеличением работы выхода электронов в результате взаимодействия материала эмитирующей поверхности с остаточными газами и парами в ЭВП. По хим. воздействию на катод газы и пары условно разделяют на отравляющие (О, О;, СО, COj, НО, F, S, Zn и др.), восстанавливающие (Н2, СН4) и инертные (N, A r, Ne, Кг, Не). Благоприятной средой для работы термоэлектронного катода (ТЭК) является атмосфера с преобладающим содержанием Нг. Для каждого сочетания катод — газ (или пар) существует критическое давление газа (пара) рмр, ниже к-рого О. к. не наступает. О. к быстро усиливается, если давление поднимается выше рм . Длв ТЭК критич. давление увеличивается с увеличением темп-ры катода. Устойчивость катода к отравлению характеризуется также его способностью к восстановлению эмиссии после устранения отравляющего фактора- Скорость и степень восстановления увеличиваются с уменьшением давление отравляющего газа или пара, а для ТЭК также с увеличением рабочей темп-ры При больших давлениях отравляющего газа (пара) и (или) низкой темп-ре ТЭК О. к может оказаться необратимым. В этом случае для полного или частичного восстановления эмиссии необходимо дополнит, активирование ТЭК при повыш темп-ре- Из всех ТЭК наименее устойчивы к отравлению катоды на основе соединений бария Почти для всех оксидных и метал лопористых катодов ркр кислорода составляет 10 —10 Па (при рабочей темп-ре 1000—1150 К для оксидных катодов и 1300—1450 К для металлопористых); значение ри СО? и СО соответственно на один и два порядка больше. Самым устойчивым к отравлению является катод из гекса-борида лантана. При рабочей темп-ре 1770—1920 К р кислорода (или воздуха) для него составляет примерно 10 2 Па-
Восстанавливающие газы могут оказывать благоприятное действие на работу катодов только при определенных условиях. Так, для оксидного катода при темп-ре 1070 К давление Н ие должно превышать — 10 Па, давление
СН«—6-10~3Па.
ОПТИЧЕСКИЙ ДИСК, носитель данных, предназначенный для записи и воспроизведения (или только для воспроизведения) информации с помощью сфокусированного лазерного излучения. По сравнению с традиц. способами записи и воспроизведения информации (механич., маги.) для оптической записи с использованием О. д. характерны след. принципиальные преимущества: высокая поверхностная плотность записи (до 10" бит • см~ ), обусловленная возможностью сфокусировать лазерное излучение в пятно диаметром ~>~1 мкм; отсутствие механич. контакта между носителем и считывающим устр-вом в процессе записи — воспроизведения, что обеспечивает высокую сохраняемость и долговечность носителя; малое время доступа к информации (~~0,1 с); возможность многоканальной параллельной обработки информации со скоростями до неск. сотен Мбит - с- . О. д. состоит из жёсткой (обычно оптически прозрачной) основы, ил к-рую нанесён тонкий рабочий (светочувствительный или отражающий) слой, а также дополнит, (адгезионные, защитные, интерференционные и др.) слои. Сигналы записываются на концентрич. или спиральные дорожки; в рабочем режиме луч лазера, сфокусированный на дорожку, перемещается вдоль радиуса вращающегося О. д.
Все существующие разновидности О. д. можно разделить на 3 оси. группы: О. д. с пост, сигиалограммой, предназначенные только для воспроизведения; О. д. для однократной записи, осуществляемой самим пользователем, и многократного воспроизведения полученной сигналограм-мы; реверсивные О. д., допускающие многократные запись и стирание сигналов.
О. д. с постоянной сигналограммой изготов* ляют методом штамповки или литья под давлением. Информацию сначала записывают с помощью сфокуснр. лазерного излучения иа светочувствит. слое диска-оригинала, с к-рого затем изготовляют металлич. матрицу, предназначенную для созданий дисков-копий (собственно О. д.). В исходном состоянии диск-оригинал представляет собой стеклянную подложку, покрытую слоем фоторезиста. При записи диск-орнгинал экспонируют сфокусированным лазерным излучением, модулированным по интенсивности в соответствии с записываемой информацией. После проявления на фоторезисте остаётся микрорельеф, глубина к-рого в каждой точке определяется интенсивностью лазерного излучения и, следовательно, величиной записанного сигнала. Обычно глубина микрорельефа не превышает 0,1—0,15 мкм. Полученную микрорельефную поверхность покрывают тонким слоем металла, после чего с диска-оригинала изготовляют металлич. матрицу. С помощью этой матрицы на прозрачной пластиковой основе диска-копии выдавливают микроскопич. углубпення (питы), затем сю поверхность диск» покрывают тонким слоем металла (обычно алюминия) и слоем пластика (служащим для механич. защиты метвллич. слоя). При воспроизведении (рис. 1) О. д.' освещают сфокусированным в плоскости металлич. слоя излучением маломощного лазера. Отражённый от О. д. свет направляют на фотоприёмник. Наличие углублений в металлич. слое вызывает модуляцию отраженного излучения (и, следовательно, сигнала в фотоприёмнике) в соответствии с пространств, структурой питов. Разработка О. д. с пост, сигналограммой началась в нач. 70-х гг. 20 в. в СССР, США, Японии и др. странах. Вскоре были созданы первые О. д. для звписи телевизионных программ — оптические видеодиски, иа к-рых телевиз. программы записывались в форме частотномодулированных сигналов. В нач. 60-х гг. в Японии и Нидерландах были разработаны О. д. с записью звуковых программ —- оптич. грампластинки (компакт-диски). Они отличаются от оптич. видеодисков меньшим диаметром (120 мм вместо 305 мм). Кроме того, информация на компакт-дисках записывается не в аналоговой, а в цифровой форме (см. Цифровая запись), что позволяет достичь очень высокого качества воспроизведения звуковых сигналов: отношение сигнал-шум достигает 90 дБ; нелинейные искажения не превышают 0,05%; полоса частот составляет 20—20000 Гц; детонация звука ниже обнаруживаемого предела.
