ক্যাথোড রে টিউব (Cathode Ray Tube)

Cathod Ray Tube বা CRT হচ্ছে এক ধরনের display screen যেটা ভিডিও সিগন্যাল এর মাধ্যমে আমাদেরকে কোনো ছবি দেখাতে পারে। এই ডিভাইসের মধ্যে ইলেকট্রিক্যাল সিগন্যালকে ইনপুট হিসেবে দেয়া হয় এবং একটা visual image বা ছবি এতে আউটপুট হিসেবে এর স্ক্রিনে দেখা যায়। অন্যভাবে বললে, CRT এর মধ্যে electron gun নামক একটা জিনিস থাকে যা অনেকগুলো গতিশীল ইলেকট্রন তৈরি করে। এই ইলেকট্রন গুলো CRT এর ফসফরোসেন্ট যুক্ত জায়গায় (Phosphorescent Surface) পড়লে সেখানে visual image বা ছবি দেখা যায়।

 

Cathode Ray Tube এর Working Principle

একটা ক্যাথোড রে টিউবের কাজ নির্ভর করে ইলেকট্রন বীম (Electron Beam) এর চলাচলের উপর। অনেকগুলো গতিশীল ইলেকট্রন এর সমন্বয় ইলেকট্রন বীম তৈরি হয়, যেগুলোকে high voltage দ্বারা accelerate (ত্বারিত) করা হয়। যখন high voltage electron beam বা উচ্চ গতিসম্পন্ন ইলেকট্রন গুলো ক্যাথোড রে টিউবের মধ্যে থাকা fluorescent screen কে আঘাত করে তখন অনেকগুলো আলোকবিন্দু (Luminous Spot) তৈরি হয় সেই স্ক্রিনে।

Electron gun থেকে বের হওয়া ইলেকট্রন দুই জোড়া electrostatic deflection plate এর মধ্যে দিয়ে চলাচল করে। যখন এই দুই জোড়া deflection plate এর দুই প্রান্তে voltage apply করা হয়, তখন plate দুটো তাদের মধ্য দিয়ে যাওয়া electron beam এর দিক পরিবর্তন করতে পারে। Deflection plate এর মধ্যে একজোড়া plate ইলেকট্রন বীমকে উপরে-নিচে বা vertically সরাতে পারে এবং আরেক জোড়া deflection plate ইলেকট্রনকে পাশাপাশি বা horizontally সরাতে পারে। Electron beam এর মধ্যে থাকা ইলেকট্রন গুলোর horizontal এবং vertical movement সম্পূর্ণ স্বাধীন, তাই ইলেকট্রন গুলো fluorescent screen এর যেকোনো জায়গায় পড়ে এবং সেই অনুযায়ী স্ক্রিনে ছবি ফুটিয়ে তোলে।

 

Cathode Ray Tube এর গঠন

একটা সম্পূর্ণ ক্যাথোড রে টিউব তিনটি মূল অংশ নিয়ে তৈরি হয়। এগুলো হচ্ছে-

• Electron Gun
• Deflecting System
• Fluorescent Screen

 

ইলেকট্রন গান (Electron Gun)

Electron gun হচ্ছে ইলেকট্রনের মূল উৎস। এটি আবার পাঁচটি অংশ নিয়ে গঠিত।

i) ফিলামেন্ট (Filament)

যখন কারেন্ট এর মধ্য দিয়ে চলাচল করে তখন এটি গরম হয়ে যায়। পরবর্তীতে ফিলামেন্ট ক্যাথোডকে গরম করে।

ii) ক্যাথোড (Cathode)

ক্যাথোড হচ্ছে সিলিন্ডার আকৃতির এক ধরনের object যার শেষ প্রান্তে স্ট্রনসিয়াম (Sr) ও বেরিয়াম অক্সাইডের প্রলেপ (Layer) লাগানো থাকে। যখন ফিলামেন্ট ক্যাথোডকে গরম করে, তখন এই প্রলেপ থেকে ইলেকট্রন নির্গত হয়।

iii) কন্ট্রোল গ্রিড (Control Grid)

ক্যাথোড থেকে বের হওয়া ইলেকট্রন গুলো control grid দিয়ে যাতায়াত করে। এদেরকে তৈরি হয় নিকেলের তৈরি material দিয়ে। এটি এর মধ্য দিয়ে যাতায়াত করা ইলেকট্রনের সংখ্যাকে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে এবং fluorescent screen এর উজ্জ্বলতাকে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।

iv) ফোকাসিং অ্যানোড (Focusing Anode)

এর মাধ্যমে ইলেকট্রন বীমকে fluorescent screen এর নির্দিষ্ট স্থানে পাঠানো হয়। এটিও সিলেন্ডার আকৃতির।

v) এক্সিলারেটিং অ্যানোড (Accelerating Anode)

এটি ইলেকট্রন বীমের মধ্যে থাকা ইলেকট্রনকে high-speed প্রদান করে।

 

Deflecting System

দুই জোড়া deflection plate নিয়ে ক্যাথোড রে টিউবের deflecting system তৈরি হয়। এই plate যেকোনো একদিকে uniform electrostatic field তৈরি করে। অর্থাৎ যখন ইলেকট্রন বীম এই দুই জোড়া plate এর মধ্য দিয়ে চলাচল করে তখন তারা ইলেকট্রন বীমকে যেকোনো একদিকে গতিশীল করে। ক্যাথোড রে টিউবে দুই ধরনের deflection plate দেখা যায়-

Y plate: এটি ইলেকট্রন বীমকে উপরে-নিচে বা vertically deflect (বিচ্যুতি) করে।

X plate: এটি ইলেকট্রন বীমকে এক পাশ থেকে আরেক পাশে বা ডানে-বাঁয়ে বা horizontally deflect করে।

ফ্লুরোসেন্ট স্ক্রিন (Fluorescent Screen)

ক্যাথোড রে টিউবের সবচেয়ে সামনের অংশ হচ্ছে fluorescent screen। একে face plate বলা হয়। এটি বাহ্যিকভাবে অনেকগুলো বিশেষ ধরনের অপটিক্যাল ফাইবার নিয়ে গঠিত এবং অভ্যন্তরীণ ভাবে phosohor নামক chemical এর প্রলেপ দ্বারা আবৃত। Phosphor কেমিক্যালটি ফসফরাস দিয়ে তৈরি। এটি electrical energy-কে light energy-তে কনভার্ট করে। যখন ইলেকট্রন বীম এই phosphor কে আঘাত করে তখন ফসফরাসের energy level বেড়ে যায় এবং তার থেকে বের হওয়া ইলেকট্রনের গতিশক্তি, তাপ ও আলোক শক্তিতে পরিণত হয়। ফসফরাস থেকে যে আলো বের হয় সেটি ফসফরাসের excitation state বা উত্তেজিত অবস্থার জন্য হয়ে থাকে। ফসফরাসের এই উত্তেজিত অবস্থাকে fluorescence বলে। যখন ইলেকট্রন বীমের সাপ্লাই বন্ধ করে দেয়া হয়, তখন ফসফরাস তার excitation state থেকে নরমাল অবস্থায় চলে আসে। সেক্ষেত্রে ক্যাথোড রে টিউবের fluorescent screen দিয়ে তখন কোনো ছবি দেখা যায় না।