FR2604560A1 - Electrostatic shutter tube furnished with collimating apertures for high-speed photography - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un tube électro-statique obturateur et elle vise plus particulièrement les tubes généralement désignés sous l'appellation tubes-images obturateurs de lumière que l'on utilise dans la photographie à vitesse élevée dans lesquels la distribution angulaire du métal formant la photocathode est limitée à la surface interne d'une plaque frontale d'entrée, par des ouvertures qui sont formées dans une paire d'éléments collmateurs. The present invention relates to an electrostatic shutter tube and it relates more particularly to the tubes generally designated by the name light shutter image tubes which are used in high speed photography in which the angular distribution of the metal forming the photocathode is limited to the internal surface of an entry faceplate by openings which are formed in a pair of collector elements.
Le brevet américain N 2 946 895 délivré le 26 Juillet 1960 décrit un tube obturateur de lumière du type visé par la présente demande. Le tube décrit dans ce brevet antérieur est représenté sur la figure 1. Il comprend une plaque frontale d'entrée 12 comportant une cathode photoémissive appropriée ou une photocathode 14 qui est formée sur une surface intérieure de cette plaque frontale. La photocathode 14 est conçue de manière à émettre des électrons le long d'une trajectoire 16, sous la forme d'une image électronique, en réponse à une image rayonnante (non representée) qui est incidente sur la photocathode. Un écran de luminophore 18 est espacé de la photocathode 14, cet écran étant conçu de façon à émettre une image lumineuse en réponse å l'image électronique obtenue lorsque les électrons viennent frapper la surface de l'écran.Une electrode de focalisation 20 est positionnée le long de la trajectoire des électrons 16 entre le photocathode 14 et l'écran 18. Une électrode d'obturation 22 est placée entre l'électrode de focalisation 20 et la photocathode 14 afin de servir de grille pour le passage ou l'interruption de ce passage des électrons formant l'image électronique. Une anode 24 est disposée entre l'électrode de focalisation 20 et l'écran 18. Un système d'ouverture ou de perforation d'anode 26 est placé à l'intérieur de l'extrémité de l'anode 24 qui est éloigné à l'écran 18. Une paire de cordons métalliques formant la photocathode 28 est disposé à l'intérieur du système d'ouverture d'anode 26 de manière à former, en association avec une matière alcaline engendrée par une source de métal alcalin 30, la photocathode 14 de façon bien connue dans cette technique. American patent N 2 946 895 issued July 26, 1960 describes a light shutter tube of the type covered by the present application. The tube described in this prior patent is shown in FIG. 1. It comprises an input front plate 12 comprising a suitable photoemissive cathode or a photocathode 14 which is formed on an interior surface of this front plate. The photocathode 14 is designed to emit electrons along a path 16, in the form of an electronic image, in response to a radiant image (not shown) which is incident on the photocathode. A phosphor screen 18 is spaced from the photocathode 14, this screen being designed so as to emit a bright image in response to the electronic image obtained when the electrons strike the surface of the screen. A focusing electrode 20 is positioned along the trajectory of the electrons 16 between the photocathode 14 and the screen 18. A shutter electrode 22 is placed between the focusing electrode 20 and the photocathode 14 in order to serve as a grid for the passage or the interruption of this passage of electrons forming the electronic image. An anode 24 is disposed between the focusing electrode 20 and the screen 18. An anode opening or perforation system 26 is placed inside the end of the anode 24 which is distant from the screen 18. A pair of metal cords forming the photocathode 28 is disposed inside the anode opening system 26 so as to form, in association with an alkaline material generated by an alkali metal source 30, the photocathode 14 in a manner well known in this technique.
