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Feststoff-Bildverstärker zur Wiedergabe von durch Strahlungsimpulse
erzeugten Bildern Es sind Bildwiedergabevorrichtungen beschrieben - sogenannte Feststoff-Bildverstärker
-, bei denen ein elektrolumineszierendes Material gemeinsam mit einem :Material,
dessen elektrische Eigenschaften durch elektromagnetische und/oder Korpuskularstrahlen
beeinfiußt werden - weiter unten als photoempfindliches Material bezeichnet -, zwischen
zwei Elektroden angebracht ist, denen eine elektrische Spannung zugeführt wird und
von denen mindestens eine durchsichtig ist. Bei einer solchen Einrichtung steuern
die durch Bestrahlung hervorgerufenen Änderungen im photoempfindlichen Material
die Lichtemission des elektrolumineszierenden Materials.
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Eine solche Einrichtung kann z. B., wie dies schaubildlich in Fig.
1 der Zeichnung dargestellt ist, aus einer Anzahl unmittelbar aneinanderliegender
Schichten bestehen, die auf einer nicht dargestellten Glasplatte oder zwischen zwei
solchen Platten angebracht werden können. Die Einrichtung nach Fig. 1 enthält in
der Reihenfolge, von links nach rechts gesehen, eine dünne, durchsichtige Elektrode
1, eine photoempfindliche Schicht 2, z. B. aus Cadmiumsulfid, eine Zwischenschicht
3, worüber Näheres weiter unten gesagt wird, eine elektrolumineszierende Schicht
4 und eine zweite durchsichtige Elektrode 5. An die Elektroden 1 und 5 wird eine
Wechselspannung Z' gelegt, für welche die Schichten 2, 3 und 4 in Reihe liegen.
Wird durch ein von links eintreffendes Strahlenbündel S auf der photoempfindlichen
Schicht 2 ein Bild erzeugt, wodurch die elektrische Leitfähigkeit des illaterials
und somit die elektrische Impedanz dieser Schicht örtlich in Abhängigkeit von der
Intensität dar eintreffenden Strahlung geändert wird, so ändert sich die Verteilung
der Spannung h über die verschiedenen Schichten auch in einem größeren oder kleineren
Ausmaß.
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Infolgedessen emittiert die elektrolumineszierende Schicht 4 Licht
L (Fig. 1) im Muster des auf der photoempfindlichen Schicht 2 erzeugten Bildes.
Auf diese Weise läßt sich die Intensität eines durch die Strahlung S erzeugten Bildes
verstärken, wobei, wenn (las Bündel S aus nicht sichtbaren (z. B. Röntgen-) Strahlen
besteht, das Bild nicht nur verstärkt, sondern auch sichtbar gemacht wird, Wenn
die photoempfindliche Schicht 2 gegen das von der Schicht 4 ausgesandte Elektrolumineszenzlicht
empfindlich ist und dieses Licht auf die photoempfindliche Schicht einwirken kann,
tritt Rückkopplung ein, die zu einer Instabilität der Einrichtung veranlassen kann.
Diese Rückkopplung läßt sich durch Anbringung einer Zwischenschicht 3 (Fig. 1) vermeiden,
die dazu derart gewählt ist, daß sie das in der Richtung der photoempfindlichen
Schicht ausgestrahlte Elektrolumineszenzlicht zurückhält. Damit das Muster des Bildes
nicht gestört wird, muß diese Zwischenschicht in Richtungen in ihrer Ebene einen
hohen Widerstand haben. Die Zwischenschicht kann z. B. aus einem schwarzen Lack
oder einem Mosaik sehr kleiner Metallinseln bestehen, wie dieses z. B. in Bildaufnahmeröhren
verwendet wird.