На компакт-дисках записывают также текстовую, графич. или др. информацию в цифровой форме. Такие О. д. используют в устройствах пост. внеш. памяти персональных ЭВМ, в обучающих системах, для создания «электронных» изданий справочников, энциклопедий и др. Ёмкость компакт-диска — ок. 500 Мбайт, что эквивалентно более чем сотне книжных томов.
Упрощённая схема оптич. части лазерного проигрывателя для О. д. (видео- или компакт-дисков) приведена на рис. 2. Излучение миниатюрного ПП лазера фокусируется на О. д. С помощью четвертьволновой пластинки плоскость поляризации отражённого от О. д. света поворачивается на 90° относительно падающего. Оптич. расщепитель разделяет поляризованные лучи, направляя отражённый от О. д. свет иа фотоприёмиик.
В О. д. для однократной записи и многократного воспроизведения процесс записи связан с локальным нагревом рабочего слоя. В результате рабочий слой в зоне облучения необратимо изменяет свои оптич. характеристики (коэф. отражения, поглощения или преломления). По виду рабочего слоя и способу формирования питов различают три осн. типа О. д. с однократной записью. К первому типу (рис. 3, а) относят О- д., у к-рых рабочий слой представляет собой плёнку легкоплавкого материала (напр., теллура или его соединений) толщиной 0,03—0.06 мкм. При записи под воздействием лазерного излучения в таком слое происходит локальное расплавление или испарение в-ва с образованием воронки. Рабочий слой носителя О. д. второго типа (рис. 3, б) состоит иэ диэлектрич. плёнки с низкой темп-рой испарения, покрытой сверху слоем металла. При локальном нагреве диэлектрич. плёнка выделяет газы, к-рые образуют микроскопии, вздутия металлич. плёнки. В исходном состоянии структура слоев такова, что обеспечивает мин. отражение света от носителя. После облучения в зоне вздутия (пузырька) условие минимума отражения нарушается: облучённые участки отражают свет сильнее, чем соседние (необлучёиные). В О. д. третьего типа (рис. 3, в) используют переход рабочего слоя (обычно ПП) иэ крист. состояния в аморфное (или наоборот) без изменения форм поверхности. Фазовые переходы в таких рабочих слоях сопровождаются изменением оптич. св-в материала.
Выпускаемые с 19ВЭ О. д. с однократной записью имеют диаметр от 130 до 356 мм, ёмкость от 0,2 до 4 Гбайт (что эквивалентно ёмкости -—100 жёстких или «- 1000 гибких магн. дисков). Основу О. д. изготовляют обычно из стекла или полимерных материалов (полиметил-метакрилата, поликарбоната). Разработаны О. д. с двумя рабочими слоями (рис. 4). Прозрачные основы в таких О. д. выполняют также роль защитных покрытий. На внутр. поверхностях основ нвнесены профилированные канавки (с радиальным шагом 1,6 мкм), используемые для евтоматич. слежения за дорожкой О. д. (при смещении луча относительно центра дорожки или при его расфокусировке отражённый световой луч деформируется, установленный в ЗУ многоэлементный фотолриёмник регистрирует эти искажения н формирует соответствующие сигналы управления для сервосистем слежения). Выпускаемые ЗУ на О. д. с однократной цифровой записью используются в устр-вах внеш. памяти ЭВМ, системах хранения документов н др. Скорость обмена данными в таких ЗУ составляет 1—6 Мбайт • с~ ;_частота вращения О. д. лежит в диапазоне 4В0—1800 мин _: вероятность появления ошибок не превышает 10 —10 (при использовании систем коррекции); время доступа к информации лежит в пределах 0,1—0,5 с.