L'un des inconvénients d'un tel tube selon la technique antérieure réside en ce que, lors de la formation de la photocathode 14, le métal formant la photocathode, qui est évaporé à partir des cordons 28, se dépose non seulement sur la surface interne de la plaque frontale 12 mais également sur les surfaces intérieures de l'électrode de focalisation 20 et de l'électrode d'obturation 22, comme on l'a indiqué par les traits mixtes 32 sur la figure 1. Le métal formant la photocathode déposé sur les deux surfaces internes mentionnées ci-dessus réagit avec le matériau alcalin en excès provenant de la source de métal alcalin 30 pour fournir des zones photoèmissives sur les surfaces internes mentionnées ci-dessus.Pendant le fonctionnement du tube 10, l'image électronique provenant de la photocathode 14 peut etre interrompue ou non par effet de grille en appliquant des tensions appropriées sur l'électrode d'obturation 22. Lorsque l'image électronique est obturée, l'énergie rayonnante traversant la plaque frontale 12 provoque une émission étrangère provenant des zones photoémissives, sur les surfaces intérieures de l'électrode de focalisation 20 et de l'électrode d'obturation 22, ce qui crée une émission d'électrons ou d'un bruit de fond provenant'desdites surfaces intérieures. L'émission d'un bruit de fond constitue un inconvénient étant donné qu'il apparaît sur les images photographiques obtenues sur l'écran de luminophore 18. One of the drawbacks of such a tube according to the prior art resides in that, during the formation of the photocathode 14, the metal forming the photocathode, which is evaporated from the beads 28, is deposited not only on the surface internal of the front plate 12 but also on the interior surfaces of the focusing electrode 20 and of the sealing electrode 22, as indicated by the dashed lines 32 in FIG. 1. The metal forming the photocathode deposited on the two inner surfaces mentioned above reacts with the excess alkaline material from the alkali metal source 30 to provide photo-emissive areas on the inner surfaces mentioned above. During the operation of the tube 10, the electronic image coming from the photocathode 14 can be interrupted or not by grid effect by applying appropriate voltages to the shutter electrode 22. When the electronic image is closed, the radiant energy traversing t the front plate 12 causes a foreign emission coming from the photoemissive zones, on the interior surfaces of the focusing electrode 20 and the shutter electrode 22, which creates an emission of electrons or background noise from said interior surfaces. The emission of background noise constitutes a drawback since it appears on the photographic images obtained on the phosphor screen 18.
Le brevet américain Ne 4 370 586 délivré le 25 Janvier 1983 décrit un tube intensificateur d'image comportant un écran a l'antimoine ayant un fond fermé de manière à empêcher que l'antimoine se vaporise sur l'écran de luminophore, cet écran d'antimoine comportant en outre une partie supérieure traversée par une pluralité d'ouvertures de maniere à permettre la vaporisation de l'antimoine sur une surface interne de la plaque frontale du tube. Ce -tube possède une pluralité d'électrodes annulaires separant une pluralité de bagues isolantes.Les portions s'étendant vers l'intérieur des électrodes annulaires intercepte une partie de l'antimoine vaporisé à partir des cordons, et les vapeurs alcalines ajoutées ultérieurement, utilisées pour former la photocathode sur la plaque frontale, réagissent avec l'antimoine sur les électrodes annulaires pour rendre photoémissives des portions de ces électrodes annulaires. Cependant, étant donné que le tube ne fonctionne pas selon un mode "grille", le bruit de fond provenant des portions photoémissives des électrodes annulaires est pratiquement insignifiant et il n'affecte pas le fonctionnement du tube. American patent Ne 4,370,586 issued January 25, 1983 describes an image intensifier tube comprising an antimony screen having a closed bottom so as to prevent the antimony vaporizing on the phosphor screen, this screen 'antimony further comprising an upper part through which a plurality of openings so as to allow the vaporization of the antimony on an internal surface of the front plate of the tube. This tube has a plurality of annular electrodes separating a plurality of insulating rings. The inwardly extending portions of the annular electrodes intercept part of the antimony vaporized from the beads, and the alkaline vapors added subsequently, used to form the photocathode on the front plate, react with antimony on the ring electrodes to make portions of these ring electrodes photoemissive. However, since the tube does not operate in a "grid" mode, the background noise from the photoemissive portions of the annular electrodes is practically insignificant and it does not affect the operation of the tube.
La présente invention se propose d'apporter un dispositif image perfectionné ne présentant pas les inconvénients des systèmes selon la technique antérieure. The present invention proposes to provide an improved image device which does not have the drawbacks of the systems according to the prior art.
En conséquence, l'invention a pour objet un dispositif image comprenant une plaque frontale d'entrée comportant une photocathode formée sur la surface intérieure de cette plaque frontale et des moyens pour former cette photocathode sur ladite plaque frontale, ces moyens comprenant une source de métal de formation de photocathode, ce dispositif étant caracterisé en ce qu'il comprend un premier élément de collimation comportant au moins une premiere ouverture de collimation qui le traverse de part en part et un second élément de collimation, espacé longitudinalement du premier élément de collimation, ce second élément comportant au moins une seconde ouverture de collimation le traversant de part en part, cette seconde ouverture étant sensiblement alignée avec la première ouverture du premier élément de collimation, et avec ladite source de métal de formation de photocathode, de manière que la première et la seconde ouverture de collimation limitent la distribution angulaire du métal de formation de la photocathode lorsque ce métal vient se déposer sur la plaque frontale d'entrée de ce dispositif. Consequently, the subject of the invention is an image device comprising an input front plate comprising a photocathode formed on the interior surface of this front plate and means for forming this photocathode on said front plate, these means comprising a source of metal. photocathode formation, this device being characterized in that it comprises a first collimation element comprising at least a first collimation opening which passes right through it and a second collimation element, spaced longitudinally of the first collimation element, this second element comprising at least a second collimation opening passing right through it, this second opening being substantially aligned with the first opening of the first collimation element, and with said source of photocathode forming metal, so that the first and the second collimation opening limit the angular distribution of the metal of formation of the photocathode when this metal is deposited on the front face plate of this device.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de realisation dépourvu de tout caractère limitatif. Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below with reference to the appended drawings which illustrate an embodiment thereof devoid of any limiting character.