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Die Empfindlichkeit eines Feststoff-Bildverstärkers, ähnlich wie die
eines Wechselspannungsverstärkers, läßt sich mittels Rückkopplung erhöhen. Wenn
die Rückkopplung so gering ist, daß keine Instabilität auftritt, treten keine besonderen
Schwierigkeiten dabei auf.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine so starke Rückkopplung anzuwenden,
daß der Bildverstärker äußerst instabil ist. Dazu wird die in Fig. 1 dargestellte
Zwischenschicht 3 völlig weggelassen; die Wechselspannung V wird nicht kontinuierlich
zugeführt, sondern periodisch unterdrückt. Letzteres verhütet, daß die elektrolumineszierende
Schicht vollständig in einen Zustand maximaler Lichtemission gerät und darin bleibt.
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Feststoff-Bildverstärker können unter anderem zur Wiedergabe von Fernseh-
und Radarbildern verwendet werden. Dabei kann ein bereits auf einem Schirm einer
Elektronenstrahlröhre sichtbares Bild auf dem photoempfindlichen Material optisch
abgebildet werden. Es ist jedoch auch möglich, den Bildverstärker in die Elektronenstrahlröhre
einzubauen
und das Elektronenbündel selber als die das photoempfindliche
Material beeinflussende Strahlung zu benutzen.
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Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung zu schaffen, bei der ähnlich
wie bei der vorerwähnten Anwendung das auf dem photoempfindlichen Material erzeugte
Strahlungsbild punktweise in einer zeitlichen Reihenfolge erzeugt wird oder auch,
ähnlich wie bei Stroboskopie und durch Wechselspannung erzeugten Röntgenstrahlen,
das Strahlungsbild periodisch vollständig vorhanden ist, im allgemeinen, gesagt,
eine Einrichtung, bei der das wiederzugebende Bild durch Strahlungsimpulse erzeugt
wird, wobei auf andere, einfachere Weise als vorher eine zur Instabilität veranlassende
Rückwirkung des Elektronienlumineszenzlichtes auf das photoempfindliche Material
benutzt wird.
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Gemäß der Erfindung hat eine solche Einrichtung mit einem Bildverstärker
eingangs erwähnter Art das Merkmal, daß das _ Elektrolumineszenzlicht in einem solchen
Ausmaß auf das photoempfindliche Material rückwirkt und die Wechselspannung, die
kontinuierlich während des Betriebes an den Elektroden wirksam ist, derart gewählt
ist, daß die statische Kennlinie des Bildverstärkers zwischen einem unteren und
einem oberen Zweig ein instabiles Gebiet hat, das jedoch derart beschränkt ist,
daß der Bildverstärker sich beim Fehlen des wiederzugebenden Strahlungsbildes in
einen Zustand einstellt, der durch einen Punkt des, unteren Zweiges dieser Kennlinie
außerhalb des instabilen Gebietes angegeben wird.
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Unter der statischen Kennlinie des Bildverstärkers ist die Kurve zu
verstehen, die für die Gleichgewichtszustände die Beziehung zwischen der Intensität
einer von einer äußeren. Quelle stammenden, auf das photoempfindliche Material
einwirkenden Strahlung und der Intensität des infolgedessen durch das elektrolurnineszi:erende
Material ausgesandten Elektrolumineszenzlichtes angibt. Bei dem Bildverstärker nach
Fig.1 bezeichnet sie also die Beziehung zwischen der Intensität von S und der zugehörenden
Intensität von L.
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Die Erfindung wird an Hand der Fig. 2 bis 7 der Zeichnung erläutert,
in der Fig.2 den Einfluß veranschaulicht, den das Maß der Rückkopplung auf die statische
Kennlinie eines Feststoff-Bildverstärkers nach Fig. 1 ausübt, Fig.3 den Einfluß
veranschaulicht, den die Größe der Spannung an den Elektroden unter im übrigen gleichen
Bedingungen hat, Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Beispiels der Einrichtung
nach der Erfindung ist, Fig. 5 eine Einzeldarstellung dieser Einrichtung ist, Fig.
6 und 7 Zeitdiagramme zeigen, welche die Beziehung zwischen verschiedenen Strahlungsimpulsen
eines durch die Einrichtung nach Fig. 4 wiederzugebenden Bildes und dem infolgedessen
ausgesandten Elektrolumineszenzlicht darstellen.
