DE2147081A1

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Publication number: DE2147081A1
Application number: DE19712147081
Authority: DE
Priority date: 1970-09-30
Filing date: 1971-09-21
Publication date: 1972-05-10
Also published as: CH555595A; NL7113421A; FR2108385A5; CA939428A; IT940957B

Description

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PATENTANWÄLTE DR.-PHIL. G. MICKEL · DR.-ING. J. DORNER

θ MÖNCHEN 13 LANDWEHRSTR. 35 · POSTFACH 104

TEL. ίΟβΙΙ) 55 57Ι9

München, den 16.September 1971 Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 16

The Machlett Laboratories, Stamford, Connecticut, Vereinigte Staaten von Amerika

Fluoreszenzschirm bzw. Schirmanordnung, insbesondere für

Bildverstärkerröhren.

Die Erfindung betrifft Fluoreszenzschirme bzw. Schirmanordnungen, insbesondere für Bildverstärkerröhren, welche einen Eingangsschirm mit einer Photokathodenschicht besitzen, die mit einer strahlungsempfindlichen Schicht zusammenwirkt, derart, daß eine Umwandlung von Röntgenstrahlung, Gammastrahlung oder Neutronenstrahlung in Licht und dann in Elektronen stattfindet.

Bekannte Bildverstärkerröhren besitzen eine Photokathode, welche im allgemeinen nahe einem gegenüber der einfallenden Strahlung durchlässigen Eingangsfenster angeordnet ist. Die Photokathode wirkt mit einer Schioht aus strahlungeempfindlichem Leuchtstoff zusammen, welcher fluoresziert, wenn Röntgenstrahlen, Gammastrahlen oder Neutronenstrahlung auftrifft. Die resultierende Fluoreszenzstrahlung besitzt eine Verteilung entsprechend dem Bild der einfallenden Strahlung und gelangt über einen durchlässigen oder durchscheinenden Träger zu einer darüber aufgebrachten photoempfindlichen Schicht, welche die Fluoreszenzstrahlung in ein entsprechendes Elektronenbild umsetzt. Die Elektronen werden dann durch die Röhre zu einem Ausgangs-Leuchtschirm geführt, welcher das Elektronenbild in ein entsprechendes sichtbares Bild umwandelt,

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Bildverstärkerröhren dieser Art unterliegen in ihrer Wirkungsweise aber bestimmten Beschränkungen, welche es unmöglich machen, einen optimalen Wirkungsgrad zu erreichen. Beispielsweise kann zwar ein Bild entsprechend einer einfallenden Strahlung mehrtausendfach verstärkt werden, doch hängt die tatsächlich verfügbare Lichtmenge aus der Umwandlung von einfallender Photonenstrahlung in Licht von der Menge der Lichtquanten ab, welche die Leuchtstoffschicht zu durchdringen oder in anderer Weise zu verlassen vermögen. Weiter erfordert ein hohes Auflösungevermögen eine verhältnismässig geringe Schichtdicke der Leuchtstoffschicht, während andererseits eine hohe Lichtausbeute von der Umsetzung von nicht sichtbarer Strahlung zu sichtbarer Strahlung eine größtmögliche Absorbtion der einfallenden Strahlung zur Voraussetzung hat.

So hat sich beispielsweise gegeigt, daß bei einer Zunahme der Energie der Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung die nutzbare Umsetzung dieser Strahlung in Lichtquanten abfällt.

Man erkennt also, daß bei bekannten Röhren mit Photokathoden die Schwierigkeit besteht, daß einerseits eine dicke Fluoreszenzschicht zur Erzeugung einer starken Fluoreszenzlichtstrahlung erwünscht ist, während andererseits kaum eine Möglichkeit besteht, die größere Ausbeute an Lichtquanten aufzunehmen und nutzbar zu machen.

Durch die Erfindung soll demgemäß die Aufgabe gelöst werden, die nutzbare Lichtstrahlung eine· Fluoreszenzschirmes zu erhöhen bzw. in Schirmanordnungen mit einer Fluoreszenzschicht und einer Photokathodenschicht die die Photokathode erregende Lichtstrahlung zu erhöhen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Teile der fluoreszierenden Schicht für die erzeugten Photonen derart durchlässig ausgebildet sind, daß eine große Photonenmenge die Schicht zu verlassen vermag.

