DE1957616A1

DE1957616A1 - Elektronenroehrenanordnung mit Vakuumkolben und faseroptischem Austrittsfenster

Info

Publication number: DE1957616A1
Application number: DE19691957616
Authority: DE
Inventors: Lindeqvist Per Torsten
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1969-08-08
Filing date: 1969-11-15
Publication date: 1971-02-11
Also published as: US3628080A; GB1294118A

Description

■ Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf faseroptische Frontplattenanordnungen für Elektronenstrahlröhren. Die Verwendung von faseroptischen Fenstern in Kathodenstrahlröhren, Bildverstärkern und Kameraröhren hat durch optische Kopplung zwischen Licht abgebenden Flächen und Licht empfangenden Flächen zu einer verbesserten Auflösung geführt. Eine besondere Anwendung von faseroptischen Frontplatten besteht bei Bildverstärkern, die dann ihrerseits mit einer etwa nach dem Prinzip der Sekundärelektronenleitung arbeitenden Kameraröhre gekoppelt sind. Bei einer derartigen Anordnung ist ein Eintrittsfenster des Bildverstärkers an seiner Innenseite mit einer lichtempfindlichen fotoemisslven Schicht versehen. Auf der Innenfläche eines an dem gegenüberliegenden Ende des Bildverstärkers angeordneten faseroptischen Austrittsfensters ist eine auf das Elektronenbild von der fotoemissiven Schicht ansprechende Ausgangsleuchtschicht vorgesehen. Die normale Elektronenbeschleunigung zwischen der fotoemissiven Schicht und der Leuchtschicht beträgt etwa 15 kV. Der Ausgang des Bildverstärkers kann mit dem faseroptischen Eintrittsfenster einer SEC (secondary electron conduction)-Kameraröhre gekoppelt werden, indem einfach das faseroptische Auetrittsfenster dee Bildverstärkers neben dem Eintrittsfenster der SEC-Kameraröhre angeordnet wird. Die SEC-Kameraröhre ist auf der Innenseite des faseroptischen

fensters rait einer lichtempfindlichen Fotofläche ausgestattet, die auf die Lichtemission von der Ausgangsleuchtschicht des Bildverstärkers anspricht. Die von der fotoempfindlichen Kathode der SEC-Kameraröhre emittierten Elektronen können durch ein Potential von etwa 8 kV auf eine Speicher-Auffangelektrode beschleunigt werden, um dort ein dem Eingangssignal des Bildverstärkers entsprechendes Ladungs-Speicherbild zu erzeugen. Das Speicherbild der Auffangelektrode der SEC-Kameraröhre kann vom gegenüberliegenden Ende her mittels eines Abtast-Elektronenstrahls abgelesen werden.

Bei jedem mit geschichteten faseroptischen Röhren, wie sie vorstehend beschrieben wurden, arbeitenden Bildsystem muß für die Spannungsprobleme Sorge getragen werden, die durch die Verbindung der faseroptischen Flächen zwischen dem faseroptischen Austrittsfenster des Bildverstärkers und dem faseroptischen Eintrittsfenster der SEC-Kameraröhre entstehen. Die Gesamtspannung von der Eingangsfotokathode des Bildverstärkers zu der Ausgangs-Auffangelektrode der SEC-Kameraröhre entspricht der Summe der Arbeitsspannungen jeder Röhre und würde somit in dem erwähnten speziellen Beispiel 15 kV + 8 kV bzw. insgesamt 23 kV entsprechen. Dieser Spannungsbetrag würde es ermöglichen, daß sich die Ausgangsleuchtschicht auf dem gleichen Potential wie die Fotofläche auf der SEC-Kameraröhre befindet. Durch Verwendung eines isolierenden faseroptischen Zwischenstückes zwischen dem faseroptischen Austrittsfenster des Bildverstärkers und dem faseroptischen Eintrittsfenster der SEC-Kameraröhre kann das Potential der Fotokathode der SEC-Kamera so geändert werden, daß die insgesamt von einer Spannungsquelle an das System zu liefernde Spannung 15 kV statt 23 kV betragen würde. Beispielsweise könnte die Eingangsfotokathode des Bildverstärkers bei einem Potential von -15 kV arbeiten, während sich die Ausgangsleuchtschicht des Bildverstärkers auf Massepotential, die Fotokathode der SEC-Kameraröhre auf einem Potential von -8 kV und die Auffangelektrode auf Massepotential befinden. Das isolierende Zwischenstück sorgt für die notwendige dielektrische Durchschlagsfestigkeit zwischen diesen beiden Spannungen der Ausgangsleuchtschicht des Verstärkers und der Fotokathode der SEC-Kameraröhre. Es wurde, insbesondere für niedrige

