BE1000861A5 - Tube imageur. - Google Patents

Abstract

Un tube imageur dans lequel une image, en particulier dans l'infrarouge moyen, est guidée sur une mosaique d'éléments semi-conducteurs électriquement séparés, et dans lequel de l'énergie alors appliquée produit des électrons présentant des caractéristiques indiquant s'ils proviennent d'une partie de la mosaique frappée par de l'énergie définissant l'image, ces électrons étant alors aiguillés selon leurs caractéristiques; et en particulier dans lequel la mosaique présente un substrat à travers lequel l'image est introduite dans le tube.

Description

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  TUBE IMAGEUR. 



   La présente invention concerne des tubes imageurs, particulierement utiles avec des signaux   d'entree   situés dans le domaine de l'infrarouge moyen. 



   Des tubes imageurs utilisant des photocathodes à transmission sont bien connus. 



   La Demanderesse a découvert qu'un tube imageur particulièrement utile pour former des images de sources lumineuses infrarouges dans la gamme de longueurs d'ondes de 5 à 15 micromètres peut etre obtenu en   prevoyant une mosalque d'éléments   semi-conducteurs séparés électriquement dont les caractéristiques électriques sont modifiées par l'impact provenant des sources dont l'image est formée, ainsi que des moyens pour fournir, à partir de ces zones ainsi modifiées, des electrons en un motif correspondant à ampli fier. 



  Dans des formes   d'exécution préferées,   les électrons sont engendrés par l'impact, sur les éléments semiconducteurs, d'énergie du domaine de l'infrarouge proche choisie telle que seuls des électrons émis par des parties semi-conductrices   frappees   par de l'infrarouge moyen traversent un écran interposé entre les éléments semi-conducteurs et   1. 1n multip1icateur d'élec-   trons   ä   canaux, et les rayons du domaine de l'infrarouge moyen frappent les éléments semi-conducteurs après avoir traversé un substrat laissant passer l'infrarouge moyen, par exemple en germanium, pour l'ensemble des semi-conducteurs. 



   Dans une variante, des canaux d'une galette de microcanaux sont definis par des fibres optiques, l'amplification des electrons et la transmission de l'infrarouge proche se déplaçant dans des directions opposées, respectivement dans les canaux et les fibres. 



   La forme d'exécution préférée représentée au 

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 dessin présente la structure et le mode de fonction- 
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 nement décrits ci-après. 



   La Fig. 1 est une vue de la forme d'exécution préférée, en coupe verticale plus ou moins schématique, non à l'échelle, et avec une petite partie représentée à plus grande échelle, et la Fig. 2 est une vue en coupe verticale d'une partie de canal de la galette de microcanaux d'une variante de l'invention. 



   Un tube imageur conforme à l'invention est illustré au dessin et est indiqué dans l'ensemble en 10. 



   Le tube 10 comprend une enveloppe en céramique 12 entourant une partie cryogénique 14 et une partie   imageuse étanche   au vide 16, ces deux parties étant séparées par une paroi en germanium 18. 



   Une fenêtre 20 laissant passer la lumière visible est prévue dans l'enveloppe 12 et permet une observation visuelle. 



   Dans la partie imageuse 16, sur la paroi 18 est appliqué un revetement formant une electrode continue 22 qui porte plusieurs éléments à phototransistors semi-conducteurs séparés (indiqués collectivement en 24) formant une mosaïque. Les éléments 24 sont des carrés d'environ 75 micromètres de cote et sont espacés les uns des autres par des interstices d'environ 5 micromètres. Chaque élément semi-conducteur porte, sur sa face opposée a l'electrode continue 22, 
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 une électrode 26 en contact uniquement avec son élément une e semi-conducteur respectif de la mosaïque. La photocathode 28 recouvre les électrodes 26. Une grille en treillis 30 adjacente a la photocathode 28   s'etend   en travers de la partie 16.

   Une source d'émission de photons 34 a diode électroluminescente, d'une longueur d'onde de 850 nanomètres, est montée dans la partie 16 

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 entre la paroi 18 et la galette de microcanaux 42. 
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  La fenêtre en germanium 40 coopère avec le ere avec disque en germanium 18 et l'enveloppe en céramique 12 (indiquée schématiquement et s'étendant à partir d'un endroit situé autour de la fenêtre 40 sur toute la longueur du tube afin d'entourer la fenêtre 20) pour définir une zone d'écoulement pour de l'hélium   ä   moins   180oC les   conduites   d'entree   et de sortie 42 et 44 pour l'helium sont indiquées schématiquement. 



