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Elektrische Entladungsröhre mit einem Fluoreszenzschirm zum Umwandeln eines Elektronenbildes in ein Lichtbild
Elektrische Entladungsröhren mit einem Fluoreszenzschirm zum Umwandeln der Elektronenenergie in Licht finden als Bildwandler, Elektronenmikroskope und Wiedergaberöhren für Fernsehen und Oszillographie Verwendung. Die Bildwandler und Elektronenmikroskope unterscheiden sich von den Wiedergaberöhren dadurch, dass ein Elektronenbild in ein Lichtbild umgewandelt wird und dabei die Lumineszenz von einem Elektronenstrom mit einer viel geringeren Dichte als die des für die Umwandlung in Licht bei Wiedergaberöhren verwendeten Elektronenstromes erzeugt wird. Die Erfindung bezieht sich auf Entladungsröhren vom zuerst erwähnten Typ, die mit einem Entladestrom arbeiten, dessen Dichte weniger als 10-9 AI cm2 ist.
Die Elektronenergie in solchen Röhren übersteigt meist 20 000 eV.
Es ist bekannt, dass die Unterscheidung von Helligkeitsdifferenzen bei geringer Lichtstärke durch sogenanntes zerstreutes Licht, das durch Lichtreflexionen in der Röhre und durch die Erregung von Fluoreszenzzentren im Fluoreszenzschirm durch sekundäre oder vagabundierende Elektronen und ionisierte Gasmoleküle entsteht, erschwert wird. Es sind bereits Mittel verwendet worden, um diese Erscheinung zu verringern, und dabei hat es sich herausgestellt, dass die parasitäre Lichterzeugung zwar herabgesetzt, aber nicht völlig unterdrückt werden kann.
Die Erfindung bezweckt, die Kontrastwahrnehmbarkeit zu verbessern und somit zu begünstigen, dass die kleinstmöglichen für die Bilderzeugung nützlichen Differenzen in der Elektronenintensität sichtbar in denjenigen Teilen des Bildes wiedergegeben werden, deren Helligkeit sich wenig vom Umgebungslicht unterscheidet.
Gemäss der Erfindung besteht der Fluoreszenzschirm aus einem Leuchtstoff von dem Typ, bei dem durch Anregung die Elektronen in ein LeitUngsband gelangen, welcher Stoff einen Nickelgehaltvon 10-5 bis 10-7 g pro g Leuchtstoff hat.
Es sei bemerkt, dass Leuchtstoffe bekannt sind, welche die erwähnte Nickelmenge enthalten. Es sind Untersuchungen durchgeführt worden, um die Einwirkung des Nickelgehaltes auf den Lichtwirkungsgrad und die Nachleuchtdauer zu ermitteln. Dabei wurde gefunden, dass unter der Einwirkung von Ultraviolettstrahlung die Nickelelemente sogenannte Löschzentren bilden, wodurch die Stoffe eine bemerkenswerte Supralinearität aufweisen. Diese Erscheinung war bei Bestrahlung mit Elektronen nicht nachweisbar.
Die Erfindung bezieht sich auf fortgesetzte Versuche hinsichtlich der mehr als linearen Zunahme des Fluoreszenzlichtes bei Elektronenbestrahlung. Es stellt sich heraus, dass die Wirksamkeit der Nickelelemente als Löschzentren in Leuchtstoffen von dem Typ, bei dem durch Anregung die Elektronen in ein Leitungsband gelangen, bei Bestrahlung mit geringer Dichte durch Elektronen mit nicht zu geringer Energie zu einem bemerkenswert positiven Ergebnis führt. Verringerung des nachteiligen Einflusses des Streulichtes auf die Kontraste bei der Bilderzeugung in Bildwandlern und Elektronenmikroskopen erweist sich bei Verwendung solcher Leuchtstoffe als sehr gut möglich.
Besonders geeignet in dieser Hinsicht ist mit Silber aktiviertes Zinkkadmiumsulphid vom Typ [pZn- (l-p) Cd] S-qAg-yNi, bei dem der Silbergehalt entsprechend den als bekannt vorausgesetzten Erkenntnissen gewählt ist.
Wenn lediglich oder im wesentlichen Streustrahlung unterdrückt werden soll, wird der Nickelgehalt so bemessen, dass die Supralinearität bereits bei einer Stromdichte, die zwar grösser als die Intensität der Streustrahlung ist, aber sich von dieser nicht stark unterscheidet, aufzutreten anfängt. Die im für die
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Bilderzeugung nützlich verwendeten Elektronenstrom vorkommenden Stromdichten liegen dann tunlichst im Bereich, in dem die Umwandlung von Elektronenenergie in Licht linear stattfindet. Um auch Kontrastverbesserung zu erhalten, wird dafür gesorgt, dass der ganze Bereich der Stromdichte, wenigstens jedoch der Teil, für den die Kontrastverbesserung erwünscht wird, im supralinearen Bereich liegt.
Um den Wirkungsgrad möglichst hoch zu halten, wird die Stromdichte, bei der die Supralinearität aufzutreten anfängt, in beiden Fällen nicht höher gewählt als unbedingt notwendig ist.
Weiter wurde gefunden, dass der Nickelgehalt für Elektronen hoher Energie, z. B. 100000 eV, kleiner als für Elektronen geringerer Energie, z. B. 25000 eV, sein kann. Es wird angenommen, dass die Differenz in der Eindringungstiefe bei Elektronen mit hoher und niedriger Energie hiebei eine Rolle spielt.
In der Zeichnung ist das beabsichtigte Ergebnis graphisch dargestellt. Die zueinander senkrechten Koordinaten geben im doppellogarithmischen Koordinatensystem willkürlich Einheiten an. Wenn der spezifische Lichtstrom If eines Fluoreszenzschirmes proportional der Dichte des Elektronenstromes le ist, gibt eine Linie 1 unter einem Winkel von 450 in diesem Koordinatensystem diese Beziehung an. Die supralineare Eigenschaft ist durch einen gekrümmten Teil 2 dargestellt.
Betrachtet man die den Werten a und b der Elektronendichte entsprechenden Werte des spezifischen Lichtstroms, so sieht man, dass die Differenz zwischen den Werten c und d, die hiebei gefunden werden, im Falle eines Leuchtstoffes mit linearer Kennlinie erheblich kleiner als die Differenz zwischen den Werten d und e ist, die im Falle eines Stoffes mit supralinearer Kennlinie gelten. Weil diese Differenzen den Kontrast bestimmen, ergibt sich aus vorstehendem, dass, wenn der Wert a die Intensität des Streulichtes angibt, die Einwirkung dieses StreulichtesaufdenKontrastim Bild durch die Verwendung des Stoffes, für den die Kurve 2 gilt, erheblich verringert ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektronenentladungsröhre von dem Typ, bei dem die Elektronendichte weniger als 10-9 A/cm2 ist, mit einem Fluoreszenzschirm zum Umwandeln der Elektronenenergie in Licht, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluoreszenzschirm aus einem Leuchtstoff von dem Typ besteht, bei dem durch Anregung die Elektronen in ein Leitungsband gelangen, welcher Stoff einen Nickelgehalt von 10-5 bis 10-7 g pro g Leuchtstoff hat.