В реверсивных О. д. в качестве рабочих слоев используют либо тонкие плёнки ПП, либо аморфные магнито-оптич. плёнки. К материалам первого типа относятся ТеОж (х<г2), легированные Ge илн Sn, а также Sb2Sej, Bi — Те и др. При облучении коротким лазерным импульсом эти материалы переходят иэ крист. состояния в аморфное аналогично тому, как это происходит в О. д. с однократной записью (рис. 3, в). Стирание осуществляется более длит, нагревом (с помощью длит, лазерного импульсе или серии коротких импульсов). При этом материал возвращается в исходное крист. состояние. Кол-во циклов записи — стирания в таких О. д. может достигать 10е, отношение сигнал-шум "-50 дБ.
В магнитооптич. реверсивных дисках запись осуществляется термомагн. способом (рис. 5). Магн. плёнка, нанесённая на основу, имеет перпендикулярную к плоскости О. д. ось лёгкого намагничивания. В исходном состоянии плёнка обычно намагничена до насыщения. Движущийся носитель разогревают импульсным лазерным излучением. В зоне нагрева коэрцитивная сила плёнки резко уменьшается (термомагн. эффект) и разогретый участок пере-магничивеется под действием сравнительно слабого источника внеш. магн. поля. Необлучённые области при этом не изменяют своего состояния. Т. о., литы в магнитооптич. реверсивных О. д. представляют собой области обратной намагниченности. По конструкции магнитооптич. реверсивные О. д. аналогичны О. д. с однократной записью (рис. 4). Рабочие слои в иих представляют собой аморфные плёнки соединений редкоземельных элементов с переходными металлами (TbFe, GdCo, TeFeCo и др.) толщиной 0,02—0,1 мкм. Для предохранения от окисления аморфные плёнки покрывают защитными диэлектрич. слоями. Магнитооптич. реверсивные О. д. имеют диаметр от 50 до 305 мм, ёмкость от 0,01 до 2 Гбайт; они обеспечивают ив менее 10"—10 циклов записи — стирания и отношение сигнал-шум до 50—60 дБ. В ЗУ на магнитооптич. реверсивных О. д. (рис. 6) источником излучения обычно служит ПП лазер мощностью 10—30 мВт. При воспроизведении О. д. освещают немодулированным поляризованным излучением того же лазера, мощность к-рого уменьшают до 1—2 мВт. Отражённый от О. д. луч испытывает периодич. повороты плоскости поляризации на нек-рый угол, величина и направление к-poro зависят от намагниченности рабочего слоя (Керра эффект). Этот луч отклоняется расщепителем, проходит через поляроид-анализатор, превращаясь в амллитудно-модулированиый, а затем попадает на 2 фотодиода. В первом из ннх формируется информац. сигнал, во втором — сигналы для серво~ системы слежения. По быстродействию, скорости передачи данных и др. параметрам ЗУ на магнитооптич. реверсивных дисках аналогичны ЗУ на О. д. с однократной записью-В перспективе ЗУ на магнитооптич. реверсивных О. д. способны заменить накопители ЭВМ иа стационарных дисках винчестерского типа. Возможно использование таких О. д-в системах цифровой записи звуковых и видеосигналов. По уд. стоимости записанной информации О. д. имеют не к-рые преимущества перед магн. лентами и дисками. Сфера применений О. д. непрерывно расширяется. Техн совершенствование О. д. связано с повышением плотности записи за счёт использования носителей с нес к. рабочими слоями или одним рабочим слоем, позволяющим в общей пространств, области формировать неск. независимых литов (напр., путём спектрального разделения сигналов).
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ, воздействие результатов к.-л. процесса на его протекание. Если при этом интенсивность процесса возрастает, то О- с. наз. положительной, а в противном случае — отрицательной. Положит. О. с. приводит к тому, что возникшее отклонение от стационарного состояния всё более увеличивается и ранее устойчивая система может стать неустойчивой. Отрицат. О. с. обеспечивает автоматич. поддержание регулируемых фиэ. характеристик системы на требуемом уровне. О. с. является одним из важнейших понятий кибернетики, особенно теории
аятомятич. управления и теории информации. Она присут ствует в замкнутых системах управления объектами различной фнз. природы (технических, биологических, экономических и Др).
Применительно к электронным приборам и устр-вам под О. с. понимают передачу сигналов с выхода прибора (устр-ва или его каскада) на вход этого же прибора (устр-ва, каскада). Электрич. цепь, по к-рой сигналы с выхода прибора попадают на его вход, наз. цепью О. с. Если О. с. осуществляется по подключённой к прибору дополнит, цепи, то она наз. внешней; если О. с. обусловливается физ. явлениями или процессами в самом приборе, то она наз. внутренней. Внеш. О. с, возникшая в приборе непреднамеренно, иаз. паразитной. По способу подключения цепи внеш. О. с к входу и выходу электронного устр-ва различают последовательную, параллельную, смешанную (комбинированную) О. с. по входу, если цепь О. с. подключается к источнику сигнала последовательно-параллельно. Различают также О. с. по напряжению и по току, если напряжение или ток на входе цепн О. с. пропорциональны соответственно напряжению на нагрузочном сопротивлении (рис., б, г) или току в нём (рис., а, в), и смешанную О. с. по входу если цепь О. с. подключается к нагрузочному сопротивлению последовательно-параллельно (рис., д). Нередко в одном устр-ве применяют одновременно неск. цепей О. с. раэл. типа, чтобы получить требуемые характеристики и режим работы данного устр-ва.
ОЧИСТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ГАЗОВ, удаление из технологич. газов посторонних твердых, жидких и газообразных примесей или уменьшение их количества до предельно допустимого уровня Для мн. технологич процессов в произ-вв электронных приборов и др. ИЭТ требуется газообразная технологич. среда особой чистоты Однако большинство газов, получаемых пром. способом, не удовлетворяют требованиям технологии электронных приборов и нуждаются в дополнит, очистке от примесей Оз, КЬО, Na н СО
Длв О. т. г. применяют разл. способы в зависимости от св-в газа, его жим. состава и требуемой степени чистоты Напр., дпя очистки газов, в т ч воздуха, от аэрозолей (что необходимо при литографии, сборке ИС и ПП приборов) применяют фильтры (рис. I) из малопористого материала, к-рый в процессе фильтрации не разрушается с выделением пыпи (таким материалом может быть стеклоткань, вата из полимерных волокон) С помощью таких фильтров у деется снизить содержание аэрозолей (с размерами ч-ц 0,5 мкм и менее) до 2 ч-ц е 1 дм
Очистка от газообразных примесей (напр., очистка водорода, азота или аргона от кислорода и водяных паров) осуществляется пропусканием очищаемого газа через фильтр в виде патрона (рис 2), заполненного алюмо гелем, силикагелем, цеолитом или др. материалом (чаще всего в виде гранул) Сверхтонкая очистка обеспечивает ся диффузионным методом, газ пропускают через мембрану, задерживающую примеси (рис 3). Напр., для очистки водорода используют палладиввую мембрану, нагретую ДО ТвмП-рЫ Св 500 С
ОЧИСТКА ПОВЕРХНОСТЕЙ, удаление с поверхности изделий реэличных загрязнений в виде пыли, плёнок посторонних веществ, слоя окислов и т. д., составляющих поверхностный слой толщиной 0,001—1 мкм. Методы О. п., применяемые в технологии ИЭТ, по характеру процесса подразделяются на физические (очистка кистью, скруббироваиием, УЗ кавитацией, растворением), химические (сжиганием, травлением и т. п.) и фиэико-хнмичес-кие (сочетающие указанные выше способы); по агрегатному состоянию среды — на мокрые (в жидкости или конденсирующихся парах) и сухие (в газовой среде или вакууме); по качеству очистки — на предварительные (до величины загрязнения 10~~ — 10 г см*) и финишные (до 10~7—10 * г см >.
Выбор метода О. п. зависит от природы загрязнения и его стойкости к применяемому воздействию (последняя должна быть намного ниже стойкости материала изделия, чтобы в процессе очистки не повредить самой очищаемой поверхности). Т. к. изделия обычно покрыты смесью разя, загрязнений, то для их удаления последовательно применяют неск. раэл. способов, добиваясь требуемого качества очистки.
Мокрая О. п. осуществляется растворением или хим. травлением загрязнений с последующей промывкой поверхности (дистиллированной водой, спиртом или ацетоном) и сушкой изделия (в центрифуге, потоком обеспыленного воздуха или в спирте). Баэовав установка для мокрой О. п. представляет собой герметичную камеру с рядом последовательно расположенных вани, разделённых предохраняют воздух е помещении от вредных испаре-
нии). В зависимости от вида изделия и требуемого качества очистки конкретные установки либо содержат часть оборудования базовой модели, либо при необходимости
1 объединяются е комплексы, по числу и составу устр-в
превышающие базовый вариант. Мокрая О п может быть и предварительной, и финишной.
Сухая О п. достигается распылением загрязнений потоком тяжелых ионов (ионное травление) или сжиганием их в среде активнр. кислорода или галогенов (реактивное травление), при этом летучие в-еа, образующиеся е процессе сжигания загрязнений, удаляются О ткач кон Сухая О п. проводится е обычных муфельных печах (в к-рых нагреваемый материал изолирован от продуктов сгорания топлива) или в спец. плазменных установках. В 80-х гг усиливается тенденция к объединению процесса сухой очистки с последующими тех но nor и ч. операциями (напр., плазменной финишной очистки с напылением пленок) т одном производств, цикле с использованием одной рабочей камеры, что исключает возможность вторичного загрязнения уже очищенной поверхности. Сухая очистка, как правило, бывает финишной.