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Das Maß der Rückkopplung wird bei einem Feststoff-Bildverstärker bedingt
durch: 1. den Bruchteil des erzeugten Elektrolumineszenzlichtes, das auf das photoempfindliche
Material einwirken kann. Bei dem Bildverstärker nach Fig.1 wird dieser Bruchteil
durch die Durchlässigkeit der Zwischenschicht 3 für das Elektrolumineszenzlicht
bedingt; es sei bemerkt, daß die Leistung für alle im Elektrolumineszenzlicht vorhandenen
Wellenlängen nicht gleich zu sein braucht; die Zwischenschicht kann farbig sein
und somit selektive Absorption aufweisen; 2. die Empfindlichkeit des photoempfindlichen
Materials für Licht mit derselben spektralen Zusammensetzung wie der dieses Material
treffende Bruchteil des erzeugten Elektrolumineszenzlichtes.
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Es kann dabei von Bedeutung sein, inwiefern solches Licht den Teil
mit dem photoempfindlichen Material ganz oder nur teilweise durchdringen kann. Bei
dem Bildverstärker nach Fig. 1 kann somit die Stärke und die Art der photoempfindlichen
Schicht ein wichtiger Faktor sein.
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-Diee statische Kennlinie eines Feststoff-Bildverstärkers wird nicht
nur durch die Art und die Beschaffenheit des photoempfindlichen und des elektrolumineszierenden
Materials, sondern auch durch den Wert der Spannung an den Elektroden, die Frequenz
dieser Spannung und das Maß der Rückwirkung des Elektrolumineszenzlichtes auf das
photoempfindliche Material bedingt.
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In bezug auf letzteres zeigt Fig.2 verschiedene Kennlinien, die sich
auf unter denselben Bedingungen wirksame Bildverstärker beziehen, bei denen nur
das Maß der Rückkopplung verschieden ist.
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In Fig. 2 ist, ähnlich wie bei der weiter unten zu erörternden Fig.
3, waagerecht die Intensität S einer das photoempfindliche Material treffenden Strahlung,
die von einer äußeren Strahlungsquelle stammt und die mit zunehmender Intensität
die ursprüngliche sehr geringe Leitfähigkeit des photoempfindlichen Materials stets
mehr zunehmen läßt, und senkrecht die Intensität L des Elektrolumineszenzlichtes
aufgetragen. Die Kurve, die dadurch gefunden wird, daß für jeden konstanten Wert
von S der zugehörende Wert von L aufgezeichnet wird, wird hier die Kennlinie genannt.
Der Ausdruck statisch ist hier angewandt, @um anzugeben, daß es sich hier um Gleichgewichtszustände
handelt - die im übrigen labil sein können - und somit Trägheit oder Nachwirkung
der angewandten Stoffe außer Betracht gelassen werden.
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Im allgemeinen hat die Kennlinie eines Feststoff-Bildverstärkers einen
unteren und einen oberen Zweig, die durch einen ansteigenden Teil verbunden sind,
der in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren mehr oder weniger stark gekrümmt
ist, sogar zurückbiegen kann, wie weiter unten erläutert wird.
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In Fig. 2 bezeichnet die Kurve 21 die Kennlinie eines Bildverstärkers
nach Fig. 1, wobei die Zwischenschicht 3 für das Elektrolumineszenzlicht vollkommen
undurchlässig ist, wobei also keine Rückkopplung eintritt. Die Spannung an den Elektroden
wird hier durch h3 bezeichnet. Bei derselben Spannung an den Elektroden kann die
Kennlinie eines Bildverstärkers, der wohl eine gewisse Rückkopplung hat, da die
Zwischenschicht das Elektrolumineszenzlicht einigermaßen durchläßt, durch die Kurve
22 wiedergegeben werden. -Im Gegensatz zu der Kennlinie 21 hat diese Kurve zvrei
Punkte, d. h. A (zugehörendes S ist S1) und D
(zugehörendes S ist S2),
an denen sie zurückbiegt, d. h., die Tangente an diesen Punkten ist senkrecht. In
einem solchen Falle ist der Bildverstärker nicht unter allen Verhältnissen stabil.