Die für Photonen durchlässigen Teile der fluoreszierenden Schicht können jeweils mindestens teilweise von Refle-

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xionsmitteln umgeben sein, wodurch ein Weg der Photonen in größerem Maße parallel zur Schichtebene verhindert wird und ein gutes Auflösungsvermögen erhalten bleibt.

Wird eine Bildverstärkerröhre mit einer erfindungsgemäßen Schirmanordnung ausgerüstet, so kann diese Schirmanordnung vom Eingangsfenster der Röhre getrennt sein oder auch dieses Eingangsfenster bilden, und enthält eine Trägerkonstruktion mit einem szintillierenden Kristallwerkstoff, welcher bei Auftreffen der zu verstärkenden Strahlung fluoresziert. Der Kristallwerkstoff kann nun in Form von dünnen, parallelen Stäbchen aus szintillierendem Werkstoff vorliegen und beispielsweise aus Caesiumiodid, Natriumiodid, Lithiumiodid oder
Kaliumiodid bestehen, welches mit Tellurium oder Natrium
oder Thallium oder Europium aktiviert sein kann und fluoresziert, wenn Gammastrahlung oder Röntgenstrahlung auftrifft.

Die parallelen Stäbchen erzeugen Lichtphotonen über
ihre gesamte Länge hin, wenn sie der eintreffenden unsichtbaren Strahlung ausgesetzt sind und übertragen, nachdem sie selbst lichtdurchlässig sind, die angeregten Photonen in
axialer Richtung auf die photoempfindliche Schicht. Um eine Querableitung von Licht zu vermeiden, kann jedes Stäbchen
mit einer dünnen Schicht aus undurchsichtigem Werkstoff, beispielsweise mit einer dünnen Beschichtung aus reflektierendem Metall oder mit einer Glasschicht versehen sein, welche einen niedrigeren Brechungsindex als der szintillierende
Kristallwerkstoff besitzt oder die Stäbchen sind zu dem selben Zwecke über Leerräume voneinander getrennt.

Zur Erzielung eines hohen Auflösungsvermögens können
die Stäbchen sehr dünn ausgeführt werden und beispielsweise einen Durchmesser von etwa 0,25 mm haben, wobei die Stäbchen nahe genug zusammengerückt sind, um ein entsprechendes sichtbares Bild mit einer Feinheit des Rasters in der Größenordnung von 3 Linienpaaren je Millimeter zu ergeben.

Die äusgangsseitige Oberfläche der fluoreszierenden

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SzintüLationsschicht ist von einer Pho tokatiio denschicht einer Art bedeckt, die mit dem betreffenden fluoreszierenden Werkstoff der SzintULationsschicht verträglich ist, so daß ein Elektronenbild erzeugt werden kann, das dem Bild der sichtbaren Fluoreszenzstrahlung entspricht. Im ä-lgemeinen haben die Photokatnode und/oder ihr lichtdurchlässiger Träger¹ einen höheren Brechungsindex als das fluoreszierende Material, um eine Reflexion der Fluoreszenzstrahlung in die fluoreszierende Schient zurück an der Trennfläcrie zu vermeiden.

Bei einer anderen Ausfüiirungsfοrin der Erfindung kann der fluoreszierende Werkstoff in Pulverform wie bei üblichen Leuchtstoff schirmen vorliegen und wird in Glasröhren angeordnet. Fällt auf den Leuchtstoff eine Strahlung, so werden Photonen über die gesamte Länge der Höhren hin erzeugt. Während aber bei normalen Leuchtstoffschichten nur diejenigen Photonen nutzbar sind, welche an oder narie der Oberfläche der Schient nahe der Phoiikathodenschicht oder der pno to empfindlichen Schicht angeregt werden, kann bei der erfindungsgemäßen Schirmanordnung das Licht, das in dem Leuchtstoffkörper an seinen sämtlichen Flächen angeregt wird, leicht über die .Vandung der Glasröhren zur Photokathodenschicht gelangen, die auf der Innenseite der aus den leucntstoffgefüllten Röhren gebildeten Anordnung vorgesehen ist. Auf diese Weise können größere Lichtmengen erzeugt und nutzbar gemacht werden.

