Modélisation et caractérisation du faisceau d'électrons dans les canons de tubes cathodiques de téléviseurs

Modelling and characterization of the electron beam in TV CRT guns

• Auteur / Autrice : Olivier Doyen
• Direction : Jean-Marie de Conto, Michel Lefort
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Canons à électrons

Tubes de prise de vues

Modèles mathématiques

Faisceaux électroniques

Mots clés libres

Emittance de faisceau , Mesure

Résumé

Les exigences des derniers téléviseurs à grand angle et faible encombrement en terme de précision, ne sont pas totalement remplies par les codes de simulation classiques, qui sont lourds et dont le contenu est mal maîtrisé. Afin de disposer d'outils simples, rapides, et d'améliorer les connaissances physiques, la modélisation du faisceau d'électrons dans les canons a été adoptée, ainsi que la mise en place d'une méthode de mesure d'émittance. Premièrement, nous présentons la création d'un modèle de génération de courant, analytique dans le cas de canons 2D, puis généralisé aux canons 3D de façon semi analytique. L'outil obtenu est simple (peu de paramètres physiques interviennent), rapide, et très précis, aux vues des comparaisons avec la mesure. Puis, dans une deuxième partie plus expérimentale, nous décrivons la mise en place d'une méthode de mesure d'émittance du faisceau dans un plan des canons à électrons, qui est inspirée de la méthode des 3 gradients utilisée dans le domaine des accélérateurs de particules. De nombreux tests ont montré qu'elle était précise, robuste, et discriminante pour les différents canons. Enfin, nous expliquons la modélisation analytique de la création du faisceau, tout d'abord en 2D, puis en généralisant au cas 3D. L'outil créé est précis, simple, et rapide. Nous avons également transporté le faisceau natif obtenu dans le canon jusqu'à l'écran pour le comparer à l'expérience

The demands in terms of accuracy of the latest wide screen TV sets are not fulfilled by the classical simulation codes, which are time consuming, heavy, and for which the content is not perfectly known. In order to use some simple and fast tools, and to improve the physical knowledge, the modelling of the electron beam in the guns was adopted, as well as the set up of an emittance measurement method. First, we present the creation of a current generation model, which is analytical for 2D guns, and then generalised semi analytically to 3D guns. The tool obtained is simple (few parameters are involved), fast, and very accurate, according to the comparisons made with the experiment. Then, in an experimental part, we describe the set up of an emittance measurement method in a plane of the gun, which is based on the 3 gradients method used in the particle accelerators field. Various tests showed that it was accurate, repeatable, and discriminative for the different type of guns. At last, we explain the analytical modelling of the beam creation, first in 2D, then generalised to the 3D case. The tool created is accurate, simple, and fast. We managed as well to transport the native beam obtained through the gun up to the screen in order to compare it with the experimental values