电子束管（electron beam tube），利用聚焦电子束来实现光、电信号的记录、存储、转换和显示的真空电子器件。

发展(发展历程 电子束管特性)

分类

组成

应用

开拓者

发展

发展历程

第一只电子束管在1897年问世。后来出现了仪器用示波管。30年代初期随着全电子化电视的发展，显像管和摄像管相继出现。

荫罩式彩色显像管在1949年首先由美国无线电公司研制成功。

1946年美国无线电公司宣布制出超正析像管。

1950年硫化锑视像管问世，但它只能用于工业电视和电影电视。

1962年荷兰菲利浦公司试制成功氧化铅视像管。

1972年日本日立公司与日本广播协会的研究所合作试制成功了硒砷碲视像管。

电子束管特性

这两种视像管不仅光电性能好，而且结构简单、体积小，逐渐替代了超正析像管。雷达用的定位管、存储管和夜间侦察用的红外变像管是在第二次世界大战中出现的。60年代后期又出现了各种像增强管和微光摄像管。

分类

电子束管可按用途分类，也可按聚焦和偏转方式分类，或按输入输出信号分类。按用途分类分为示波管、定位管、显像管、存储管、摄像管、像增强管与变像管、开关管。

在示波管中，电子枪产生聚焦的电子束，经加有电信号的偏转电极最后打到荧光屏上，在屏上产生光显示的信号波形（图1）。摄像管、存储管是靠电子束打在靶上来完成信号的转换。

在光电成像的变像管和像增强管中，电子束从较大光电阴极上发射出来，形成电子图像，经电子光学的聚焦系统加速打到荧光屏上成为光学图像，或打在摄像管的靶上成为电位浮雕像。这类像管称为宽电子束管。

组成

电子束管的主要组成部分有玻壳、电子枪、偏转系统、荧光屏和靶。

玻壳 电子束管几乎都用玻璃管壳。 玻壳内保持10-5～5×10-5帕的真空度。摄像管的玻壳多用多硼玻璃，黑白显像管的玻壳则用钡锂玻璃等。

电子枪 除宽电子束管仅有电子光学聚焦系统外，其余的电子束管都装有电子枪。电子枪的典型结构如图2。电子枪包括发射系统和聚焦系统。前者包括热丝加热的阴极、控制栅极和第一阳极（或加速极）。这三极间的电场分布形成一个电子透镜。阴极发射的电子先收敛而后发散，在交界处形成一个交叉截面（图2）。聚焦系统分静电聚焦和磁聚焦两种。它的作用是将交叉截面成像到荧光屏上产生光点。常用的磁透镜是短磁透镜，由套在管颈外的聚焦线圈组成。适当地调节聚焦线圈内的电流就可将电子束聚焦在荧光屏上，形成一个明亮的光点。而摄像管则用长磁透镜。

偏转系统 分静电偏转系统和磁偏转系统两种。静电偏转系统利用静电场对运动电子的作用而产生偏转作用。它由两对相互垂直的偏转板组成，一对使电子束水平偏转，另一对使电子束垂直偏转。磁偏转系统利用磁场对运动电子的作用而产生偏转作用。磁偏转采用两对相互垂直的偏转线圈，能使电子束产生水平和垂直偏转。在静电偏转的示波管中，为了提高偏转灵敏度可采用偏转后加速系统。

荧光屏和靶 电子束管有一个荧光屏或靶。荧光屏涂有受电子束激发而发光的荧光粉层。示波管、定位管和显像管具有显示波形和图像的荧光屏。靶的种类较多。摄像用的视像管的靶通常由多晶光电导半导体制成。直观式存储管的靶网上蒸发有MgF2介质材料，它起着收信放大管的控制栅的作用。电子通过靶网电荷起伏的图像在荧光屏上形成相对应的光学图像。微光摄像管是像增强管和视像管的组合，共用一个靶。电子轰击硅靶摄像管采用硅靶。

应用

示波管可显示快速脉冲波形、缓慢变化的非周期性信号波形。非电量如速度、压力、振动、声、光、热、磁等，借助换能器变为电量后也可用示波管显示。因此示波管大量用于示波器、炮瞄雷达、超声探伤和诊断仪等。定位管又名雷达指示管，装于雷达设备中用来显示目标的位置和距离。显像管用于电视接收机，高分辨率的显像管用于电子计算机的终端显示器。摄像管用于电视摄像机和录像机。微光摄像管用于国防、公安、科学研究等领域。宇宙飞行器探测星球的背光面时就采用微光摄像管。直视式存储管能存储并在长时间内显示已消逝的瞬变信号，可用于存储示波器。它的亮度较高，可用于机载雷达，在白昼亦能进行航测。网垒式存储管用于警戒雷达，可消除固定目标的影响。积累式存储管可用于消除干扰和积累有用信号，提高雷达的鉴别力。变像管和像增强管可用在微光条件下进行观测，用于国防和特殊工业部门。高速摄影管可用于航空快速照相。