Bei zunehmendem S nimmt L beim Erreichen des Punktes A mehr oder weniger
schroff zu bis zum Punkt B senkrecht über A,
worauf der obere Zweig
B-C der Kurve gültig wird. Wird S darauf wieder verringert, so folgt
L dem oberen Zweig zurück bis zum Punkt D. Beim Erreichen dieses Punktes
nimmt L auch mehr oder weniger schroff ab und gelangt wieder an den Punkt E, senkrecht
unter D am unteren Zweig F-.4 der Kurve 22. Das durch E-A-B-D-E in Fig.2
umrahmte schraffierte Gebiet ist also ein Gebiet instabiler Zustände;
der
zu berechnende theoretische Verlauf der Kurve 22 in diesem Gebiet wird durch die
gestrichelte Linie angegeben.
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Da die Linie S=O außerhalb dieses instabilen Gebietes liegt, stellt
ein Bildverstärker mit einer Kennlinie entsprechend der Kurve 22 in Fig. 2 heim
Fehlen äußerer Strahlung auf das photoempfindliche Material sich stets derart ein,
daß das Elektrolumineszenzlicht minimal ist (unterer Zweig der Kennlinie). Dies
ist, unter im übrigen gleichen Verhältnissen, anders bei einem Bildverstärker, bei
dem die Kennlinie die Form der Kurve 23 hat. Eine solche Kennlinie ergibt sich,
indem eine größere Rückkopplung angewandt wird, als bei dem Bildverstärker vorhanden
ist, bei dem die Kennlinie 22 zutrifft. Diese größere Rückkopplung läßt sich durch
eine größere Durchlässigkeit der Zwischenschicht 3 (Fig. 1) verwirklichen. Da die
Kurve 23 mehr als einen Schnittpunkt mit der Linie S=00 hat, wodurch diese Linie
das instabile Gebiet durchläuft, läßt sich durch Reduktion der äußeren Strahlung
S auf Null ein Bildverstärker mit einer solchen Kennlinie nicht mehr aus einem durch
ein-en Punkt am oheren Zweig C-H angegebenen Zustand in einen Zustand bringen, der
durch einen Punkt am unteren Zweig F-G angegeben wird (G ist der Punkt mit senkrechter
Tangente). Dies ist nur möglich beim Unterdrücken der Spannung an den Elektroden
oder wenigstens durch erhebliche Verringerung dieser Spannung. Dies trifft zu bei
dem vorerwähnten Verfahren mit einem Bildverstärker mit einer solchen starken Rückkopplung
(Zwischenschicht 3 vollständig weggelassen).
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Während Fig. 2 verschiedene Kennlinien zeigt, die für dieselbe Elektrodenspannung,
jedoch mit verschiedener Rückkopplung gelten, zeigt Fig. 3 Kennlinien, die gefunden
werden, wenn bei dem gleichen Maße der Rückkopplung die Größe der Elektrodenspannu.ng
geändert wird. Es wird von einem Bildverstärker ausgegangen, bei dem bei einer Elektrodenspannung
T13 eine Kennlinie gleich der Kurve 22 in Fig. 2 gefunden wird. Diese Kennlinie
ist auch in Fig. 3 dargestellt und mit 30 bezeichnet. Bei einer niedrigeren Elektrodenspannung
T12 wird bei demselben Bildverstärker eine Kurve 31 gefunden, die keine Punkte mit
senkrechter Tangente hat und somit kein instabiles Gebiet besitzt. Bei einer noch
niedrigeren Spannung V1 hat die Kennlinie die Form der Kurve 32, die noch flacher
verläuft. Wird hingegen die Elektrodenspannung erhöht bis zu einem Wert T14, der
größer als T13 ist, so nimmt die Instabilität zu, wobei die Kennlinie wieder die
Linie S=0 schneiden kann (Kurve 33).