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Lichtwerte des Bildverstärkers, gefunden, daß beim Einschalten des Systems ein dunkles, allmählich verschwindendes Raster in Erscheinung tritt. Die bis zum Verschwinden dieses Rasters aus dem System verstreichende Zeit hängt von dem Lichtwert ab und kann in einigen Fällen bis zu 15 oder sogar 30 Minuten dauern,

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, das Auftreten eines solchen unerwünschten Rasters in dem Bildsystem zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Elektronenröhrenanordnung mit Vakuumkolben und faseroptischem Austrittsfenster erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des faseroptischen * Austrittsfensters mit einem auf Elektronen ansprechenden, bei einem ersten Potential arbeitenden Material und die Außenfläche des faseroptischen Austrittsfensters mit einer äußeren, elektrisch leitenden Schicht versehen ist.

Die Erfindung wird nachstehend zusammen mit weiteren Merkmalen anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Bildsystem; und

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt durch die " faseroptische Kopplung in Fig. 1.

Im einzelnen ist in Fig. 1 ein allgemein mit 10 bezeichnetes Bildsystem mit einer Bildverstärkerröhre 12 und einer optisch daran angekoppelten Kameraröhre 14 zu erkennen. Die Bildverstärkerröhre 12 weist ein faseroptisches Eintrittsfenster 14a mit einer auf einfallende Strahlung ansprechenden fotoemissiven Oberfläche 16 auf. Das Fenster 14a selbst enthält eine Mehrzahl von Glasfasern 13. Die Fasern bestehen normalerweise mindestens aus einer Seele aus Glas mit hohem Brechungsindex sowie einem Mantel aus Glas mit niedrigem Brechungsindex. Die Fasern sind miteinander verbunden und gebondet, so daß sie ein Vakuum-Lichtfenster bilden. Die Bildverstärkerröhre 12 weist außerdem ein faseroptisches Fenster

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18 mit einer darauf aufgebrachten Ausgangs-Leuchtschicht 20 auf. Auf der Oberfläche der Leuchtschicht 20 ist normalerweise eine elektrisch leitende Schicht 21 vorgesehen. Die als Fotokathode wirkende fotoemissive Oberfläche 16 arbeitet bei einem Potential von etwa -15 kV, während die Ausgangsleuchtschicht 20 über die elektrisch leitende Schicht 21 an Massepotential liegt. Die aufgrund der einfallenden Strahlung von der fotoemissiven Oberfläche 16 emittierten Elektronen werden beschleunigt und auf die Ausgangsleuchtschicht 20 gerichtet, wo sich ein der einfallenden Strahlung entsprechendes Bild größerer Lichtstärke ergibt.

Die Kameraröhre 14 kann als SEC (secondary electron conduction)-Röhre ausgebildet sein, wie sie in der US-Patentschrift 3 213 beschrieben ist, und ein faseroptisches Eintrittsfenster 30 mit einer darauf aufgebrachten Fotokathode 32 aufweisen. Die Fotokathode 32 arbeitet bei einem Potential von etwa -8 kV, und das von der Fotokathode 32 emittierte Elektronenbild wird auf eine Speicher-Auffangelektrode 34 fokussiert, um dort ein Ladungsbild zu ergeben. Das gespeicherte Bild kann mittels eines als Kathode angedeuteten Strahlerzeugungssystems 36 abgelesen werden. Das von der Speicher-Auffangelektrode 34 entsprechend der Ablesung mittels Abtastung durch den Elektronenstrahl von dem Strahlerzeugungssystem 36 abgenommene Signal beaufschlagt eine geeignete Wiedergabeeinrichtung. Die Speicher-Auffangelektrode 34 arbeitet im wesentlichen auf Massepotential.

