KR101816537B1

KR101816537B1 - 각필터를 포함하는 광섬유 인광 스크린

Info

Publication number: KR101816537B1
Application number: KR1020137001403A
Authority: KR
Inventors: 거트 누드젤; 파스칼 라보트; 크리스토프 폰테인
Original assignee: 포토니스 프랑스
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2018-01-09
Also published as: WO2011157809A1; US8933419B2; EP2583299A1; RU2013102232A; CN103069535A; JP2013528917A; JP5833645B2; IL223449A; RU2564399C2; US20130161535A1; CN103069535B; FR2961627B1; FR2961627A1; KR20130029104A; RS53926B1; EP2583299B1

Abstract

본 발명은 박막 인광층(10)과 광섬유 면판(20)을 포함하여, 광섬유의 피복재(22)에서 광의 간섭을 감소시키는 광섬유 인광 스크린에 관한 것이다. 이를 위하여, 상기 인광 스크린은 상기 박막 인광층(10)과 광섬유 면판(20) 사이에 배열된 적어도 한 개의 층(31)(32)을 구비하는 각필터(30)를 포함한다.

Description

각필터를 포함하는 광섬유 인광 스크린{FIBRE OPTIC PHOSPHOR SCREEN COMPRISING AN ANGULAR FILTER}

본 발명은 일반적인 광섬유 인광 스크린 분야, 다시 말하면, 박막 인광층과 광섬유 면판(faceplate)을 포함하는 스크린에 관한 것이다.

본 발명은 특히 영상 증배관(image intensifier tube), 예를 들어 의학 분야에 사용되는 X선 튜브나 야시경에 사용되는 튜브에 적용된다.

수많은 장치들에 광섬유 인광 스크린이 사용되고 있다. 이는, 특히 야시경의 범위 내에 사용되는 영상 증배관인 경우이다.

이들 장치는 일반적으로 세 개의 메인 소자, 즉 광전 음극(photocathode), 미세 다중채널판(microchannel plate), 및 예를 들어 광섬유를 사용하는 인광 스크린(phosphor screen)을 포함한다.

광전 음극은 외부 환경으로부터 입사 광자를 받아서 관찰된 환경의 영상에 대응되는 패턴에 따라 입사 광자를 광전자로 변환시킨다.

마이크로채널 플레이트는 광전자를 증배시키고(multiply), 그 다음 증배된 광전자는 인광 스크린에 의해 증배된(intensified) 광신호로 변환된다.

또한, 광섬유 인광 스크린은 광섬유 면판을 포함하는데, 광섬유 면판은 상기 광신호를 예를 들어 상기 야시경 장치의 이용자를 위한 영상화 수단과 같은 튜브의 외부로 전달한다.

그러므로, 이와 같은 광섬유 인광 스크린은 인광층과 광섬유 면판을 포함한다.

인광층은 일반적으로 광섬유 면판의 표면에 적용되는 인광 분말로 형성된다. 상기 분말은 침강(sedimentation), 브러싱(brushing), 침전(settling), 스프레이(spraying) 등과 같은 당해 분야에 공지된 기술을 이용하여 증착될 수 있다. 인광 그레인(grain)의 크기는 통상적으로 1㎛ 내지 10㎛로 다양하고, 상기 인광층의 평균 두께는 대략 5㎛이다.

그러나, 이와 같은 분말 형태의 인광 스크린은 몇 가지 단점이 있다. 분말은 전체 표면적이 크고, 이는 인광 성분에서 상당량의 기체를 방출한다. 초고도 진공 환경(대략 10^-10torr)에서 인광 스크린을 사용하기 위해서는 이와 같은 현저한 탈기체 현상을 피해야 한다. 또한, 광섬유 면판에 인광 그레인이 유지되는 것을 보장하기 위해서는 예를 들어 접착제와 같은 바인더가 필요할 수 있는데, 이는 장치의 생산 공정을 복잡하게 하며 이의 광학 특성을 변화시킬 수 있다. 더구나, 상기 분말형 구조는 생성되는 광영상의 수준으로 그레인 효과를 유발한다.