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Die Frequenz der den Elektroden des Bildverstärkers zugeführten Spannung
hat praktisch nur einen Einfluß auf die Lage des unteren und des oberen Zweiges
der Kennlinie. Die Werte von S, für welche die Kennlinie eine senkrechte Tangente
besitzt, sind wenig von der Frequenz der Wechselspannung abhängig.
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Aus vorstehendem ist ersichtlich, daß man bei, einem Feststoff-Bildverstärker
die Form der Kennlinie durch die Wahl des Rückkopplungsmaßes und der Größe der Spannung
an den Elektroden regeln kann. Dies wird bei: der Einrichtung nach der Erfindung
ausgenutzt.
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Fig. 4 zeigt schematisch ein Beispiel einer Einrichtung nach der Erfindung.
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Der Schirm einer Elektronenstrahlröhre 40 wird mittels eines optischen
Systems 41 auf der photoempfindlichen Schicht 45 eines durch 42 bezeichneten Feststoff-Bildverstärkers
abgebildet. Letzterer wird durch ein--, durchsichtige, flache Elektrode 44, eine
photoempfindliche Schicht 45, eine Zwischenschicht 46, eine elektrolumineszierende
Schicht 47, eine zweite durchsichtige, flache Elektrode 48 und schließlich eine
Glasplatte 43 als Basis gebildet. Die Elektrode 44 kann aus einer durchsichtigen
Schicht aus Metall, z. B. Gold, bestehen, und die Elektrode 48 kann durch eine sehr
dünne Schicht aus leitendem Zinnoxyd auf der Glasplatte 43 gebildet werden.
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Die photoempfindliche Schicht 45 besteht im wesentlichen aus Cadmiumsulfid,
das mit Kupfer und Gallium aktiviert ist, und hat eine Stärke von etwa 500 Die Schicht
47 besteht im wesentlichen aus einem elektrolumineszierenden Pulver, das durch ein
mit Kupfer und Aluminium aktiviertes Zinksulfid und Harnstofformaldehyd gebildet
wird; die Stärke dieser Schicht ist etwa 50 u. Die Zwischenschicht 46 ist derart,
daß die Durchlässigkeit für das von der Schicht 47 stammende Elektrolumineszenzlicht
etwa 0,01 beträgt, d. h. daß nur etwa 1% des in der Richtung der photoempfindlichen
Schicht 45 ausgestrahlten Elektrolumineszenzl.ichtes auf diese Schicht einwirken
kann. Die Zwischenschicht 46 kann aus einem in einem Kunststoff suspendierten organischen
Farbstoff, z. B. Anilinschwarz, bestehen, der das Elektrolumineszenzlicht absorbiert.
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Statt einer absorbierenden Zwischenschichtkann man zwischen der photoempfindlichen
und der elektrolumineszierenden Schicht eine reflektierende Schicht, gegebenenfalls
gemeinsam mit einer absorbierenden Schicht, verwenden, wenn nur dafür gesorgt wird,
daß der erwünschte Bruchteil des Elektrolumineszenzlichtes (in diesem Fall etwa
1%) die photoempfindliche Schicht erreichen kann. Die Anwendung einer reflektierenden
Schicht unmittelbar auf der elektrolumineszierenden Schicht, welche reflektierende
Schicht z. B. aus Titanoxyd in Harnstofformaldehyd bestehen kann, hat den Vorteil,
daß die Menge nach rechts ausgesandten, also wahrnehmbaren Lichtes vergrößert wird.
