阴极射线管,简称CRT(Cathode Ray Tube),是一种电子设备,由一个电子枪、几个聚焦电极、一个偏转系统、一个荧光屏等几个部分组成。其中电子枪产生电子流,聚焦电极集中电子束,偏转系统控制电子束的方向,最后在荧光屏上形成图像。
其基本原理是利用电子流撞击荧光物质,使其发出可见光。电子枪发射出的电子束将被偏转系统控制方向,从而作图像。整个显示过程和电视机和计算机显示器类似。
电子枪是CRT的核心部件,产生电子枪的过程实际上就是电子束产生的过程。阴极发射出的电子在极强电场的作用下,形成后发射电子流,形成高速电子束。
这种产生电子流的方法称为热电子发射,也称为延伸电子发射。原理是在高温下,阴极的表面电子吸附能降低,高能的自由电子可以越过这个能垒,从表面飞出。
这一过程需要维持极高的真空度,以便电子流不会受到空气分子的碰撞,阻碍电子流的方向和速度。
在CRT内部,电荷和磁场对电子束产生力的作用可以使得它们的路径发生变化。电子束聚焦电极将电子束聚集在一起,使其尽可能集中,以便更好的照射荧光屏。
而偏转系统则是改变重点,控制电子束的运动方向。一般来说,一个水平方向和垂直方向的辅助绕组能够产生一个较为均匀的磁场,而水平方向和垂直方向自身的电磁石能够产生额外的磁场,从而做到偏转。
控制偏转方向和大小的方法可以是信号处理电路,一般又称为扫描电路。
荧光屏是CRT的显示部分,其内部涂有荧光物质。在电子束射击过程中,高速电子撞击到荧光物质上时,能够让其分子激发成激发态,而从激发态跃迁回基态时,能量会以光的形式释放出来,这种现象称为荧光。
CRT内部的荧光物质往往被分为大量显色点,电子束射击不同的显色点时,能够在荧光屏上产生不同的彩色或灰度的图像。