대안적으로, 인광층은 비과립성 인광의 고체막으로 형성된 박막 인광층일 수 있다. 분말 인광층과는 달리, 상기 박막 인광층은 연속 물질, 즉 비미립자 물질이나 비과립형 물질로 이루어진다. 상기 박막 인광층은 예를 들어 증발이나 스퍼터링(sputtering)과 같은 물리 기상 증착 기술이나, 화학 기상 증착 기술에 의해 얻어질 수 있다.

따라서, 이와 같은 형태의 광섬유 인광 스크린은 도 1의 횡단면으로 간략히 나타낸 바와 같이 박막 인광층과 광섬유 면판을 포함한다.

종래에, 상기 광섬유 면판(20)은 다발로 구성된 다수의 광섬유로 형성되어 있다. 각각의 광섬유는 피복재(cladding)(22)로 둘러싸인 코어(21)를 포함한다. 상기 광섬유는 전면(23)과 후면(24) 사이에 상기 면판(20)의 두께를 따라 연장 형성되어 있다.

박막 인광층(10)은 상기 광섬유 면판(20)의 전면(23)와 접촉하고 있으며 그 위로 연장 형성되어 전체를 감싼다.

두 개의 개구각은 상기 박막 인광층과 광섬유의 코어 사이의 경계면, 즉 박막 인광층에 의해 방출되는 광선의 광섬유 코어에 있는 투과 콘과 광섬유의 개구수 사이의 경계면에서 정의될 수 있다.

종래에, 상기 광섬유의 코어에 있는 광선 투과 콘은 "인광층/인접 광섬유 코어" 경계면에서 스넬-데카르트(Snell-Descartes) 법칙의 적용에 의해 정의된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 임계각은

로 특징지어진다. 여기서, n_C와 n_P는 광섬유의 코어(21)와 박막 인광층(10)의 광학 지수 또는 굴절률을 각각 나타낸다. 또한, 상기 경계면에서 입사각 θ_P이 제 1 임계각

보다 절대적으로 작은 임의의 광선은 섬유의 코어(21)에서 굴절된다. 이와 반대인 경우에, 광선은 전반사에 의해 반사된다.

상기 광섬유의 개구수는 박막 인광층(10)과 섬유의 코어(21) 사이의 경계면에서 제 2 개구각을 형성하며, 여기서 제 2 임계각은

에 의해 특징지어지고, n_G는 섬유의 피복재의 광학 지수이다. 또한, 섬유의 코어(21)로 침투하고, 상기 "인광층/섬유 코어" 경계면에서 입사각 θ_P이 상기 제 2 임계각

보다 작거나 같은 광선은 전반사 현상 때문에 섬유의 코어(21)에 국부적으로 잔류한다. 그 후, 광섬유 특유의 감쇠를 제외하면, 광선은 손실 없이 섬유에 의해 가이드된다.

그러나, 이와 같은 형태의 인광 스크린은 이들 두 가지 개구각에 대하여 특정 단점이 있다.

사실, 이들 표현이 나타내는 바와 같이, 제 1 및 제 2 임계각은 서로 동일하지 않을 수 있다. 또한, 제 1 임계각

은 통상적으로 제 2 임계각

보다 실질적으로 크다.

일례로, 예를 들어 n_C∼1.8, n_G∼1.4, 및 n_P∼2.2와 같이 섬유의 코어 및 피복재의 광학 지수가 정상치인 경우, 제 1 및 제 2 임계각은 각각 대략 55° 및 30°이고, 이들의 비율

은 대략 0.6이다.

따라서, 광섬유의 개구수는 섬유의 코어에 있는 광선 투과 콘보다 실질적으로 더 제한되는 것으로 보인다.

결과적으로, 박막 인광층(10)에 의해 방출되고 입사각 θ_P이 두 개의 임계각 사이에 포함되는 임의의 광선은 광섬유의 코어(21)에서 전달된 후 피복재(22)에서 굴절되어 간섭광을 형성하게 된다. 상기 예에서, 상기 두 개의 임계각 사이에 광선이 포함될 위험은 대략 70%이다.