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Um zu verhüten, daß das durch einen Bildpunkt der elektrolumineszierenden
Schicht ausgesandte, von der Zwischenschicht 46 durchgelassene Elektrolumineszenzlicht
auf einen größeren Teil der photoempfindlichen Schicht einwirkt, als dem zugesetzten
Bildpunkt entspricht, ist zwischen diesen Schichten, vorzugsweise unmittelbar auf
der elektrolumineszierenden Schicht, ein Raster schwarzer Linien vorgesehen. Diese
Linien, die in Fig. 5, die eine Vorderansicht des Bildverstärkers 42 mit teilweise
weggenommenen Schichten zeigt, mit 50 bezeichnet sind, haben eine Breite, die etwa
gleich der Stärke der Schicht 47 oder größer als diese ist, während der gegenseitige
Abstand ein Vielfaches dieses Wertes beträgt. Dieser gegenseitige Abstand bedingt
die Schärfe des Elektrolumineszenzbildes. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Linien
ein rechtwinkliges Raster bilden; dies ist jedoch nicht erforderlich; die Linien
können z. B. aus parallelen Wellenlinien, z. B. sinusförmigen Linien, bestehen,
was bei Röntgenverstärkungsschi,rmen zum Unterdrücken der Streuung bekannt ist.
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Mittels der Wechselspannungsquelle 49 wird den Elektroden 44 und 48
des Feststoff-Bildverstärkers 42 kontinuierlich eine einstellbare, im übrigen konstante
Wechselspannung I10 zugeführt, die im dargestellten Fall etwa 350 V beträgt. Die
Frequenz dieser Spannung beträgt etwa 104 Hz.
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Gemäß der Erfindung sind das Maß der Rückkopplung und die Größe der
Elektrodenspannung h0 derart, daß die Kennlinie des Bildverstärkers 42 eine
Form
entsprechend den Kurven 22 und 30 nach den Fig. 2 und 3 hat. Dies bedeutet, daß
beim Fehlen eines Bildes auf dem Schirm der Elektronenstrahlröhre 40 der Verstärker
sich in einen Zustand auf den unteren Zweig der Kennlinie einstellt und daß kein
oder wenig Elektrolumineszenzlicht in der Schicht 47 erzeugt wird.
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Wenn auf dem Schirm der Elektronenstrahlröhre 40 ein Bild, z. B. ein
Fernseh- oder ein Radarbild, gezeichnet wird, empfängt jeder Bildpunkt der photoempfindlichen
Schicht 45 einmal in der Bildperiode einen mehr oder weniger starken Lichtimpuls.
Es kann dabei unterschieden werden zwischen dem Fall, in dem der Schirm der Elektronenstrahlröhre
40 nur kurz nachleuchtet, und dem Fall, in dem der Schirm eine Nachleuchtzeit besitzt,
die größer ist als die Trägheit des Feststoff-Bildverstärkers 42. Diese Trägheit
wird durch die Trägheit des photoempfindlichen Materials der Schicht 45 und etwaige
Nachwirkung der elektrolumineszierenden Schicht bedingt.
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Für den Fall einer kurzen Nachleuchtzeit des Schirmes der Elektronenstrahlröhre
zeigt Fig.6 ein Zeitdiagramm, aus dem der Einfluß der Stärke des Lichtimpulses auf
die infolgedessen ausgesandte Menge des Elektrolumineszenzlichtes ersichtlich ist.
Es wird angenommen, daß ein Bildpunkt der photoempfindlichen Schicht 45 zunächst
von einem Lichtimpuls 61 getroffen wird, dessen Intensität nur wenig größer ist
als S1 (s. die Fig. 2 und 3), und um eine Bildperiode später von einem Lichtimpuls
62 mit wesentlich größerer Intensität. Infolge beider Impulse wird der Bildpunkt
der elektrolumineszierenden Schicht, der dem betreffenden Bildpunkt der photoempfindlichen
Schicht zugeordnet ist, in einen Zustand geführt, der durch einen Punkt am oberen
Zweig der Kennlinie angedeutet wird. Die Intensität des Elektrolumineszenzlichtes
ist in diesem Augenblick in beiden Fällen L0 entsprechend dem größten Teil des oberen
Zweiges. Da die Intensität des Lichtimpulses 61 bedeutend weniger den Wert S1 als
die Lichtimpulses 62 überschreitet, liegt der Punkt, der den Zustand des Bildpunktes
der elektrolumineszierenden Schicht angibt, für den ersteren bedeutend näher zum
Punkt B als für letzteren. Dies hat zur Folge, daß am Ende beider Lichtimpulse,
wenn der Zustand des Bildpunktes der elektrolumineszierender Schicht sich längs
des oberen Zweiges der Kennlinie zum Punkt D zurückbewegt, das Elektrolumineszieren
des Bildpunktes der elektrolumineszierenden Schicht für den Lichtimpuls 61 weniger
länger dauert als für den Lichtimpuls 62. Der Rücklauf längs des oberen Zweiges
vollzieht sich mit einer Geschwindigkeit, die in erster Instanz durch die Trägheit
des photoempfindlichen Materials und auch durch den Abstand zwischen der Linie S=0
und dem instabilen Gebiet, d. h. den Abstand F-E, bedingt wird. Nachdem der durch
Punkt D angegebene Zustand erreicht ist, nimmt, wie dies vorstehend in bezug auf
die Kurve 22 beschrieben ist, die Elektrolumineszenzinbensität schnell ab. In Fig.