开拓者

我国电子束管产业的开拓者——吴祖垲。吴祖垲，1914年3月23日出生于浙江省嘉兴县新胜镇一个家道中落的书香人家。在固有家风的熏陶下，自幼养成了刻苦向学的志趣。1926年考入设在嘉兴的浙江省立第二中学。1929年，考入杭州省立高级中学，该校极严的数理化课程为他打下了良好的基础，编授的英文课本《思想家与实践家》（Thinkers&Doers）中关于科学家、思想家、发明家的故事，对他以后从事科技工作启发很大。1932年，他以优异成绩取得免试入浙江大学的资格。但因他的志愿是交通大学，于是先报考唐山交通大学，名列榜首，接着他又报考上海交通大学，但同一交大不能录取两个吴祖垲，反而落榜。无奈之下只好先入浙大受业。1933年，他重考上海交大，又名列榜首，并同时考取了梁士治先生设立的奖学金（每年400银元）和吴蕴初先生设置的清寒教育奖学金。这后一笔奖学金他让给了别人。1937年他从上海交大毕业后，准备考清华庚款留美名额，因8·13中日战争爆发而未果。这样，他选择了南京国民政府资源委员会中央电工器材厂的工作。他先到湖南湘潭下摄司电工厂二分厂（电子管灯泡厂，中国第一个电子管工厂）实习，1938年该厂迁到广西桂林，生产了收信管、发信管和灯泡。1940年，他得知美国在1936年已生产日光灯，发光效率是普通灯泡的4—5倍，开始对日光灯产生浓厚兴趣，他凭自己在交大学得的基础知识，首先试制成了硅酸锌：锰（Zn2SiO4：Mn）荧光粉，并把它涂在866汞汽整流管的玻壳内。此管在工作时成功地发出了绿光。接着他又试制出了另一些荧光粉。在其玻壳内涂上这些荧光粉的866管，都先后发出了不同颜色的荧光。1942年，反映吴祖垲这些研究成果的论文，在兰州工程师年会上发表后颇得好评。同年他被调到重庆分厂担任厂长职务，这时他已由当日的实习生、工务员、助理工程师而跃升为副工程师，相当于现在的高级工程师了。他一到重庆黄桷垭分厂就开辟了两个小试验室，一个试制荧光粉，一个试制荧光灯，分别由甘源涵等两个助手负责进行。当时中央电工厂的总经理非常支持他的工作，设法为之从昆明的中央研究院取得了在当时甚为稀缺的30克硝酸铍。不久在重庆就试制出硅酸锌铍：锰的荧光粉，并试制出了日光色荧光灯的雏型。当时样品的发光效率和寿命还有问题，因此，他在1944年决定通过考试到国外深造。1945年8月15日日本投降的那天，他从重庆首途赴美。

政府派他去美国的目的是学习日光灯制造技术，可是在美国，他们的工厂把电光源看得很重，不接受外国实习生。在此情况下，他不得已才到密歇根大学（Michigan University）求学，1946年夏他获得电机硕士学位（M。S。inE。E。）。那时他仍想到美国沙而文（Sylvania）通用电气（G。E。）公司去求职，以图从事日光灯的研究、生产工作。未能如愿后就转而到美国无线电公司（RCA）设在宾州的兰城（Larcaster）工厂的产品开发试验部的阴极射线管（CRT）试验室任工程师，从事投影式显像管的开发工作。在近两年的时间里，他除了着意收集一些发光材料的研制资料，还解决了投影管的问题，更重要的是他学到国外研究开发光电器件的工作方法，这为他归国后对日光灯、显像管、摄像管的试制起到很大的作用。

1948年春，怀念故国家园心切的吴祖垲决定归国。回国后，他的双亲和朋友都异口同声地说“你归国我们很高兴，现今国内局势不宁，有办法的人都在设法到美国去，你在美国有很好的工作机会，人家求之不得，你却回来，很为可惜”。他说：“我不后悔，留在美国物质生活当然要好得多，但如果不归国就长久见不到父母和妻子了，而且我归国后能为国家和人民多少做一点有益的工作”。所以他至今认为1948年归国的决定是正确的。

他归国后被南京国民政府资源委员会任命为中央电工厂器材总公司辖下的南京电照厂的正工程师兼副厂长。这个工厂用美援进口了一批制造灯泡和电子管的设备，正处于建设时期。1948年冬，国民党军队在淮海战役中失败，蒋介石下令将南京电照厂、有线电厂、无线电厂、高压电瓷厂以及马鞍山机器厂等五厂迁往台湾，由于时任资委会主任的孙越崎先生坚持停止迁台，南京电照厂在中央门外的部门仍能开工生产。1949年4月23日南京解放后他担任这个厂的厂长，肩负起了为新中国发展特种光源、日光灯、光电信管和电子束管的重任。

1958年他被调到成都任773厂的第一副厂长兼总工程师。773厂是苏联援建的电子束管的专业化工厂。1960年苏联专家撤退，他建议并设法改变工厂的产品结构，筹建产品开发基地，以适应国防和国民经济的需要。

1977年，年逾花甲的他奉命筹建咸阳陕西彩色显像管厂，任第一副厂长兼总工程师。1978年10月加入中国共产党。1986年因年逾古稀而退居二线。1995年5月被选为中国工程院院士；1983年被中国电子学会选为会士，1988年被尊为荣誉会员。1995年5月23日获美国信息显示学会（SID）授予的国际公认奖；1996年6月7日获中国工程院授予的首届中国工程科技奖。