这些设备在冷战期间保持了警惕，有助于提高粒子物理性能，治疗癌症患者并改善了甲壳虫乐队的录音。
在以五百万个固态设备为基础的时代中，总体上谁会对真空管感兴趣？实际上，这非常有趣！就戏剧性，发明的丰富性和天才而言，很少有技术时期可以与真空管的116年历史相提并论（这一历史从未想过要终结）。
作为证明，我整理了一份清单，这些清单在过去60-70年中无疑改变了世界。
就该系列而言，我补充了几盏灯，结果证明它们足够独特，酷炫或奇怪，以至于逐渐消失。
自然地，每当有人列出某项清单时-最舒适的运动鞋，克利夫兰最正宗的意大利餐馆，超过其所著书的电影-有人必须说出话，争论或添加到清单中。因此，重复一下显而易见的事情：这是我的真空管清单。但我也很想看看您的清单。在评论中添加您的意见。
我没有尝试使清单更全面。您不会在此处找到充满气体的玻璃灯泡，例如Nixie或晶闸管，微波脉冲或阴极射线管。我错过了著名的灯，例如行波卫星灯或微波炉的磁控管。而且只有RF管在列表中，因此我忽略了音频管的巨大异象-一个值得注意的例外。
但是即使在我选择的参数范围内，也有如此多的惊人设备，很难只选择其中的11个。因此，这是我改变生活的灯具清单，没有太多分类。
医用磁控管
Teledyne e2v
在紧凑的情况下有效地产生射频相干波的问题，磁控管没有竞争能力。
磁控管作为英国雷达的基础在第二次世界大战中首次闻名。到1970年代，它们几乎从未在雷达中使用过，但他们发现它们已在工业，科学和医学领域得到应用，并且至今仍在工作。
这是使用磁控管特别引人注目的最后一个例子。它在线性加速器中产生高能电子束。当来自束的电子从靶原子核反弹时，该靶原子由具有高原子序数的材料（例如钨）制成，因此会产生大量X射线。然后可以将这些光束对准肿瘤杀死它们中的癌细胞。 1952年，第一台专门用于放射治疗的临床加速器安装在伦敦的哈默史密斯医院。三米加速器给一个两兆瓦的磁控管供电。
如今仍在开发大功率磁控管以满足放射治疗的需求... 图为e2v Technologies（现为Teledyne e2v）生产的医用磁控管。其峰值功率为2.6 MW，平均功率为3 kW，效率超过50％。它长37厘米，重8公斤，小巧轻便，足以放入放疗机的摆臂中。
回旋管
回旋管是在1960年代由苏联的放射物理研究所发明的。这是一种主要用于在核聚变实验中加热等离子体的大功率真空装置-例如在ITER中，该装置现在正在法国南部建造[国际实验性热核反应堆将根据托卡马克方案进行工作，这也是在苏联/大约1954年发明的。翻译]。在此类实验中，可能需要加热到1.5亿摄氏度。
兆瓦级旋流器如何工作？它使用在强磁场中在空腔中旋转的高能电子束[gyrate，eng。 -旋转一圈]。旋转的电子与腔体的电磁场之间的相互作用产生了高频无线电波，该高频无线电波被导向等离子体。波使等离子体中的电子加速，从而将其加热。
产生平均1 MW能量的灯不会变浅。聚变回旋管的高度通常为2至2.5 m，重量约为一吨-特别是得益于特斯拉的6-7超导线圈。
除等离子加热外，回旋管还用于材料处理和核磁共振光谱学。此外，美军试图用它们驱散人群（系统主动拒绝系统）。该系统产生相对宽的毫米波束，其直径约为一米半。光束会加热人体皮肤，引起灼伤感，但不会渗透到组织中或引起组织损坏。
行波迷你灯
顾名思义，行波管（TWT）通过行进或传播的电磁波的电场与电子束之间的相互作用来放大信号。
二十世纪大多数TWT的设计都获得了非常高的收益，即100,000甚至更多。但是，并不总是需要这样的系数。迷你TWT在这里很方便，例如L3Harris电子设备生产部分开头的照片中的灯。其增益约为1000（30 dB）。输出能量在40至200 W范围内，并且需要较小的尺寸和电压的情况下，需要使用该传感器。例如，以14 GHz运行的40 W迷你TWT将适合您的手，重量不到500 g。