5 ist durch eine strichpunktierte Linie 63 bzw. 64 der aus der elektrolumineszierenden
Schicht stammende Lichtimpuls angegeben, der dem Lichtimpuls 61 bzw. 62 entspricht.
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Die Impulse 63 und 64 bestehen eigentlich aus je einer großen Anzahl
aufeinanderfolgender Lichtimpulse, da das elektrolumineszierende Material nicht
kontinuierlich elektroluminesziert, sondern einmal in der halben Periode der Wechselspannung
an den Elektroden aufleuchtet. Die dargestellten Impulse 63 und 64 sind tatsächlich
die Umhüllenden dieser Reihen von Lichtimpulsen. Es sei bemerkt, daß die senkrechte
Skala für die Lichtimpulse auf der photoempfindlichen Schicht (S-Skala) anders ist
als für die Lichtimpulse von der elektrolumineszierenden Schicht (L-Skala), so daß
das Verhältnis der Höhen der beiden Arten von Impulsen in Fig. 6 kein Maß für ihr
Intensitätsverhältnis ist.
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Da, wie verstehend beschrieben ist, die Zeit A t,
bzw.
d t2 (Fig. 6), während der die Elektrolumineszenz eines Bildpunktes sich
behauptet, größer ist in dem Maße, wie die Intensität des Lichtimpulses auf der
photoempfindlichen Schicht höher ist, ist der Inhalt eines Elektrolumineszenzimpulses
für diese Intensität maßgebend. Es tritt hier also eindeutig eine Verstärkung ein,
einerseits, da die Intensität des Elektrolumineszenzlichtes größer ist als die Intensität
des Lichtimpulses auf der photoempfindlichen Schicht,, andererseits, da der von
der elektrolumineszierenden Schicht stammende Lichtimpuls eine längere Dauer hat
als der Lichtimpuls der photoempfindlichen Schicht, und zwar um so länger, je größer
die Intensität des eintreffenden Lichtimpulses ist. In Fig. 6 ist der Inhalt der
Lichtimpulse auf der photoempfindlichen Schicht durch eine nach rechts ansteigende
Schraffierung, der der Elektrolumineszenzimpulse durch eine nach rechts abfallende
Schraffierung angegeben.
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Um zu sichern, daß beim Auftreten eines Lichtimpulses auf der photoempfindlichen
Schicht der entsprechende Bildpunkt der elektrolumineszierenden Schicht in den Zustand
maximaler Emission gebracht wird, wird die Frequenz der Wechselspannung an den Elektroden
des Feststoff-Bildverstärkers so hoch gewählt, daß während des Lichtimpulses auf
der phbtoempfindlichen Schicht eine Anzahl von Perioden dieser Wechselspannung auftritt.
Bei einem kurz nachleuchtenden Schirm der Elektronenstrahlröhre 40 ist die Dauer
eines Lichtimpulses etwa 10-3 Sekunden. Daher wird als Frequenz der Wechselspannung
ho im vorstehend geschilderten Beispiel 104 Hz gewählt.