Охлаждение лазеров. Тепло от охлаждаемых элементов лазеров передаётся с помощью теплоносителя в теплообменник с последующим выделением в окружающую среду. Конструктивное исполнение систем охлаждения лазеров, выбор теплоносителя и теплообменника определяются типом лазера, требуемой эффективностью теплоотвода, режимом работы и св-вами охлаждаемых устр-в и др. факторами. Применительно к лазерам используют три способа теплоотвода: газовый, контактный и жидкостный. Одной из оси. характеристик, определяющих выбор того или иного способа, является уд. тепловая нагрузка q тепловыделяющего элемента. При q 2— 5 Вт/см возможно газовое охлаждение, при q—5— 10 Вт/см^ — контактное, при q 10—500 Вт/см — жидкостное. Газовые системы охлаждения лазеров бывают как неавтономными (проточными), в к-рых газообразный теплоноситель поступает от общей магистрали с последующим выбросом в окружающую среду, так и автономными (замкнутыми) с прокачкой теплоносителя (рис.). При контактном способе охлаждения тепло от тепловыделяющих элементов отводится в окружающую среду через металлич. контакты, площадь к-рых обычно ие превышает 25% площади боковой поверхности элемента.
Жидкостные системы охлаждения лазеров, как правило, используют для твердотельных лазеров. Наибольшее распространение получили одно- и двухконтурные системы в автономном и неавтономном исполнении. Теплоносители для таких систем должны быть прозрачны в полосах накачки активных элементов и для ламп накачки; характеризоваться высокой фотохим. и тепловой устойчивостью, хим. инертностью и стабильностью теплофиэ. параметров в широком диапазоне темп-р окружающей среды. По совокупности этих харектеристик наиболее подходящим теплоносителем для жидкостных систем охлаждение лазеров является дистиллированная вода, однако при темп-ре окружающей среды ниже 0 С (точка замерзания воды) приходится использовать оргаиич. теплоносители, уступающие воде по мн. параметрам. Длв уменьшения тепловой нагрузки на активный элемент в теплоносители часто вводят добавки для фильтрации той части спектра излучения лампы накачки, к-рая не участвует в процессе генерации. К системам охлаждения для ПП лазеров предъявляются дополнит, требования по стабилизации темп-ры, ограничению вибраций и уменьшению массы и габаритных размеров систем. Наибольшее распространение с учётом этих дополнит, требований получили проточные и замкнутые криогенные системы охлаждения, использующие теплоту испарения сжиженных газов.
ОХЛАЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ, отвод тепла, выделяющегося при работе прибора, с целью обеспечения температурного режима, необходимого для нормального функционирования его элементов. Выделение тепла в электронном приборе может быть обусловлено бомбардировкой заряженными ч-цами поверхности электродов, электрич., зл.-магн и др. потерями. Величина тепловыделения определяется подводимой к прибору мощностью и его кпд, причём трудности в реализации О. з. п. возрастают с увеличением уд. тепловых нагрузок ив элементы (при повышении мощности, рабочей частоты, миниатюризации), при использовании криогенных темп-р (напр., для охлаждения сверхпроводящих резонаторов н соленоидов) и т д. Необходимость О. з. п во многом определяет их конструкцию, габаритные размеры и массу, возможность достижения требуемых энергетич. параметров- Нарушение режимов О э. п. ведёт к повышению темп-ры отд. элементов и узлов, что вызывает ускорение необратимых процессов (иапр, повышение скорости испарения, изменение эмиссионных характеристик, снижение электрич. прочности, развитие усталостных разрушений) и, следовательно, снижение ресурса и повышение вероятности отказа приборов.
О. э. п. классифицируют по способу передачи тепла от тепловыделяющего элемента прибора к окружающей среде. О, э. п. теплопроводностью (один из осн. способов отвода тепла в электронных приборах) осуществляется посредством применения активных или пассивных элементов конструкции, обеспечивающих тепловую связь прибора (или его тепловыделяющих элементов) с узлами радиоэлектронной аппаратуры или прибора, имеющими автономное охлаждение. Для изготовления таких элементов используют материалы с высокой теплопроводностью (в т. ч. диэлектрические), а также тепловые трубы. Широкое распространение получило О. в. п. конвекцией — эффективный способ отвода тепла, основанный на циркуляции газообразного или жидкого в-ва (теплоносителя). Различают естественную и вынужденную конвекцию. В первом случае движение теплоносителя у поверхности охлаждаемого элемента осуществляется за счёт градиентов темп-ры теплоносителя, во втором — напорными устр-вами системы охлаждения (вентиляторами, насосами и др.). Выбор вида теплоносителя диктуете в его теплофиз. св-вами и условиями эксплуатации прибора. В качестве газообразного теплоносителя обычно используют воздух, в качестве жидкого — воду, преим. дистиллированную или деионизованную (см. Во до подготовка), антифризы, оргаиич. соединения (напр., кремнии- и фтор-органические).
Реже применяются такие способы О. з. п., как охлаждение излучением или отвод тепла, сопровождающийся изменением агрегатного состояния в-ва, с к-рым контактирует тепловыделяющий элемент (напр., испарит, способ, основанный на использовании теплоты фазового перехода жидкость — пар).