Bei einer weiteren Abwandlung der Erfindung sind Leuchtstoffteilchen, beispielsweise aus Caesiumiodid oder Zink-Kadmiumsulfid in eine Glasfritte eingeschmolzen und zu Stäben geformt. Bei dieser Konstruktion hat es Sj.cn gezeigt, daß die Abstände zwischen den Achsen der Glasstäbe abhängig von der Stablänge, welche zur Absorbtion des größten Teiles der einfallenden Strahlung notwendig ist, etwa 0,25 nun bis 2,5 mm betragen sollen. Es wird dann ein sichtbares Bild mit einer Rasterfeinheit in der Größenordnung von 3 Linienpaaren je Millimeter erreicht. Die von Leuchtstoff ausgefüllte Quer-

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scliiiittsf lache zur Ge samt quer schnittsf lache wird so gewählt, daß sich eine größte Lichtausbeute ergibt und hierbei erzielt man mit einem Anteil der .Leuchtstoff-Querschnittsfläche von ^ gute Ergebnisse«

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläuterte Es stellen dar:

Figur 1 einen Axialsehnitt durch eine mit den Merkmalen der Erfindung ausgestattete Bildverstärkerröhre,

Figur 2 einen stark vergrößerten Ausschnitt eines Teiles des Eingangsschirmes der Bildverstärkerröhre nach Figur 1,

Figur 3 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Photonenweges durch einen Szintillations-Kristallstab in einem Fluoreszenzschirm nach der Erfindung,

Figur 4 eine Figur 2 entsprechende, ausschnittsweise

Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Eingangsfensters und eines EingangsSchirmes mit den Merkmalen der Erfindung,

Figur 5 eine Figur 4 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform,

Figur 6 eine vergrößerte Darstellung entsprechend einem Teil der Schirmanordnung nach Figur 5 zur Verdeutlichung einer Abwandlung dieser Konstruktion,

Figur 7 eine schematische Abbildung des Photonenweges ' durch den Schirmaufbau gemäß Figur 6 und

Figur 8 eine Figur 2 entsprechende Darstellung einer

nochmals anderen Ausführungsform der Erfindung.

Eine Bildverstärkerröhre mit einer Schirmanordnung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 1 gezeigt und weist einen evakuierten Kolben 10 auf, der an einem Ende ein Eingangsfenster 12 besitzt, das mit einem Ein-

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gangsschirm-14 kombiniert ist oder diesen überlagert. Am anderen Ende des Kolbens 10 befindet sicn ein Ausgangsscnirm und innerhalb des Kolbens sind zu dem nachfolgend noch angegebenen Zwecke Beschleunigungs- und Fokussierungselektroden angeordnet.

Wie beim Betrieb gebräuchlicher Bildverstärkerröhren gelangt die einfallende Strahlung in bestimmter Anordnung mit örtlich veränderlicher Intensität auf den Eingangsschirm 14, wie durch den Pfeil 20 angedeutet. Der Eingangsschirm nat die Aufgabe, das ankommende Strahlungsbild in Photonen umzuwandeln, deren Verteilung dem Bild oder der Verteilung der ankommenden Strahlung entspricht und dann das Photonenbild in ein Elektronenbild umzuwandeln, das wiederum eine entsprechende Verteilung aufweist. Die Elektronen werden dann durch die Elektroden 18 beschleunigt und fokussiert und gelangen auf den Ausgangsschirm 16, der Leuchtstoff enthält und das Elektronenbild in ein sichtbares Bild umwandelt, das von einem Betrachter wahrgenommen werden kann. Bei einem System dieser Art wird das ankommende Strahlungsbild mehrtausendfach verstärkt, so daß das am Ausgangsschirm 16 sichtbare Bild klar, scharf und kontrastreich ist.