Sur les dessins :
La figure 1 est une vue en élévation et en coupe du tube obturateur de lumière selon la technique antérieure rappelée ci-dessus.In the drawings:
Figure 1 is an elevational view in section of the light shutter tube according to the prior art recalled above.
La figure 2 est une vue en coupe et en élévation d'un dispositif image objet de la présente invention. Figure 2 is a sectional and elevational view of an image device object of the present invention.
La figure 3 est une vue en coupe à échelle agrandie d'un système de perforation d'anode utilisé dans le dispositif selon la présente invention et
La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la figure 3.FIG. 3 is a section view on an enlarged scale of an anode perforation system used in the device according to the present invention and
Figure 4 is a sectional view along line 4-4 of Figure 3.
Comme on peut le voir sur les figures 2 à 4, un dispositif image tel que par exemple un tube obturateur électrostatique 42 comporte une enveloppe sous vide comprenant un système d'ampoule cathodique 44 et d'ampoule d'anode 46. Le système d'ampoule de cathode 44 comprend une première portion cylindrique isolante 48 et une seconde portion cylindrique isolante 50. Les portions isolantes 48 et 50 peuvent etre constituées d'un verre approprié et/ou d'un matériau céramique à forte teneur en alumine. Cependant, on préfère utiliser un matériau céramique à forte teneur en alumine pour des raisons de précision de dimension. Le teneur en alumine des éléments céramiques doit etre d'au moins 95 Z. Les portions isolantes 48 et 50 présentent des-idiamètres sensiblement égaux et elles sont alignées axialement. Un flasque de support d'électrode d'obturation 52 est scellé, par exemple par brasage entre les extrémités adjacentes des portions isolantes 48 et 50. Une partie de contact électrique 54 du flasque de support 52 s'étend au delà du diamètre extérieur des portions isolantes 48 et 50. As can be seen in FIGS. 2 to 4, an image device such as for example an electrostatic obturator tube 42 comprises a vacuum envelope comprising a cathode bulb 44 and anode bulb 46 system. cathode bulb 44 comprises a first insulating cylindrical portion 48 and a second insulating cylindrical portion 50. The insulating portions 48 and 50 may consist of a suitable glass and / or of a ceramic material with a high alumina content. However, it is preferred to use a ceramic material with a high alumina content for reasons of dimensional accuracy. The alumina content of the ceramic elements must be at least 95%. The insulating portions 48 and 50 have substantially equal diameters and they are aligned axially. A sealing electrode support flange 52 is sealed, for example by brazing between the adjacent ends of the insulating portions 48 and 50. An electrical contact portion 54 of the support flange 52 extends beyond the outside diameter of the portions insulation 48 and 50.
Un premier flasque d'ampoule de cathode 56 est scellé sur l'extrémité de la première partie isolante 48, à l'opposé de l'extrémité scellée sur le flasque de support 52 et un second flasque de bulbe de cathode 58 est scellé sur l'extrémité eloignée de la seconde partie isolante 50. Un organe tubulaire de traitement 60 formé de cuivre OFHC s'étend au travers du second flasque de bulbe de cathode 58 et il fournit des moyens permettant d'évacuer les gaz oclus de l'intérieur dé l'enveloppe du tube lors du traitement de ce dernier.. On brase une pluralité d'enceinte d'alimentation 62 en forme d'auge au travers de la paroi de la seconde portion isolante 50 de façon à y faciliter la fixation d'au moins une source de vapeur de métal alcalin 64.A first cathode bulb flange 56 is sealed on the end of the first insulating part 48, opposite the sealed end on the support flange 52 and a second cathode bulb flange 58 is sealed on the end remote from the second insulating part 50. A tubular treatment member 60 formed of OFHC copper extends through the second flange of cathode bulb 58 and it provides means for evacuating the occluded gases from inside the envelope of the tube during the treatment of the latter. A plurality of feed enclosure 62 in the shape of a trough is brazed through the wall of the second insulating portion 50 so as to facilitate the fixing of the minus one source of alkali metal vapor 64.