Zwischen dem faseroptischen Eintrittsfenster 30 und dem faseroptischen Austrittsfenster ΪΠ befindet sich ein faseroptisches Zwischenstück 50, dessen Aufbau weiter ins einzelne gehend mit Fig. 2 veranschaulicht ist. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel kann die Dicke des faseroptischen Fensters 18 in der Nähe des mittleren Bereiches etwa 6 mm betragen, wobei das faseroptische Fenster 30 dann eine ähnliche Stärke haben kann. Das faseroptische Zwischenstück 50 soll eine Dicke von etwa 12 mm haben. Auf diese Weise kann das Licht-Bild von der Leuchtschicht 20 ohne wesentlichen Auflösungsverlust optisch mit der Fotokathode 32 gekoppelt werden. Auf der dem faseroptischen Fenster 18 zugewandten Oberfläche des faseroptischen Zwischenstückes 50 kann eine elek-

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trisch leitende Schicht 52 aus einem geeigneten Material wie Gold vorgesehen sein. Die Dicke der elektrisch leitenden Schicht 52 beträgt etwa 10 nm, was eine Durchlässigkeit von etwa 80 % für das von der Leuchtschicht 20 aus zu der Fotokathode 32 gerichtete Licht ergibt. Der über das faseroptische Zwischenstück 50, das einen Durchmesser von etwa 5 cm hat, gemessene Widerstand beträgt etwa 5000 - 10 000 0hm. Am äußeren Umfang des Zwischenstückes 50 ist ein Kontaktstreifen 54 vorgesehen, um die leitende Schicht 52 an die gleiche Potentialquelle wie die Ausgangsleuchtschicht 20 zu legen. Wie ersichtlich, könnte die elektrisch leitende Schicht unmittelbar auf dem faseroptischen Austrittsfenster 18 angebracht sein, aber im Hinblick auf einfache Herstellung und Montage ist die leitende Schicht 52 an dem faseroptischen Zwischenstück 50 vorgesehen. Das Zwischenstück 50 kann zwischen den beiden Fenstern 18 und 30 längs des Umfangs mittels eines geeigneten isolierenden Bindemittels festgelegt sein. Die elektrisch leitende Schicht 52 kann aus einem geeigneten elektrisch leitenden Material wie Gold, Aluminium oder Silber bestehen. Die in früheren Anordnungen beobachteten dunklen Bereiche werden so vollständig beseitigt.

Patentansprüche;

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Claims

- 6 Patentansprüche

Il 1.)Elektronenröhrenanordnung mit Vakuumkolben und faseroptischem Austrittsfenster, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des faseroptischen Austrittsfensters (18) mit einem auf Elektronen ansprechenden, bei einem ersten Potential arbeitenden Material und die Außenfläche des faseroptischen Austrittsfensters (18) mit einer äußeren, elektrisch leitenden Schicht (52) versehen ist.
2. Elektronenröhrenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (52) im wesentlichen bei demselben Potential wie das auf die Elektronen ansprechende Material arbeitet,
3. Elektronenröhrenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Elektronen ansprechende Material eine in Abhängigkeit von Elektronenbombardement Licht emittierende und auf ihrer Innenseite durch die elektrisch leitende Schicht (21) abgedeckte Leuchtschicht ist.
4. Elektronenröhrenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere elektrisch leitende Schicht (52) gegenüber dem von der Leuchtschicht (20) emittierten Licht durchlässig ist.
5. Elektronen-Bildystem mit einer Bildverstärkerröhre, die eine Fotokathode und eine Ausgangsleuchtschicht, die auf einem positiveren Potential als die Fotokathode arbeitet, sowie ein faseroptisches Austrittsfenster aufweist, ferner mit einer ein faseroptisches Eintrittsfenster für die Erfassung des von der Bildverstärkerröhre abgegebenen Ausgangssignals besitzenden Kameraröhre sowie einem zwischen das faseroptische Austrittsfenster der Bildverstärkerröhre und das faseroptische Eintrittsfenster der Kameraröhre geschalteten faseroptischen Zwischenstück, wobei die Kameraröhre eine an der Innenseite des faseroptischen lenster ^"vorgesehene, bei einem gegenüber der Ausgangsleuchtschicht der Bildverstärkerröhre negativen Poten-

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tial arbeitende Fotokathode hat, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem faseroptischen Austrittsfenster (18) und dem faseroptischen Zwischenstück (50) eine für die Emission von der Ausgangsleuchtschicht (20) durchlassige elektrisch leitende Schicht (52) angeordnet ist.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (52) int wesentlichen auf demselben Potential wie die Ausgangsleuchtschicht (20) liegt.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (52) an dem faseroptischen Zwischen- * stück (50) angebracht ist«

KN/sch 3

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