事实证明，军方对微型TWT的需求很大。微型TWT在1980年代问世后不久，便在电子战中被采用，并开始在飞机和轮船上用于防御带有主动雷达寻的导弹。在1990年代初期，开发人员开始将微型TWT集成到紧凑型高压电源中。该系统被称为微波功率模块（MPM）。MPM放大器立即应用于军事无人机的雷达和发射机，例如“捕食者”和“全球鹰”，以及电子保护系统。
速调管
速调管有助于加快高能物理的发展。速调管将电子束的动能转换为无线电波能。该设备的输出功率远高于TWT或磁控管。速调管是罗素（Russell）和西格德·瓦里安（Sigurd Varian）兄弟在1930年代发明的，与其他工程师瓦里安·法里安（Varian Associates）一起成立了一家公司来销售乐器。今天，这项业务生活在通信和电力工业的框架内。
在速调管中，从阴极发射的电子向阳极加速，形成电子束。磁场阻止光束在穿过阳极上的孔并撞击收集器时扩展。空心结构，空腔谐振器位于阳极和集电极之间。高频信号被施加到最靠近阴极的谐振器，这导致在腔体内出现电磁场。该场调制通过谐振器的电子束，由于该电子束，电子的速度开始有所不同，并且随着电子在谐振器中的移动，电子束被分组。通过最后一个有源振荡谐振器的大多数电子会减速。结果，输出信号比输入信号强得多。
在1960年代，工程师们开发了速调管，以在斯坦福大学新型的3.2 km线性粒子加速器中用作无线电波的源。它的工作频率为2.856 GHz，并使用了250 kV电子束。其峰值功率为24兆瓦。总共必须安装240个这样的速调管，才能获得500亿eV左右的粒子能量。
这些速调管为真空管在粒子物理学中大规模用作无线电波铺平了道路。这种速调管的65兆瓦版本仍在生产中。速调管还用于检查行李箱，食品灭菌和放射疗法。
带环行波管
从冷战时期至今一直使用的一种灯是带有环形杆的巨大行波灯。这种高能灯的阴极到集电极距离超过3 m，使其成为世界上最大的TWT。
128根环形TWT为北达科他州的Cavalier空军基地的极为强大的相控阵雷达提供了强大的无线电信号脉冲。该雷达以440 MHz的频率运行，被称为周边采集雷达攻击特征系统（PARCS）。他一直在寻找向北飞的弹道导弹。它还跟踪太空火箭的发射和在轨道上运动的物体，进入空间观测网络。成立于1972年的PARCS跟踪地球轨道上所有物体的一半以上。据说能够在3200公里的距离上检测到篮球大小的物体。
在距离阿拉斯加海岸1,900公里的偏远岛屿Shemya的相位光栅雷达中，使用了更高频率的环形杆灯。这就是Cobra Dane雷达，可跟踪非美国弹道导弹的发射。它还从低地球轨道的太空发射和卫星收集观测数据。
这个巨人的计划被称为环棒。它由同心环组成，这些同心环由交替的段或杆连接，并沿其整个长度以相等的间隔隔开。与普通的TWT（其中无线电波沿螺旋线传播）相比，这种方案在电子束上产生更大的场强。强度越高，增益越高，效率越高。照片中的灯是雷神公司在1970年代初设计的；今天，它们是由L3Harris电子设备公司生产的。
Ubitron
查尔斯·恩德比（Charles Enderby）与泛
电子“自由电子激光”相继发明该术语的十五年之前，真空管就以相同的基本原理进行操作-泛电子[ ubitron ]，这是波状束相互作用[ boulding beam beam interaction ]的缩写。