Un système de plaque frontale de cathode 66 comprenant un flasque de plaque frontale de cathode 68 et une plaque frontale optique en fibre 70 obture l'une des extrémités du système d'ampoule de cathode 44. La plaque frontale 70 présente une surface interne ayant sensiblement une courbure sphérique et cette plaque frontale 70 est scellée sur une partie ouverte du flasque de plaque frontale 68, transversalement à l'axe optique 71 du tube 42. Le flasque de plaque frontale 68 est soudé sur le flasque 56. Une photocathode 72 émettant des électrons et qui présente un diametre de l'ordre de 3,5 cm est prévue sur la surface concave intérieure de la plaque frontale 70. La réponse spectrale de la photocathode 72 est choisie de manière a s'adapter au rayonnement d'entrée incident à cette photocathode.Cette adaptation de la photocathode au rayonnement d'entrée est bien connue dans cette technique et par conséquent, on ne la décrira pas. La cathode 72 émet des électrons le long d'une trajectoire 74 en réponse å une image rayonnante (non représentée) qui est incidente sur la photocathode 72.
Le système d'ampoule d'anode 46 comprend une troisième partie isolante cylindrique creuse 76 présentant un diamètre sensiblement égal a celui des portions isolantes 48 et 50 du flasque 44 de bulbe de cathode. Cette troisième portion isolante 76 est également constituée d'un matériau céramique à teneur élevée en alumine.Un premier flasque de bulbe d'anode 78 est scellé å l'une des extrémités de la troisième portion isolante 76 et un second flasque 80 de bulbe d'anode est scellé å l'autre extrémité de cette troisième portion isolante. L'une des extrémités du système d'ampoule d'anode 46 est obturée par .un système de plaque frontale d'écran 82 qui comprend un flasque de plaque frontale d'écran 84 et une plaque frontale optique d'écran en fibre 86. La plaque frontale d'écran 86 est pourvue d'un écran de luminophores approprié 88 qui est formé sur sa surface interne. Une pellicule d'aluminium 90 est déposée sur l'écran de luminophores 88 de manière à obtenir un contact électrique pour le flasque de plaque frontale 84.A cathode faceplate system 66 comprising a cathode faceplate flange 68 and a fiber optic faceplate 70 seals one end of the cathode bulb system 44. The faceplate 70 has an internal surface having substantially a spherical curvature and this front plate 70 is sealed on an open part of the front plate flange 68, transversely to the optical axis 71 of the tube 42. The front plate flange 68 is welded to the flange 56. A photocathode 72 emitting electrons and which has a diameter of about 3.5 cm is provided on the inner concave surface of the front plate 70. The spectral response of the photocathode 72 is chosen so as to adapt to the incident input radiation at This adaptation of the photocathode to the input radiation is well known in this technique and therefore will not be described. The cathode 72 emits electrons along a path 74 in response to a radiant image (not shown) which is incident on the photocathode 72.
The anode bulb system 46 comprises a third hollow cylindrical insulating part 76 having a diameter substantially equal to that of the insulating portions 48 and 50 of the flange 44 of the cathode bulb. This third insulating portion 76 is also made of a ceramic material with a high alumina content. A first flange of anode bulb 78 is sealed at one end of the third insulating portion 76 and a second flange 80 of bulb d the anode is sealed at the other end of this third insulating portion. One end of the anode bulb system 46 is closed by a screen front plate system 82 which includes a screen front plate flange 84 and a fiber optic screen front plate 86. The screen front plate 86 is provided with a suitable phosphor screen 88 which is formed on its internal surface. An aluminum film 90 is deposited on the phosphor screen 88 so as to obtain an electrical contact for the front plate flange 84.
Ce flasque 84 est soudé sur le second flasque d'ampoule d'anode 80.This flange 84 is welded to the second anode bulb flange 80.