Wie aus Figur 2 zu erkennen ist, weist der Eingangsschirm 14 eine Fluoreszenzschicht 22 auf, die eine Vielzahl von Lichtleitern 24 in. Form von Stäben aus szintillierendem Kristallwerkstoff enthält. Als Szintillationswerkstoff wird hier ein klares, lichtdurchlässiges Kristallmaterial bezeichnet, das bei Bestrahlung mit Röntgenstrahlen, Gammastrahlen oder Neutronen fluoresziert. Werkstoffe, die sieh für diese Zwecke eignen, sind unter anderem Siliziumiodid, das mit Thallium aktiviert ist, mit Tellurium oder Natrium aktiviertes Caesiumiodid, mit Europium aktiviertes Lithiumiodid und mit Thallium aktiviertes Kaliumiodid. Wird beispielsweise mit Tellurium aktiviertes Caesiumiodid einer Strahlung ausgesetzt, so emittiert es Licht mit einer Wellenlänge von 5500 K und wenn Caesiumiodid mit Natrium aktiviert worden ist, so emittiert es Licht mit einer Wellenlänge von etwa 4000 A. Natriumiodid oder Kaliumiodid emittieren bei Aktivierung

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mit Thalluim Licht mit einer Wellenlänge von etwa 4100 Ä, während mit Europium aktiviertes Lithiumiodid Licht mit einer Wellenlänge von etwa 4400 Ä" emittiert.

Die in bekannten Bildverstärkerröhren anzutreffenden Leuchtstoff schichten haben schwerwiegende Nachteile, welche eine optimale wirkungsweise dieser Röhren verhindern. Zwar kann beispielsweise die einfallende Strahlung die gesamte Dicke der gleicnförmigen Leucntstoffschicht durchdringen, doch können keineswegs alle i.ichtpuo tonen, die m der Schicht angeregt worden sind, zur Photokathodenschicht gelangen, die Sien an die SzinLillationsschicnt anschließt. Die Wirkungsweise der Leuchtstoffschient wird daher wegen der Undurchsichtifickeit der Leuchtstoffteilchen beträchtlich verringert, da ein oeträcntlicher Teil des angeregten Licntes daran genindert wird, zur Photokathodenschicht zu gelangen. In bestimmten Fällen kann es aber auch vorkommen, daß die eintreffende Stranlung nur die Oberflächenbereiche der Leuchtstoffschicht erregt, ".'ird ein hohes Auflösungsvermögen gefordert, wie dies in den meisten Anwendungsfällen der Fall ist, so muß die Leuchtstoffschicht verhältnismäßig dünn ausgeführt werden, wodurch sich eine Schichtdicke ergibt, die zu gering ist, um einen größtmöglichen Teil der eintreffenden Stranlung zu absorbieren.

Sri"indungsgemäß enthält die fluoreszierende Schicht 22 die oben erwähnten kleinen Stäbchen 24 aus szintillierendem Kristallwerkstoff, wobei die Stäbchen parallel zueinander über die gesamte Photokathodenfläche hin angeordnet sind und sicii im wesentlichen parallel zur Achse der Röhre erstrecken. Die Stäbchen 24 sind außerordentlich dünn und haben einen Durchmesser beispielsweise im Bereich von 0,25 mm bis 2,5 mm. Dabei sind,die Stäbchen so nahe zusammengerückt, daß sich ein resultierendes Bild des Fluoreszenzlichtes mit einer Rasterfeinheit in der Größenordnung von 3 Linienpaaren je mm bzw. je cm einstellt. Die Stäbe können beispielsweise in an sich bekannter Weise Hergestellt werden und von Stabmaterial

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verhältnismäßig großen Durchmessers bis zu der erwünschten Feinheit gezogen werden. Die in Verbindung mit der Herstellung von Fasern für Faserlichtleitungen entwickelten Herstellungsverfahren eignen sich sehr gut für die Herstellung der Stäbchen 24, doch können auch andere Einrichtungen und Verfahren zur Herstellung der Stäbe verwendet werden.