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Im Falle eines lange nachleuchtenden Schirmes der Elektronenstrahlröhre
40 haben die Lichtimpulse, die einen Bildpunkt auf der photoempfindlichen Schicht
bilden, eine Form, die im Zeitdiagramm nach Fig.7 mit 71 für geringe, mit 72 für
hohe Intensität bezeichnet ist. Beide Impulse haben infolge der Nachleuchtung des
Schirmes der Elektronenstrahlröhre einen Schwanz, der länger ist in dem Maße. wie
die maximale Intensität des Impulses höher ist. Als Ausgangspunkt wird vorausgesetzt,
daß die Nachleuchtdauer des Schirmes der Elektronenstrahlröhre größer ist als die
Trägheit des Feststoff-Bildverstärkers. In diesem Fall sendet ein Bildpunkt der
elektrolumineszierenden Schicht, der von einem Lichtimpuls an dem entsprechenden
Bildpunkt der photoempfindlichen Schicht in einen Zustand maximaler Elektrolumineszenz
gebracht wird, nach wie vor Licht aus, bis die Intensität auf der photoempfindlichen
Schicht unterhalb des Wertes S, sinkt (s. Kurve 22). In diesem Augenblick nimmt
die Elektrolumineszenz stark ab. Für die Lichtimpulse 71 und 72 nach Fig. 7 werden
die entsprechenden Elektrolumineszenzimpulse durch die strichpunktierten Linien
73 bzw. 74 bezeichnet. Das Ende dieser Impulse wird praktisch durch die Schnittpunkte
der Schwänze der Impulse 71 und 72 mit der Linie S=S, bedingt, welche Punkte in
Fig. 7 mit P bzw. Q angegeben sind. Die Dauer d t3 bz«-. d
t4 der Elektronenlumineszenzimpulse 73 bzw. 74 wird somit durch die Anfangsintensität
des betreffenden Lichtimpulses auf der photoempfindlichen Schicht bedingt. Da, ähnlich
wie
in dem Fall, für den Fig.6 das Zeitdiagramm zeigt, die Intensität des Elektrolumineszenzimpulses
wesentlich höher ist als die des Impulses auf der photoempfindlichen Schicht, ergibt
sich eine Verstärkung, bei der der Kontrast aufrechterhalten wird, da die Dauer
der Elektrolumineszenzimpulse von dem Inhalt der Lichtimpulse auf der photoempfindlichen
Schicht abhängig ist.
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Wenn der Schirm der Elektronenstrahl,röh:re 40
wohl nachleuchtet,
die Nachleuchtdauer jedoch: geringer ist als die Trägheit des Feststoff-Bildverstärkers,
bedingt die Trägheit des Verstärkers die Dauer des Elektro-lumineszenzimpudses.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist in diesem Fall die, bei der das Zeitdiagramm
nach Fig. 6 zutrifft.
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Es wird einleuchten, daß statt einer Elektronenstrahlröhre 40 mnit
einem optischen System 41 eine Röntgenröhre, die durch eine impulsförmige Spannung,
z. B. eine Wechselspannung, mit der Hetzfrequenz gespeist wird, als Trägheitsquelle
arbeiten kann. Auch dann wird die photoempfindliche Schicht durch Impulse bestrahlt.
Man kann auch den Bildverstärker in der Elektronenstrahlröhre unterbringen, wobei
für die photoempfindliche Schicht ein Material, z. B. Cadmiumsulfid, verwendet wird,
dessen Leitfähigkeit unmittelbar durch den Elektronenstrahl beeinflußt werden kann,
also ohne Zwischenfügung eines lumineszierenden Schirmes.
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Es wird einleuchten, .daß Schwierigkeiten eintreten können, wenn die
Trägheit des Bildverstärkers so hoch ist, daß eine von einem Strahlungsimpuls auf
der photoempfindlichen Schicht erzeugte maximale Elektrolumineszenz noch nicht verringert
worden ist, wenn der betreffende Bildpunkt der photoempfindlichen Schicht von einem
nächstfolgenden Strahlungsimpuls getroffen wird. Die Trägheit des Bildverstärkers
muß also kleiner als die Bildperiode sein.