A l'intérieur, entre la photocathode 72 et l'écran de luminophores 88, le tube 42 comprend une pluralité d'électrodes longitudinalement espacées afin de réaliser un champ électrostatique convergent qui focalise une image électronique le long de la trajectoire d'électrons 74 émis par la photocathode vers l'écran de luminophores. Une électrode d'obturation 92 est disposée dans la trajectoire d'électrons à proximité étroite de la photocathode 72. Cette électrode d'obturation 92 comprend une paroi métallique sensiblement cylindrique 94 connectée électriquement au flasque support 52 d'électrode d'obturation. La partie de la paroi 94 située à proximité de la photocathode 72 est légèrement évasée de manière à recevoir une plaque métallique incurvée 96 qui est fixée et qui est orientée parallèlement à la photocathode 72.La plaque 96 présente une forme parfaitement sphérique et elle possède le même rayon de courbure que celui de la surface interne de la plaque frontale de cathode 70. La plaque incurvée 96 possède une ouverture centrale 98 qui présente un diamètre du même ordre que le diamètre de la photocathode 72. L'ouverture 98 est traversée par une pluralité de minces fils de grilles métalliques 100 également espacés. Une grille de focalisation 102 est positionnée de manière que l'une de ses extrémités 104 soit å proximité immédiate de I'electrode d'obturation 92. L'autre extrémité de l'électrode de focalisation 102 se termine selon un flasque 106 qui est situé entre le second flasque 58 d'ampoule de cathode et le premier flasque 78 d'ampoule d'anode, auquel il est fixé par exemple par soudure.Une anode 108 est placée entre la grille de focalisation 102 et l'écran de luminophores 8S, la forme de cette anode 108 étant de préférence mais pas nécessairement cônique et ladite anode est pourvue d'un système de perforation d'anode 110 fixé par exemple par soudure à l'extrémité éloignée de l'anode 108 et positionnée immédiatement a l'intérieur de l'extrémité adjacente de l'électrode de focalisation 102 sensiblement sur la courbure centrale de la plaque frontale 70 de la cathode. Inside, between the photocathode 72 and the phosphor screen 88, the tube 42 includes a plurality of longitudinally spaced electrodes in order to produce a converging electrostatic field which focuses an electronic image along the trajectory of emitted electrons 74 by the photocathode towards the phosphor screen. A shutter electrode 92 is disposed in the electron path in close proximity to the photocathode 72. This shutter electrode 92 comprises a substantially cylindrical metal wall 94 electrically connected to the support flange 52 of the shutter electrode. The part of the wall 94 located near the photocathode 72 is slightly flared so as to receive a curved metal plate 96 which is fixed and which is oriented parallel to the photocathode 72. The plate 96 has a perfectly spherical shape and it has the same radius of curvature as that of the internal surface of the cathode front plate 70. The curved plate 96 has a central opening 98 which has a diameter of the same order as the diameter of the photocathode 72. The opening 98 is crossed by a plurality of thin wires of metallic grids 100 equally spaced. A focusing grid 102 is positioned so that one of its ends 104 is in the immediate vicinity of the shutter electrode 92. The other end of the focusing electrode 102 ends in a flange 106 which is located between the second flange 58 of cathode bulb and the first flange 78 of anode bulb, to which it is fixed for example by welding. An anode 108 is placed between the focusing grid 102 and the phosphor screen 8S, the shape of this anode 108 being preferably but not necessarily conical and said anode is provided with an anode perforation system 110 fixed for example by welding to the end remote from anode 108 and positioned immediately inside from the adjacent end of the focusing electrode 102 substantially on the central curvature of the front plate 70 of the cathode.
L'extrémité rapprochée de l'anode 108 est fixée, par exemple par soudure au second flasque 80 de l'ampoule d'anode. Le système de perforation ou d'ouverture d'anode 110 représenté en détail sur la figure 3 comprend un élément de base en forme de coupe 114 qui possède une petite ouverture centrale 116 centrée sur l'axe optique 71 du tube 42. Un élément de couverture en forme de dôme 118, comportant une ouverture d'entrée d'anode 120, de dimensions importantes disposee au centre, est fixée à l'extrémité ouverte de l'élément de base 114. The close end of the anode 108 is fixed, for example by welding to the second flange 80 of the anode bulb. The perforation or anode opening system 110 shown in detail in FIG. 3 comprises a base element in the form of a cup 114 which has a small central opening 116 centered on the optical axis 71 of the tube 42. An element of dome-shaped cover 118, comprising an anode inlet opening 120, of large dimensions arranged in the center, is fixed to the open end of the base element 114.
Comme on peut le voir sur la figure 2, un système de déviation électronique 122 est disposé dans l'espace exempt de champ situé a l'intérieur de l'anode 108. Le système primaire de déviation électrostatique 122 comporte une paire de plaques de déviation électrostatique 124 et 126. Des conducteurs appropriés 128 et 130 s'étendent à partir des plaques de déviation et ces conducteurs traversent la paroi. de l'anode 108, en étant isolés de cette paroi et ils sont connectés à des broches 132 et 134 dans la troisième portion isolante 76. Le point d'intersection des électrons provenant de la photocathode est situé entre les plaques de déviation, près du sommet de l'anode 108. Ceci permet aux plaques de déviation 124 et 126 d'être étroitement espacées et de fournir une sensibilité de déviation maximale.Par ailleurs, étant donné que les plaques de déviation 124 et 126 sont positionnées derrière l'élément de base 114, ces plaques de déviation ne peuvent pas affecter, de façon nuisible, le champ électrique de focalisation situé entre les sommets de l'anode 108 et de la photocathode 72. As can be seen in Figure 2, an electronic deflection system 122 is disposed in the field-free space located inside the anode 108. The primary electrostatic deflection system 122 has a pair of deflection plates electrostatic 124 and 126. Suitable conductors 128 and 130 extend from the deflection plates and these conductors pass through the wall. of the anode 108, being isolated from this wall and they are connected to pins 132 and 134 in the third insulating portion 76. The point of intersection of the electrons coming from the photocathode is located between the deflection plates, near the top of the anode 108. This allows the deflection plates 124 and 126 to be closely spaced and to provide maximum deflection sensitivity. Furthermore, since the deflection plates 124 and 126 are positioned behind the base 114, these deflection plates cannot adversely affect the electric focusing field located between the vertices of anode 108 and photocathode 72.