Охлаждение ЭВП. Характерные для ЭВП виды тепловыделения (диссипативные потери) связаны гл. обр. с а) потерями кииетич. энергии зл-иами, бомбардирующими электроды (в балансе тепловыделения эти потери достигают 70% и более); 6) протеканием тока по проводникам цепи накала; в) ионной бомбардировкой поверхности электродов (гл. обр. в газоразрядных приборах); г) высокочастотными потерями в проводящих и диэлектрич. элементах ЭВП (см. Скин-эффект, Диэлектрические потери); д) тепловым излучением элементов с повыш. темп-рой (преим. элементов катодио-подогрееательных узлов, сеток); е) излучением плазмы и плазменных микрообрезо-вании на поверхностях электродов, подверженных интенсивной электронной бомбардировке. Специфика тепловых процессов и охлаждения ЭВП обусловлена высокими значениями уд. тепловых нагрузок на поверхности электродов (до 5-10 Вт cmj), многообразием типов ЭВП, форм конструкции их теп л онагру жеиных элементов, разнообразием применяемых материалов и ограничениями по уровню или диапазону их рабочих темп-р. В ЭВП получили распространение раэл. способы отвода тепла, наиболее широко применяется охлаждение конвекцией. При тепловых нагрузках на элементы ЭВП более 300—500 Вт см' обычно используют конвективный теплообмен при турбулентном течении, часто интенсифицированный поверхностным кипением или применением спец. ту рбу ли заторов. Величина рабочих тепловых нагрузок на поверхности теплообмена может достигать 3 - 10J Вт/см", их повышение ограничивается гидродинамич. неустойчивостью теплоносителя в каналах систем охлаждения и др. факторами. Для охлаждения электродов ЭВП, работающих при сверхвысоких тепловых нагрузках (5-10 Вт см и более), используют способ, при к-ром теплоноситель прокачивается через пористую металлич. (обычно медную) структуру, имеющую надежный тепловой контакт с теплоот-дающеи поверхностью электрода. Пористая структура должив иметь систему сообщающихся пор с размерами порядка долей мм. Такая схема охлаждения позволяет достигнуть рекордных значений теплоотдачи (50 Вт/см'-град и более), обладает высокой эиергетич. эффективностью, однако требует более сложного технологич. обеспечения. Для охлаждения анодов мощных генераторных ламп эффективен испарит, способ (см. Вапотрон). Охлаждение ЭВЛ, работающих в циклич. режиме с малой продолжительностью рабочей части цикла, может быть осуществлено передачей тепла твёрдому телу, находящемуся при темп-ре плавления; при этом используют оргаиич. соединения, соли и сплавы с темп-рой плавление до 100— 150 С и высокой теплотой фазового перехода твердое тело—жидкость. В като дно-подогревательных и катодио-сеточиых узлах осн. способом передачи тепла является теплообмен излучением в сочетании с теплопроводностью. Как самостоят, способ охлаждения ЭВЛ теплообмен излучением имеет огранич. применение (используется в основном для приборов и их узлов, работающих в условиях высокого вакуума).
Об особенностях охлаждения мощных ПЛ приборов см. в ст. Мощный транзистор. Силовой полупроводниковый диод.
ОТРАЖАТЕЛЬНЫЙ КЛИСТРОН, электровакуумный СВЧ прибор, предназначенный для генерации СВЧ колебаний малой мощности (от единиц мВт до единиц Вт); разновидность клистрона. В О. к. (рис. 1) электронный поток, сформированный электронной пушкой и ускоренный полем пост, напряжения между катодом и объёмным резонатором (ОР), попадает в ОР, где взаимодействует с СВЧ полем. В результате скорости эл-нов в потоке периодически изменяются. При дальнейшем движении между ОР и отражателем, потенциал к-рого отрицателен относительно катода, ускоренные зл-ны (пролетающие ОР в ускоряющий период СВЧ поля) и замедленные (попадающие в тормозящее поле резонатора) тормозятся, иэменвют направление движения иа обратное (отражаются) и к моменту возврата в ОР группируются в сгустке около «центрального» эл-нл (рис. 2), пролетающего ОР в прямом направлении при изменении СВЧ поля с ускоряющего на тормозящее. При этом ускоренные эл-иы подойдут к отражателю ближе, чем иеускорениые (центральные), в то время как замедленные эл-ны повернут к резонатору по сравнению с центральными иа большем расстоянии от отражателя. Отрнцат. напряжение отражателя выбирается таким, чтобы эти периодически формирующиеся сгустки эл-нов попадали в тормозящий (длв обратного движения) полупериод СВЧ поля (рис. 2) и отдавали ему часть своей кииетич. энергии. Т. о., в О. к. реализуется положит, обратная связь по электронному потоку, обеспечивающая возможность самовозбуждения СВЧ колебаний в ОР (начальное напряжение в ОР возникает благодаря флуктуациям катодного электронного тока). Эл-ны, вылетающие из ОР в течение полупериода, когда напряжённость СВЧ поля меняется от максимально положительной до максимально отрицательной, не группируютсв, а рассеиваются, возвращаясь в резонатор почти равномерно в течение целого периода. Существует оптим. значение напряжения отражателя, к-рое соответствует движению сгустков в ОР при максимуме тормозящего поля. При этом энергия, отдаваемая сгустками СВЧ полю, максимальна, а время движения центр, эл-на из ОР к отражателю и обратно равно (n-f-3/*) периодам СВЧ поля (п — целое число). При изменении напряжения отражателя изменяется время движения эл-иоя между ОР и отражателем; в результате сгустки возвращаются в ОР не в максимум поля и отдаваемая ими энергия уменьшается, уменьшаются амплитуда СВЧ поля, группировка эл-нов, выходная мощность (рис. 3). Интервалы напряжения отражателя, соответствующие СВЧ колебаниям в ОР, нвз зонами генерации или самовозбуждения, а число п — номером зоны (обычно л 2—6).