泛子是1957年偶然发明的。加利福尼亚帕洛阿尔托的通用电气微波实验室的工程师罗伯特·菲利普斯（Robert Phillips）试图弄清为什么实验室中的一台TWT表现出振荡而另一台却没有振荡。比较两盏灯时，他注意到它们的磁聚焦变化，这导致光束在其中一盏灯中扭曲。他意识到这些起伏的振动会引起与波导中电磁波的周期性相互作用。这对于获得极高的峰值无线电功率很有用。因此泛素出现了。
在1957年至1964年之间，菲利普斯（Phillips）及其同事收集并测试了许多泛子。该部分开始处的照片摄于1963年，照片中的查尔斯·恩德比（Charles Enderby）拿着没有磁铁的泛子。该灯在70,000伏的电压下工作，在54 GHz的峰值时提供150 kW的功率-历时十年。但是，在1964年，由于没有能够处理这些能量的天线或波导，美国陆军停止了对该研究的资助。
今天的自由电子激光器使用与泛子相同的基本原理。菲利普斯（Phillips）甚至在1992年因其在此类激光器领域的研究而获得奖项。今天，这些激光器安装在粒子加速器的大型光源和X射线源中，并发出强大的电磁辐射。它用于研究化学键的动力学，光合作用，分析药物的作用方式以及产生适合研究气体巨人形成的温暖而稠密的物质。
阳具
法国的一个叫carcinotron的灯是冷战期间诞生的另一个有趣的例子。她与磁控管有关。它是1951年由伯纳德·爱泼斯坦（Bernard Epstein）从现在的泰勒斯公司（Thales）的CompagnieGénéraledeTélégraphieSans Fil（CSF）发明的。
像泛子一样，回旋加速器是为了解决传统灯的振荡问题而出现的。在这种情况下，振荡的源是在与电子束方向相反的方向上传播的供给波。爱泼斯坦发现振荡频率可以通过电压来调节，结果出现了一种后向灯的专利，该专利通过电压来调节[制造BWO的想法是在1948年由苏联科学家MF Stelmakh /大约提出的。翻译]。
20年来，在美国和欧洲使用的电子干扰器一直使用阳起子作为无线电波的来源。照片中的灯是CSF在1952年生产的第一批灯之一。它在2至4 GHz的S波段中提供了200瓦的功率。
考虑到其功率输出，回旋加速器非常紧凑。与永久聚焦磁铁一起使用时，500 W型号重8千克，尺寸为24×17×15厘米，比鞋盒略小。
Thales Electron Devices的真空电子专家Phillippe Touvenin向我解释说，这个奇怪的名字来自希腊语karkunos，意为小龙虾。毕竟，小龙虾向后移动。
双模行波灯
双模TWT是1970年代和1980年代在美国开发的一种奇异的微波真空管，目的是对付雷达。该灯可以产生低功率的连续波和高功率的间歇波，总共有两个：两个光束，两个电路，两个电子枪，两个聚焦磁铁，两个集电器-全部都在一个灯壳中。
它的主要优点是扩展了设备的功能-例如，计数器系统可以在两种模式下运行，具有连续的低功率波和间歇的高功率波，但具有单个发射器和简单的天线馈电。灯的短部分中的电子枪控制光栅负责间歇波，可以迅速切换灯的工作模式。自然，如果灯罩损坏，则两种功能都将停止工作。
照片中的灯是由雷神公司开发的，该公司于1993年被利顿电子设备公司收购。雷神公司/利顿公司和诺斯罗普·格鲁曼公司制造了双模TWT，但是它们的生产对于批量生产而言太复杂了，因此在2000年代初被淘汰了。
多光束速调管
正如我们许多人从学生中学到的那样，功率是电压乘以电流。要从真空管中提取更多的功率，可以增加电子束上的电压，但是必须增大管的尺寸并使电源复杂化。您也可以提高电子束电流，但是这样做有很多问题。您将需要确保该设备可以处理更高的电流，并且磁场可以安全地将电子移动通过电路-灯中与电子束相互作用的部分。
另外，随着转换能量所需的电子簇恶化，灯的效率通常随着电流的增加而降低。