Comme on le voit sur les figures 2 à 4, une pluralité de systèmes d'évaporation 136, pour la formation de la photocathode, comprenant des métaux permettant par évaporation la formation de ladite photocathode 72, par exemple de l'antimoine, de l'argent ou similaire, sont montés sous forme de cordons 138 sur des fils électriquement chauffés 140 qui sont connectés de façon appropriée A des conducteurs 142 de façon. à permettre le passage de courants de chauffage. De préférence, on utilise un total de quatre cordons d'antimoine 138 pour la formation de la photocathode 72. Comme on peut le voir 'sur la figure 4, les cordons d'antimoine sont disposés symétriquement à l'intérieur du système d'ouverture d'anode 110 et ils sont connectés selon un arrangement sérieparallèle entre les conducteurs 142. Quatre cordons d'antimoine équi-espacés assurent une distribution uniforme du métal antimoine sur la photocathode 72 sans perturbation (c'est à dire sans ocultation) par les fils de grilles 100 qui recouvrent l'ouverture centrale 98 de l'électrode d'obturation 92. Un premier élément de collimation 144 est espacé des systèmes d'évaporation d'antimoine 136. As can be seen in FIGS. 2 to 4, a plurality of evaporation systems 136, for the formation of the photocathode, comprising metals allowing by evaporation the formation of said photocathode 72, for example antimony, silver or the like are mounted in the form of cords 138 on electrically heated wires 140 which are suitably connected to conductors 142 so. to allow the passage of heating currents. Preferably, a total of four antimony cords 138 are used for the formation of the photocathode 72. As can be seen in FIG. 4, the antimony cords are arranged symmetrically inside the opening system anode 110 and they are connected in a serial parallel arrangement between the conductors 142. Four equally spaced antimony cords ensure uniform distribution of the antimony metal on the photocathode 72 without disturbance (ie without ocultation) by the wires grids 100 which cover the central opening 98 of the sealing electrode 92. A first collimation element 144 is spaced from the antimony evaporation systems 136.
Ce premier élément de collimation 144 est pourvu 4.'une pluralite de premières ouvertures de collimation 146 qui le traversent de part en part. Le nombre de ces premières ouvertures 146 correspond au nombre des cordons d'antimoine 138 prévus dans les systèmes d'évaporation d'antimoine 136. Un second élément de collimation 148 est disposé entre les systèmes d'évaporation d'antimoine 136 et le premier élément de collimation 144. Ce second élément de collimation 148 comporte une pluralité de secondes ouvertures de collimation 150 qui le traversent de part en part. Ces secondes ouvertures de collimation 150 sont sensiblement alignées avec les premières ouvertures de collimation 146 prévues dans le premier élément de collimation 144.Par ailleurs, le nombre de secondes ouvertures de collimation 150 correspond également au nombre de cordons d'antimoine 138 prévus dans les systèmes d'évaporation d'antimoine 136 et ces systèmes 136 sont alignés avec les secondes ouvertures 150.This first collimation element 144 is provided with a plurality of first collimation openings 146 which pass right through it. The number of these first openings 146 corresponds to the number of antimony cords 138 provided in the antimony evaporation systems 136. A second collimation element 148 is disposed between the antimony evaporation systems 136 and the first element of collimation 144. This second collimation element 148 comprises a plurality of second collimation openings 150 which pass through it right through. These second collimation openings 150 are substantially aligned with the first collimation openings 146 provided in the first collimation element 144. Furthermore, the number of second collimation openings 150 also corresponds to the number of antimony cords 138 provided in the systems. of antimony 136 and these systems 136 are aligned with the second openings 150.