Die Stäbchen 24 haben solche Länge, daß im wesentlichen die gesamte auf ein Stabende auftreffende Strahlung absorbiert werden kann. Selbstverständlich wird die aus den Stäbchen gebildete Schicht 22 in der Dicke so bemessen, daß sich die beste Absorbtion für die zu handhabende Wellenlänge der einfallenden Strahlung ergibt. Die Stäbchen 24 sind vorfc zugsweise mit einer dünnen Schicht 26 aus reflektierendem Werkstoff versehen, die beispielsweise in an sich bekannter Weise leicht während der Herstellung der Stäbe mit hergestellt wird. Außerdem sind die in Richtung auf die Strahlungsquelle weisenden Stirnflächen der Stäbchen 24 mit einer dünnen Schicht 28 aus Aluminium oder dergleichen überdeckt, wobei die Schicht 28 dünn genug gehalten ist, um die einfallende Strahlung aus der Richtung der Pfeile 20 ohne wesentliche Schwächung durchzulassen. Doch hat die Schicht 28 die Wirkung, daß in den Stäben erzeugte Lichtphotonen von der Schicht 28 sowie von den Belägen 26 wieder in den Stabwerkstoff zurückgeworfen werden.

P Die Photokathode enthält eine Schicht 30 aus unter Lichteinwirkung emittierendem Werkstoff, beispielsweise aus Antimon und Caesium oder Antimon, Kalium, Natrium und Caesium oder einer Kombination dieser Stoffe, wobei die Schicht 30 beispielsweise durch bekannte Beschichtungsmethoden auf die gegenüberliegenden Stirnflächen der Stäbchen 24 aufgebracht ist. Innerhalb der Stäbchen 24 durch einfallende Strahlung aus der Richtung der Pfeile 20 angeregtes Licht verläuft also in longitudinaler Richtung durch die Stäbe und tritt über deren Stirnflächen zur Photokathodenschicht 30 hin aus. Die Photokathodenschicht 30 emittiert bei Anregung durch die Photonen ihrerseits in entsprechender Weise Elektronen. In

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manchen Fällen ist das Photokathodenmaterial der Schicht 30 mit dem Werkstoff der Stäbchen 24 nicht verträglich und daher wird dann eine Sperrschicht 32 zwischen den Stäbchen und der Photokathode vorgesehen. Solche Sperrschichten können dadurch aufgebracht werden, daß eine außerordentlich dünnen Glasschicht in einer Dicke von wenigen tausendstel eines Millimeters direkt auf die inneren Enden der Stäbchen aufgebracht wird, wonach die Photokathodensehicht 30 auf die andere Seite der Sperrschicht 32 aufgebracht wird. Es ist aber auch möglich, die Sperrschicht 32 aus einer dünnen Aluminiumoxidschicht zu bilden. Jedenfalls aber ist die Sperrschicht 32 gegenüber den in den --Stäbchen 24 erzeugten Photonen durchlässig und so. dünn gehalten, daß sie die Qualität des zur Photokathode gelangenden Lichtbildes nicht beeinträchtigt, was bei einer größeren Dicke dieser Schicht zu befürchten wäre.

In Figur 3 ist ein Stab 24 vergrößert herausgezeichnet und an einem Punkte 34 werde beispielsweise durch einfallende Strahlung aus der Richtung der Pfeile 20 Licht erzeugt. Die punktförmige Quelle 34 gibt Strahlung in alle Richtungen radial vom Punkt 34 aus ab. Vier Strahlan · sind in Figur 3 eingezeichnet. Der Strahl 36 beispielsweise verläuft von der punktförmigen Quelle 34 aus unmittelbar in Längsrichtung des Stabes 24 durch die Sperrschicht 32 hindurch zur Photokathodenschicht 30. Der Strahl 38 verläuft von der punktförmigen Quelle 34 aus schräg durch den Stab 24 zur Photokathodenschicht 30. Der Strahl 40 geht von der punktförmigen Quelle 34 unter solchem Winkel aus, daß er auf die Innenfläche des reflektierenden Belages 26 trifft und schräg durch den Stab hindurch 24 zur Photokathodenschicht 30 reflektiert wird. Der Strahl 42 aber wandert durch den Stab in Richtung auf den reflektierenden Belag 28 am eingangsseitigen Stabende und wird an diesem Belag durch die ganze Länge des Stabes zur Photokathodenschicht 30 zurückgeworfen. An einem weiteren Punkt 44 wird durch Anregung ebenfalls eine punktförmige Lichtquelle erzeugt, von der aus ebenfalls beispielhafte

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Lichtstrahlen 46, 48 und 50 ausgehen, die das Stabmaterial in der dargestellten Weise durchlaufen.