   La zone 16, qui va du disque en germanium 18 à la couche luminescente 46 sur la fenetre 20, est évidemment sous vide. 



   En fonctionnement, un rayonnement infrarouge moyen de 10 micromètres de longueur d'onde, qui définit une image, pénètre dans le tube 10 à travers la fenêtre 40 et le substrat 18. L'impact des rayons infrarouges de 10 micromètres sur certains des é1éments à transistors semi-conducteurs 24 les fait passer à un potentiel négatif de 100 millivolts. En même temps, la source 34 fournit continuellement à la photocathode 28, un rayonnement à une longueur d'onde d'émission de 850   manomètres ?   la photocathode 28 a un seuil photo- émissif de 900 nanomètres, de sorte que le rayonnement provenant de la source 34 force la photocathode 28 à émettre des   photo-é1ectrons   à une énergie cinétique d'environ 80 millivolts.

   Le potentiel sur la grille en treillis 30 est de moins 125 millivolts, de sorte qu'un électron avec une energie de potentiel de 80 millivolts est incapable de la traverser. Cependant, lorsqu'une zone de la photocathode 28 est en contact avec un   element   d'electrode 26 qui est en contact avec un élément semi-conducteur 24 qui   a été exposé à l'infra-   rouge moyen, le potentiel de cette zone de la photocathode 28 est réduit à moins   100   millivolts, ce qui rend la chute de tension entre cette zone et la grille 

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 30 égale ä 25 millivolts seulement, permettant      des electrons de cette zone de la photocathode 28 de pénétrer dans la grille, selon un motif correspondant au motif du faisceau infrarouge frappant le tube. 



   Les electrons qui quittent ainsi la photocathode 28 pénètrent dans la galette de microcanaux 32 dans laquelle le signal est amplifié et à partir de laquelle il   parvient,   en traversant un espace sous vide, sur la surface de la fenetre 20 qui est revetue de matière luminescente 46, cette matière luminescente convertissant les électrons en lumière visible qui est 
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 vue à travers 1a fenêtre 20. vue a 
Les é1éments semi-conducteurs en mosaïque peuvent être des éléments photoconducteurs, photovoltaïques ou semi-conducteurs à isolateur métallique. 



  En variante, un faisceau d'électrons peut être utilisé pour produire un potentiel variable dans la photocathode. Le rayonnement parvenant sur la photocathode afin de l'amener   val   produire des électrons peut etre intermittent ou continu. Dans la forme d'exécution actuellement préférée, l'enveloppe en céramique 12 est remplacée par des anneaux isolants en céramique entre de courts cylindres métalliques portant les électrodes. 



   Bien entendu, l'invention n'est en aucune manière limitée aux détails d'exécution décrits auxquels de nombreux changements et modifications peuvent être apportés sans sortir de son cadre.

Claims (5)

1. EMI5.1

   R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. - Tube imageur pour former des images d'un rayonnement, caractérisé en ce qu'il comprend : une mosalque d'éléments semi-conducteurs EMI5.2 espaces reagissant % a espacés réagissant à l'impact de ce rayonnement par un changement d ' état électrique, les dits elements semi- conducteurs émettant des électrons lors de la réception de photons, des moyens pour envoyer un flux de photons sur la mosalque de façon à émettre les dits electrons, des moyens à effet de porte pour permettre le passage des seuls électrons émis provenant des éléments semi-conducteurs subissant l'impact du rayonnement, et un multiplicateur d'électrons à canaux pour amplifier les électrons qui sont passés.
2. 2.-Tube imageur suivant la revendication l, caractérisé en ce que la mosalque est supportée par un substrat, ce substrat étant transparent au rayonnement.
3. 3.-Tube imageur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le substrat est en germanium.
4. 4.-Tube imageur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le multiplicateur d'é1ectrons a canaux comporte des parois de canaux comprenant un grand nombre de fibres optiques.
5. 5. - Multiplicateur d'électrons à canaux, caractérisé en ce que les parois des canaux comprennent un grand nombre de fibres optiques.