Le positionnement des premières ouvertures de collimation 146 et des secondes ouvertures de collimation 150, par rapport au cordon d'antimoine 138, limite la distribution angulaire de l'antimoine provenant des systèpmes d'évaporation d'antimoine 136, sensiblement à la surface intérieure de la plaque frontale d'entrée 70 du tube obturateur 42. Les systèmes d'évaporation d'antimoine 136 sont espacés de l'élément de base 114 et ils sont fixés à la surface inférieure du second élément de collimation 148 par l'intermédiaire d'isolant d'espacement 152. Comme on peut le voir sur la figure 3, le premier élément de collimation 144 présente une -section droite sensiblement en forme de
L, qui comporte une partie cylindrique 154 disposée autour de l'ouverture centrale 116 dans l'élément de base 114.Le second élément de collimation 148 présente une section droite en forme de gradin comportant une partie inférieure ou pied 156, qui est fixée par exemple -par soudure à la partie horizontale superieure du premier élément de collimation 144. Grâce à cette configuration, on peut obtenir un espacement longitudinal de l'ordre de 2,9 mm entre les premières ouvertures de collimation 146 du premier élément de collimation et les secondes ouvertures de collimation 150 dans le second élément de collimation 148. Les centres des premières ouvertures de collimation 146 dans le premier élément de collimation 144 sont places selon des intervalles de 90 autour d'un rayon de 6,86 mm par rapport à l'axe optique 71 du tube 42.De même, les centres des secondes ouvertures de collimation 150 dans le second élément de collimation 148 sont alignés selon des intervalles de 90 autour du second élément de collimation 148 et ils sont situés sur un rayon de 7,11 mm par rapport à l'axe optique 71.The positioning of the first collimation openings 146 and the second collimation openings 150, with respect to the antimony bead 138, limits the angular distribution of the antimony coming from the antimony evaporation systems 136, substantially on the interior surface of the inlet front plate 70 of the obturator tube 42. The antimony evaporation systems 136 are spaced from the base element 114 and they are fixed to the lower surface of the second collimating element 148 by means of spacer insulator 152. As can be seen in FIG. 3, the first collimation element 144 has a straight section substantially in the form of
L, which has a cylindrical part 154 disposed around the central opening 116 in the base element 114. The second collimating element 148 has a straight section in the form of a step comprising a lower part or foot 156, which is fixed by example - by welding to the upper horizontal part of the first collimation element 144. Thanks to this configuration, it is possible to obtain a longitudinal spacing of the order of 2.9 mm between the first collimation openings 146 of the first collimation element and the second collimation openings 150 in the second collimation element 148. The centers of the first collimation openings 146 in the first collimation element 144 are placed at intervals of 90 around a radius of 6.86 mm from the optical axis 71 of the tube 42. Similarly, the centers of the second collimation openings 150 in the second collimation element 148 are aligned at intervals of 90 around the second element collimation ment 148 and they are located on a radius of 7.11 mm relative to the optical axis 71.
Les premières ouvertures de collimation 146 dans le premier élément de collimation 144 presentent chacune un diamètre de l'ordre de 1,78 mm alors que les secondes ouvertures de collimation 150 du second élément de collimation 148 présentent chacune un diamètre d'environ 1,02 mm. -Lorsque le courant traverse les fils 140 dans les cordons d'antimoine 138, le métal antimoine s'évapore et il passe au travers des ouvertures de collimation 150 et 146 qui sont sensiblement alignées.Les diamètres des ouvertures, les distances radiales a partir de l'axe optique 71 et l'espacement longitudinal entre les ouvertures alignées permettent de s'assurer que le dépôt de métal antimoine provenant des cordons 138 se limite å la surface intérieure de la plaque frontale 70. pans la présente structure, il ne se dépose pas de métal antimoine sur les portions intérieures de l'électrode de focalisation 102 ou sur l'électrode d'obturation 92. Par conséquent, lorsque le matériau alcalin provenant de la source de vapeur de métal alcalin 64 s'évapore dans le tube 42 afin de former la photocathode 72, il n'existe pas de portion intérieure du tube . qui soit photoémissive, à l'exception de la photocathode 72 sur la surface intérieure de la plaque frontale 70.Ainsi, lorsque le tube fonctionne selon un mode grille, une tension négative suffisante étant appliquée sur l'électrode d'obturation 92 pour empécher l'émission et la transmission d'une image électronique provenant de la photocathode 72 le long de la trajectoire 74 vers l'écran 88, il ne se produit sensiblement pas d'émission étrangère ou parasite provenant de l'un quelconque des composants internes du tube; Par conséquent, grace à l'invention, on élimine les bruits de fond et on améliore de façon considérable le contraste du tube 42 par comparaison avec les tubes obturateurs selon la technique antérieure.The first collimation openings 146 in the first collimation element 144 each have a diameter of about 1.78 mm while the second collimation openings 150 of the second collimation element 148 each have a diameter of about 1.02 mm. -When the current crosses the wires 140 in the antimony cords 138, the antimony metal evaporates and it passes through collimation openings 150 and 146 which are substantially aligned. The diameters of the openings, the radial distances from the optical axis 71 and the longitudinal spacing between the aligned openings make it possible to ensure that the deposition of antimony metal coming from the beads 138 is limited to the interior surface of the front plate 70. In the present structure, it does not deposit no antimony metal on the inner portions of the focusing electrode 102 or on the sealing electrode 92. Therefore, when the alkaline material from the alkali metal vapor source 64 evaporates in the tube 42 so to form the photocathode 72, there is no interior portion of the tube. which is photoemissive, with the exception of the photocathode 72 on the inner surface of the front plate 70. Thus, when the tube operates in a grid mode, a sufficient negative voltage is applied to the shutter electrode 92 to prevent the emission and transmission of an electronic image from photocathode 72 along path 74 to screen 88, there is substantially no foreign or spurious emission from any of the internal components of the tube ; Consequently, thanks to the invention, the background noise is eliminated and the contrast of the tube 42 is considerably improved by comparison with the shutter tubes according to the prior art.