Aus den vorstehenden Erläuterungen erkennt man, daß der größte Teil der innerhalb der Stäbe 24 angeregten Photonen ohne wesentliche Verluste, wie sie bei bisherigen Fluoreszenzschichten auftraten zur Photokathodenschicht geleitet werden können. Da das Szintillationsmaterial der Stäbe klar und lichtdurchlässig ist, trägt der Stabwerkstoff nicht wesentlich zur Verminderung der die Photokathode erreichenden Photonen bei. Weiter kann die Schicht 22 aus Stäben zusammengesetzt werden, die beträchtliche Länge im Gegensatz zur erforderlichen geringen Dicke bisher bekannter Fluoreszenz- ψ schichten besitzen, so daß der größtmögliche Teil der ankommenden Strahlung in den Stäben absorbiert werden kann. Man erhält daher eine optimale Photonenausbeute, welche auch auf die Photokathode 30 übertragen werden kann.

Während die reflektierenden Beläge 26 an den Umfangsflächen oder Mantelflächen der Stäbchen 24 vorzugsweise aus reflektierendem Metall, beispielsweise aus Aluminium, Silber oder Gold bestehen, können sie auch aus Glas gefertigt sein, das einen Brechungsindex hat, der niedriger als derjenige des szintillierenden Kristallwerkstoffes selbst ist oder es können auch einfach Leerräume vorgesehen sein.

Die in der beschriebenen Weise innerhalb der Stäbchen 24 erzeugten Photonen werden nach Erreichen der Photokathodenschicht 30 in Elektronen umgewandelt, welche durch die Elektroden 18, an die in üblicher Weise geeignete Spannungen gelegt werden, beschleunigt und fokussiert werden, so daß sie zu einem Ausgangs-Leuchtschirm gelangen, der in Figur 1 mit 52 bezeichnet ist. Der Ausgangs-Leuchtschirm 52 kann aus an sich bekanntem Leuchtwerkstoff bestehen, der auf der Innenfläche einer Glashalterung oder eines Glasträgers 54 angeordnet ist und die entsprechend einem Bild auftreffenden Elektronen in ein verstärktes, sichtbares Lichtbild umwandelii,

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das über eine Öffnung 56 von der Außenseite, der Röhre betrachtet werden kann.

Bei der in den Zeichnungsfiguren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist die Schirmanordnung 14 mit der Photokathodenschicht und der Leuchtstoffschicht ausreichend starr und fest, um sich selbst zu tragen und auch selbst das Eingangsfenster 12 zu bilden. Wird aber eine noch größere Festigkeit und Starrheit verlangt, so kann die Eingangs-Schirmanordnung 14 an der Innenfläche eines Glas-Eingangsfensters 58 angeordnet werden, wie in Figur 4 gezeigt ist. Es ergibt sich dann ein Aufbau beträchtlicher Starrheit und Widerstandsfähigkeit, so daß die Röhre einer rauhen Handhabung im Betrieb sowie auch den Kräften widerstehen kann, die durch Evakuierung des Kolbens entstehen.

In den Figuren 5 und 6 ist eine Eingangs-Schiraianordnung 60 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hierbei kann ein Glas-Frontfenster 58 vorgesehen sein oder weggelassen werden. Die fluoreszierende Schicht 62 enthält hier eine Vielzahl von Lichtleitungen 64 in Form kleiner Glasröhren bestimmter Länge. Die Glasröhren 64 enthalten in ihrer zentrischen, axial verlaufenden Bohrung eine Füllung aus Leuchtstoff, welcher ein für Bildverstärkerröhren üblicherweise eingesetzter Leuchtstoff oder das Ausgangs-Szintil· ...lationsmaterial der oben beschriebenen Art sein kann. Die Endflächen der stabförmigen Füllungen aus fluoreszierendem Werkstoff und der umgebenden Glasrohre, welche auf die Strahlungsquelle hinweisen, sind mit einer dünnen Schicht 68 aus lichtreflektierendem, aber gegenüber der einfallenden Strahlung durchlässigen Werkstoff, beispielsweise aus Aluminium überdeckt und die gegenüberliegenden Stirnflächen der Glasrohre und der Füllungen aus fluoreszierendem Werkstoff sind vorzugsweise mit einer Schicht 70 abgedeckt, die aus lichtdurchlässigem Material besteht und auf welcher eine Photokathodenschicht 7? abgelagert ist. Einfallende Röntgenstrahlung, Gammastrahlung oder Neutronenstrahlung durchläuft die reflektierende Schicht 68 und tritt in die fluoreszierende