О. к. разработай в 1940 группой сов. учёных и инженеров— Н. Д. Девятковым, Е. Н. Даннльцевым, И. В. Писку новым, и независимо от них сов- инж. В. Ф- Коваленко Первые работы по теории О к. были опубликованы сов. физиками Я. П. Терлецким в 1943 и С. Д. Гвоздовером в 1944.
О. к. предназначены для работы в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах воли; их кпд ок. 1 %, хотя макс, кпд, реализованный в дециметровом диапазоне на нулевой зоне (п 0), превышает 20%. В связи с тем, что при изменении напряжения отражателя сгустки попадают в резонатор «раньше» или «позже» момента, соответствующего максимуму тормозящего СВЧ поля, период СВЧ колебаний соответственно уменьшается или увеличивается. Тем самым в О. к. осуществляется электронная перестройка частоты (рис. 3). Это важное св-во используется в системах с автоматич. подстройкой или перестройкой частоты, в системах с частотной модуляцией. Диапазон электронной перестройки (настройки) на уровне ЗдБ (в пределах к-рого мощность уменьшается в 2 раза относительно макс, значения в дайной зоне) определяется полосой пропускания колебательной системы О. к. и составляет обычно доли процента — процент, если ие приняты спец. меры длв ее увеличения. Перестройку частоты можно осуществлять механически, изменяя объём ОР путём деформации одной из стенок или вводя в него металлич. или диэлектрич. тело; в О. к. с дополнит, резонаторами -— перестраивая частоту одного из них; в О. к. с т. н. внешним (съёмным) резонатором — с помощью спец. механизма перестройки, изменяющего объём ОР. Дополнит. вы-сокодобротнын резонатор, подсоединённый к ОР О. к., позволяет существенно повысить стабильность частоты колебаний. О. к. применяют ш качестве гетеродина супергете-родииного радиоприёмника, задающего генератора радио-передатчиков, генератора малой мощности в радиолокац., радиоиавигац. те л ев и э. системах, устр-вах измерит, техники И Т. Д.
ОТКЛОНЯЮЩАЯ СИСТЕМА, совокупность электродов и (или) эл.-магн. элементов (катушек с током), формирующих поля, поперечные направлению движение электронов, с целью изменения направления их движения; часть электронно-оптической системы ЭЛП. О с. размещается непосредственно за электронным прожектором. По типу применяемых полей различают электростатич., зл.-магн. и комбинированные О. с. В случае электростатич. О. с. отклонение электронного пучка определяется выражением: ign=0,5EI/Ue, в случае эл.-магн. О. с: $ina=0,3 Hl/VUa, где a — угол отклонения пучка, Um — потенциал пространства, в к-ром находится О. с, I — протяжённость области поля с пост, напряжённостью Е или Н. Точка пересечения линии, являющейся продолжением оси отклонённого пучка вне поля О. с, с начальным направлением оси пучка наз. центром отклонения. О. с. характеризуются чувствительностью к отклонению, искажениями рестра, дефокусировкой отклонённого пятив, формой воспроизводимого сигнала, а также электрич. сопротивлением, ёмкостью и индуктивностью элементов О. с. и др. параметрами.
Электростатические О. с. выполняются в виде одной или двух пар отклоняющихся пластин (параллельных, косо расставленных или определённым образом изогнутых), повёрнутых вокруг общей оси на 90 " (рис. 1), дефлентронов и радиально-отклоняющих систем. К О. с. этого класса относятся также квазиэлектростатич. О. с. типа «бегущей волиы» (рис. 2) или скрещенных линий. Электростатич. О. с. при больших углах отклонения сильно искажают электронное пятно, в связи с чем оии имеют огранич. применение (обычно до углов отклонения ~ 20 ), напр. в осциллогрлфических электронно-лучевых приборах. Кваэиэлектростатич. О. с. используются в случаях, когда время пролёта эл-нами области отклоняющего поля соизмеримо с периодом изменения отклоняющего напряжения. В широкополосных осциллографии. ЭЛП, работающих в диапазоне частот 0—10 ГГц, получили распространение О. с. с распределёнными параметрами, имеющие значительно более сложную конструкцию.