所有这些缺点出现在具有单个电子束和单个电路的常规真空管中。但是，如果我们组织从几个阴极发出但又通过同一电路的几束光束怎么办？即使各个光束具有平均功率，总电流也将很高，并且不会影响设备的效率。
在1960年代，在美国，苏联和许多其他地方研究了这种多光束设备。在美国，这没有奏效，但在苏联，工作仍在继续，并成功引入了多光束速调管或MLK。在俄罗斯，许多此类灯已被使用，并用于各种领域，包括雷达。
该照片显示了法国Thomson Tubes Electroniques公司（现为Thales的一部分）于2001年制造的MLK的现代示例。它是在德国实验室的电子同步加速器（DESY）中开发的。欧洲实验室的X射线自由电子激光器使用了较新的版本。该灯使用七束光，总电流为137 A，峰值功率为10 MW，平均功率为150 kW。效率超过63％。相比之下，汤姆森单束速调管可提供5 MW的峰值功率和100 kW的平均功率，效率为40％。事实证明，就信号放大而言，一个MLK相当于两个传统的速调管。
同轴
我描述的所有灯都使用电子束。但是，在这种设备出现之前，在灯中使用了栅格-透明金属屏形式的电极。将它们放置在阴极和阳极之间，以控制或调节电子流。根据此类网格的数量，这些灯称为二极管（无网格），三极管（有一个网格），四极体（两个网格）等。低瓦数灯被称为“接收灯”，因为它们通常用于收音机或开关（请注意，灯在美国被称为“管”，在英国被称为“阀”）。
当然，他们还制作了带有支持大功率控制网格的灯。...发射灯已经在无线电发射器中使用-是的，是的。后来，这种灯开始在工业，科学和军事事务的各种有趣领域中使用。
在具有更多栅极的三极管和灯中，有一个阴极，一个控制电流的网格以及一个阳极或集电极（或极板）。它们中的大多数呈圆柱状，位于阴极的中心位置-通常是被电极围绕的线。
由RCA在1960年代初期开发的Coaxitron，是对圆柱设计的独特修改。电极沿半径方向延伸，从圆柱状同轴阴极到阳极。但是，在共轴加速器阴极上的电子发射器并不是唯一的-它位于整个圆周的分段中，许多加热的灯丝用作电子源。每个线都发出自己的小束电子。由于该束径向传播到阳极，因此不需要磁场来限制电子流。因此，考虑到它的显着水平的功率，大约为一兆瓦，该共轴加速器变得非常紧凑。
1兆瓦425 MHz同轴辐射管重59千克，长61厘米。尽管作为紧凑型超高频放大器，它的增益相当适中，为10至15 dB，但它是一个独特的设备。RCA希望在此类设备上制造加速器，但最终他们扎根于UHF雷达。而且尽管固态设备最近已取代了同轴加速器，但其中一些仍然可以在旧雷达系统中工作。
音频管Telefunken
与速调管或回旋加速器等兆瓦级怪物相比，其栅格处于功率和频谱相反端的灯的一个重要示例。 Telefunken VF14M曾被用作具有传奇色彩的Neumann U47和U48麦克风的放大器，因此受到音频工程师和音乐家的推崇。弗兰克·辛纳屈和甲壳虫乐队的制片人乔治·马丁更喜欢它们。顺便说一下，诺伊曼U47麦克风保存在伦敦的Abbey Road工作室博物馆中。灯泡名称中的字母M表示它适合用于麦克风。只有经Neumann测试的灯才收到该部件号。
VF14是五极管即，它具有五个电极，其中三个是网格。但是，在麦克风中，它的工作方式类似于三极管，并且三个栅格中的两个连接在一起并连接到阳极。这是由于据说三极管的音质更好。VF14灯丝加热阴极以发射电子，其工作电压为55V。这是有意为之的，因此可以以110 V的菊花链方式连接两个灯，从而降低了电源成本-这是战后德国的重要因素。
今天，您可以购买替代VF14M的芯片，甚至可以模拟55V灯丝，但是它们会替代热管声音吗？音频势利者当然不会同意这一点。