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Schicht 62 ein. Die Strahlung trifft auf die Füllung 66 aus fluoreszierendem Werkstoff und bewirkt .hier eine Lichtanregung. Um große Mengen der angeregten Photonen zu der Photokathodenschicht 72 leiten zu können, sammeln die Glasfasern oder Röhren 64 diese Photonen ein und führen sie in Längsrichtung ab.

Beispielsweise erzeugt eine Lichtanregung ,.m Punkte 74 nach Figur 7 als Beispiel herausgegriffene Lichtstrahlen 76 und 78, welche durcn Reflexion über die durchsichtige Schicht 70 schließlich zur Photokathode gelangen. Ein anderer Anregungspunkt 80 ist die Quelle für beispielsweise herausgezeichnete Lichtstrahlen 82 und 84, welche ebenfalls über den fc durcn die Glasröhren 64 gebildeten Lichtleiter zur Photokathodenschicht 72 gefünrt werden.

Man erkennt, daß auch diese Ausführungsform eine beträchtliche Erhöhung der Photonenmenge ermöglicht, welche in der Fluoreszenzschicht erzeugt werden können und welche dann aucn zur Photokathode gelangen können, was bisher nicht in diesem Maße möglich war. Die Pnotokathodenschicht 72 kann daher ein bedeutend verstärktes durcn Pnotonenanregung erzeugtes ßlektronenbild abgeben.

In Figur 8 der Zeichnungen ist nocn eine Ausfüiirungsform gezeigt, bei der ein Frontfenster ö6 aus Aluminium in w solcher Dicke ausgeführt ist, daß eine beträchtliche Starrheit erhalten wird. Auf diesem Frontfenster können Sci-irmanordnungen 14 beziehungsweise 60 der oben oescnriebenen Arχ aufgeoaut werden. Ein deratiges Aluminium-Singangsfenster ist besonders vorteilnaft bei Rönren, die mit Gammastrahlung betrieben werden« Das Frontfenster kann auch Berillium enthalten, welches gegenüber Röntgenstrahlung und Gammas tranlun,-eine verhältnismäßig gute Durchlässigkeit aufweist.

Dem Fachmann oietet sich im Rahmen der Erfindung noch eine große Zahl von AbwandlungsmögliC^keiten und Weiterbildungsmöglichkeiten, welche aber von aera der Erfindung zugrundeliegenden, grundsätzlichen Gedanken mit -umfasst werden.

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SAD

Claims

Patentansprüche

1 J Fluoreszenzschirm mit einer bei Strahlungseinfall fluoreszierenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß Teile (24 bzw. 64) der Schicht für die erzeugten Photonen derart durchlässig ausgebildet sind, daß eine große Photonenmenge die Schicht (22.bzw. 62) zu verlassen vermag«
2. Fluoreszenzschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für Photonen durchlässigen Teile (24 bzw. 64) der Schicht jeweils mindestens teilweise von Reflexionsmitteln (26, 28 bzw. 68) umgeben sind.
3. Fluoreszenzschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für Photonen durchlässigen Teile (24 bzw. 64) in gegenseitigem Abstand über die ganze Schicht (22 bzw. 62) hin vorgesehen sind und sich jeweils durch die Schichtdicke erstrecken und daß in den Zwischenräumen zwischen , den genannten Teilen Reflexionsmittel (26) angeordnet sind, derart, daß auch innerhalb der genannten Teile erzeugte Photonen die Schicht (22 bzw. 62) zu verlassen vermögen.
4. Fluoreszenzschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die für Photonen durchlässigen Teile (24 bzw. 64, 66) jeweils einen stabförmigen Körper (24 bzw. 66) aus fluoreszierendem Werkstoff enthalten und daß die einzelnen stabförmigen Körper im wesentlichen parallel zueinander in der Schicht liegen.
5. Fluoreszenzschirm nah. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Körper (24 bzw. 66) aus kristallinem Werkstoff bestehen.
6. Fluoreszenzschirm nach Anspruch 4 oder 5_f dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Körper (24 bzw. 66) aus lichtdurchlässigem oder photonendurchlässigem, szintillierendem Werkstoff bestehen.