De préférence, la photocathode 72 qui est formee sur le tube 42 comprend une surface photoèmissive à base d'antimoniure alcalin, de manière bien connue dans la technique. Des cathode typiques à base d'antimoniure alcalin peuvent comporter un, deux ou trois matériaux alcalins différents et de l'antimoine, provenant soit d'un cordon d'antimoine pur, soit d'un cordon de platine-antimoine de manière bien connue dans cette technique. En variante, la surface photoemissive peut etre constituee d'argent, d'oxygène, de césium ou d'autres matériaux de photocathodes. Preferably, the photocathode 72 which is formed on the tube 42 comprises a photo-emissive surface based on alkaline antimonide, in a manner well known in the art. Typical cathodes based on alkaline antimonide can comprise one, two or three different alkaline materials and antimony, coming either from a cord of pure antimony, or from a cord of platinum-antimony in a manner well known in this technique. Alternatively, the photoemissive surface can be made of silver, oxygen, cesium or other photocathode materials.
En fonctionnement, la photocathode 72 est généralement au potentiel de la masse. de façon typique, l'anode 108 fonctionne à une tension de 15KV, l'electrode d'obturation 92 fonctionne selon un mode filtre dans un domaine de tension compris entre environ 2,5 à 5 KV, l'électrode de focalisation 102 fonctionnant selon le même mode que celui de l'électrode 92 mais à une tension de l'ordre de 160 à 200 volts. De façon typique, la tension de coupure de l'électrode d'obturation 92 est comprise entre environ 40 d 90 volts, cette tension étant négative par rapport à la photocathode 72. On applique des tensions de déviation appropriées au système de déviation 122 de manière à permettre à l'image électronique provenant de la photocathode 72 de se déplacer sur l'écran de luminiphores 88 où elle est transformée en une image lumineuse (non representée) qui est directement observée ou photographiée au travers de la plaque frontale d'écran 86. In operation, the photocathode 72 is generally at ground potential. typically, the anode 108 operates at a voltage of 15KV, the shutter electrode 92 operates in a filter mode in a voltage range between about 2.5 to 5 KV, the focusing electrode 102 operating according to the same mode as that of the electrode 92 but at a voltage of the order of 160 to 200 volts. Typically, the cutoff voltage of the shutter electrode 92 is between about 40 d 90 volts, this voltage being negative with respect to the photocathode 72. Appropriate deflection voltages are applied to the deflection system 122 so allowing the electronic image coming from the photocathode 72 to move on the phosphor screen 88 where it is transformed into a bright image (not shown) which is directly observed or photographed through the screen front plate 86 .
Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits ci-dessus mais qu'elle en englobe toutes les variantes. It remains to be understood that the present invention is not limited to the various exemplary embodiments described above but that it encompasses all the variants thereof.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US90141986A | 1986-08-28 | 1986-08-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2604560A1 true FR2604560A1 (en) | 1988-04-01 |
Family
ID=25414141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8711886A Pending FR2604560A1 (en) | 1986-08-28 | 1987-08-25 | Electrostatic shutter tube furnished with collimating apertures for high-speed photography |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6369132A (en) |
| FR (1) | FR2604560A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1202407B (en) * | 1961-05-05 | 1965-10-07 | Telefunken Patent | Evaporator arrangement built into the vacuum tube to produce a photocathode |
| GB1163499A (en) * | 1966-07-06 | 1969-09-04 | Rca Corp | Method of Making a Multi-Alkali Photo-Cathode |
-
1987
- 1987-08-25 FR FR8711886A patent/FR2604560A1/en active Pending
- 1987-08-27 JP JP21410987A patent/JPS6369132A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1202407B (en) * | 1961-05-05 | 1965-10-07 | Telefunken Patent | Evaporator arrangement built into the vacuum tube to produce a photocathode |
| GB1163499A (en) * | 1966-07-06 | 1969-09-04 | Rca Corp | Method of Making a Multi-Alkali Photo-Cathode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6369132A (en) | 1988-03-29 |
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