Электромагнитные О. с. (рис. 3) выполняются в виде обмоток (седловидного, тороидального или статор-ного типов) на ферритовом или слоистом пермаллоевом магиитопроводе и применяются при углах отклонения до 60 (см. Отклоняющая катушка). Эл.-магн. О. с. получили широкое распространение в телевиз. устр-вах. Телевиэ. О. с. является одновременно частью схемы строчной и кадровой развёртки телевизора и частью электронно-оптич. системы кинескопа. Такая О. с. содержит две пары отклоняющих катушек (ОК) горизонтального и вертикального отклонения (соответственно строчных и кадровых), а а нек-рых случаях и корректирующие магниты, центрирующие магниты или магниты чистоты цвета- Обычно двойные углы отклонения пучка по диагонали растра в кинескопах составляют 90 и 110 При определённых электрич. параметрах телевиэ. О. с. должны иметь мин. потребляемую мощность, мин. геометрии, искажения (дисторсию) телевиз. растра и искажения электронного пятна при его отклонении. Кроме того, в цветных кинескопах О. с. должна обеспечивать автоматич. сведение трёх электронных пучков на экране по всему полю растра (т. н. самосведение). Требования, предъявляемые к О. с, удовлетворяются благодаря определённому расположению витков ш отклоняющих катушках на магиитопроводе, а также придания им оптич. формы. Так, седловидные ОК выполняются в виде пары рамок, сложно изогнутых в зазоре между оболочкой кинескопа и внутр. поверхностью магнитопро-вода; в тороидальных ОК обмотка наматывается на магнитопровод (цилиндрич. или колоколообраэиой формы) в один или неск. слоев, с прямым или косым расположением витков. Конструктивной особенностью тороидальных О. с. является то, что их ОК имеют витки, проходящие по внеш. части магиитопровода Маги, энергия, накапливаемая при протекании тока по этим участкам витков, сосредоточена с внеш. стороны О с. Это обусловливает более высокую энергию отклонения строчным тороидальных катушек по сравнению с седловидными. Наименьшую мощность от источников питания, необходимую для отклонения электронного луча, потребляет гибридная телевиэ. О с, содержащая седловидные строчные и многослойные тороидальные кадровые ОК Этот тип О. с. получил наибольшее распространение в телевизорах с чёрно-белым изображением и всё шире используется в цветных телевизорах. Сояр. цветные кинескопы выпускаются в комплек-сироваииом исполнении с отъюстированными и закреплёнными ив иих О. с.
Комбинированные О. с, сочетающие системы элект-ростатич. и эл.-маги отклонения (рис. 4), в настоящее время (нач. 90-х гг.) ие нашли широкого применения.
Лит Бриллианта Д П Проектирование эффективны»: систем магнитного отклонения М 1975 Г Д Баландин
ОТКРЫТЫЙ РЕЗОНАТОР, резонатор, в к-ром накопление энергии происходит в объёме между системой зеркал (рис.). Длины воли собств- колебаний О. р. во много раз меньше размеров зеркал и расстояния между ними Применяется ш СВЧ и оптическом диапазонах (см. Оптический резонатор) Добротность О. р. составляет 10*—10" Первые О. р. с плоскими зеркалами предложил в 1958 сов. ученый А. М. Прохоров. По сравнению с объемными резонаторами тех же размеров О. р. имеют более редкий спектр собств. частот, что обусловлено большими потерями на излучение для видов колебании, имеющих вариации поля плоскости зеркал. В О. р. легко удаётся реализовать дополнит, разрежение спектра (селекцию мод) введением спец. селектирующих элементов или подбором формы и положения зеркал.
ОТКЛОНЯЮЩАЯ КАТУШКА, электрическая катушка, к-рвя под действием протекающего через ее обмотки пилообразного тока создает переменное магн поле, отклоняющее электронный луч в ЭЛП; осн. элемент зл.-магн. отклоняющей системы. О. к. имеют раэл. конструктивное исполнение в зависимости от требуемого характера распределения магн. поля. Осн. параметры О. к.—совокупность величин, характеризующих пространств, распределение витков (их геометрии, размеры, форму, взаимное расположение). В ЭЛП получили распространение гл. обр. седловидные и тороидальные О. к- (рис.). Седловидная О.к.—бескаркасная. Намотка осуществляется в спец. оправки обмоточным проводом с термопластичным склеивающим слоем. После спекания и обжима седловидные О. к. принимают форму внутр. полости оправки. Такие О. к. обычно используют для создания магн. полей разл. топологии, а также для получения требуемого полного сопротивления катушки. Тороидальная О.к. имеет каркас — магнитопровод, конфигурация к-рого определяет форму катушки. Тороидальные О. к. подраэделяютсв иа малослойные и многослойные. Малослойные О. к. в основном изготовляют с применением двух дополнительных распределит, колец, закреплённых на торцевых участках магнитопровода, в пазы к-рых укладывают витки. Ввиду высокой воспроизводимости пространств, распределения витков, данный тип О. к. используется в прецизионных отклоняющих системах. Многослойные О. к. изготовляют путем непосредств. намотки провода на каркас. По потребляемой мощности многослойные тороидальные О. к. имеют предпочтение перед седловидными, однако из-за наличия значит, излучаемых эл.-магн. помех и повыш. величин иидуктивностей они в основном применяются в цепях кадровой телевиэ. развертки.