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7· Fluoreszenzschirm nach ßinfcm der Anspräche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der stabförmigen Körper (24) mit lichtreflektierendem oder photonenreflektierendem Material (26) abgedeckt sind, derart, daß erzeugte Photonen an einem Weg parallel zur Schicht (22) gehindert werden.
8. Fluoreszenzschirm nach einem der Ansprüche 4 bi3 7> dadurch gekennzeichnet, daß die fluoreszierende Schicht (22 bzw. 62) auf der der Strahleneinfallsrichtung zugekehrten Seite eine für die einfallende Strahlung (20) durchlässige, lichtreflektierende Beschichtung (28 bzw. 68) trägt.
9· Fluoreszenzschirm nach Anspruch 4 oder 5, dadurch fe gekennzeichnet, daß die stabförmigen Körper (66) jeweils die Füllung rohrförmiger Körper (64) aus lichtdurchlässigem oder photonendurchlässigem Material bilden.
10. Fluoreszenzschirm nach Anspruch 9_r dadurch gekennzeichnet, daß sich die rohrförmigen Körper (64) im wesentlichen parallel zueinander durch die Dicke der fluoreszierenden Schicht (62) erstrecken.
11. Fluoreszenzschirm nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der rohrförmigen Körper (64) mit lichtreflektierendem Material beschichtet sind, derart, daß erzeugte Photonen an einem Weg parallel zur fluoreszie-

w renden Schicht (62) gehindert werden.
12. Fluoreszenzschirm nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die fluoreszierende Schicht (62) auf der der Strahleneinfallsrichtung zugekehrten Seite eine für die einfallende Strahlung durchlässige, lichtreflektierende Beschichtung (68) trägt.
13. Fluoreszenzschirm nah einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Körper (24 bzw. 66) aus mit Tellurium aktiviertem Caesiumiodid bestehen.
14. Fluoreszenzschirm nach einem der Ansprüche 4 bis

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12, dadurch gekennzeichnet, daß die staDförmigen Körper (24 bzw. 66) aus mit Natrium aktiviertem Caesiumiodid bestehen.
15· Fluoreszenzschirm nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Körper (24 bzw. 66) aus mit Thallium aktiviertem Siliziumiodid bestehen.
16. Fluoreszenzschirm nach einem der Ansprüche 4 12, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Körper (24 bzw. 66) aus mit Europium aktiviertem Lithiumiodid bestehen.
17· Fluoreszenzschirm nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Körper (24 bzw. 66) aus mit Thallium aktiviertem Kaliumiodid bestehen.
18· Schirmanordnung für Wandlerröhren insbesondere Bildverstärkerröhren, mit einem Fluoreszenzschirm nacn einem der Ansprüche 1 bis 17·, dadurcu gekennzeichnet, daß sicn an die fluoreszierende Gcnicht (22 bzw. 62) eine Photokatxxodensci.ici.x (30 bzw. 72 ) anschließt, dia von den in der fluoreszierenden Schicht angeregten Protonen beaufschlagt wird.
1^. Scuirmanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der fluoreszierenden Schicht (22 bzw. 62) und der Photokathodenschicht (30 bzw. 72) eine dünne, lichtdurchlässige Trennschicht oder Sperrschicht (32 bzw. 70) angeordnet ist.
20. Bildverstärkerröhre mit einer Schirmanordnung nach Anspruch 18 oder 19 auf ihrer Singangsseite.

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