상기 위험성은 특히 높으며, 따라서 인광 스크린의 성능을 실질적으로 저하시키고 따라서 이를 포함하는 광학 장치의 성능을 실질적으로 저하시키는 것이 명백하게 보인다. 보다 정확히는, 출력 영상의 콘트라스트가 크게 낮아진다. 더구나, 상기 광선이 광섬유 면판에 집광된 상태로 있어 출력 영상의 형성에 관여하지 않는 경우에 상기 인광 스크린의 효율성이 실질적으로 저하될 것이다.

본 발명의 목적은 주로 박막 인광층을 포함하여 초기에 광섬유의 코어에서 전달된 광선이 해당 피복재(cladding)에서 굴절되는 위험을 줄일 수 있는 광섬유 인광 스크린을 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명의 중점은 박막 인광층과, 다발로 구성된 광섬유 면판(faceplate)을 포함하며, 상기 면판의 두께를 따라 배향되는(oriented along the thickness) 광섬유 인광 스크린이고, 각각의 광섬유는 광학 지수 n_G를 갖는 피복재로 둘러싸인 광학 지수 n_C를 갖는 코어를 포함하고, 상기 박막 인광층은 상기 면판의 일면에 배열된다.

본 발명에 따르면, 상기 광섬유 인광 스크린은, 박막 인광층에 의해 방출되고 각필터를 통과하는 광선이

보다 작거나 같은 굴절각으로 인접한 광섬유의 코어로 침투할 수 있도록, 상기 박막 인광층과 상기 면판의 일면 사이에 배열되는, 적어도 하나의 층을 포함하는 각필터를 포함한다.

따라서, 인광층에 의해 방출되고 인접한 광섬유의 코어에서 각필터에 의해 전달되는 임의의 광선은 상기 섬유의 코어와 피복재 사이에서 전반사에 의해 코어에 국소적으로 잔류한다. 즉, 인접한 광섬유로 침투하는 광선은 섬유의 개구수에 속한다. 앞서 언급한 종래 기술의 예와는 달리, 본 발명은 상이한 광섬유의 피복재 내부에서 간섭광을 크게 감소시킨다. 이로써, 인광 스크린의 효율성이 향상되고, 인광 스크린에 의해 형성되는 출력 영상은 콘트라스트가 더 좋아진다.

박막 인광층은 비미립자 또는 비과립성 물질로 이루어진 박막 형태로 생산되는 인광층을 의미한다.

인접한 광섬유는 각필터에서 광선의 입력부와 반대로 배열되는 광섬유를 의미한다.

박막은 길이와 폭 치수에 비하여 두께가 작은 층을 의미한다. 그 두께는 일반적으로 대략 수 나노미터 내지 수백 나노미터이다.

여기서, 인광 스크린의 효율성은 박막 인광층에 의해 방출되고 영상의 형성에 효과적으로 관여하는 광선 또는 광자의 개수와, 박막 인광층에 의해 방출되는 광선 또는 광자의 총개수 사이의 비율로 정의된다. 광섬유의 피복재에서 굴절되는 광선은 출력 영상의 형성에 관여하지 않을 가능성이 있으므로 인광 스크린의 효율성을 저하시키고/저하시키거나 출력 영상의 콘트라스트를 낮추는 것으로 이해된다.

바람직하게, 상기 각필터는 한편으로는 박막 인광층과 직접 접촉하고 있으며, 다른 한편으로는 광섬유 면판의 일면과 직접 접촉하고 있다. 상기 각필터의 두께는 실질적으로 일정한 것이 바람직하다. 각각의 광섬유는 우선적으로 상기 면판의 일면의 수준에서 실질적으로 직각인 방식으로 보여진다.

본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 상기 각필터는 다수의 박막을 포함하는 간섭 필터이고, 그 광학 지수와 두께는 인접한 광섬유의 코어에서 광선을

보다 작거나 같은 굴절각으로 전달하는데 적합하다.

유리하게, 박막 인광층의 인광 물질은 준단색광을 방출한다. 상기 간섭 필터는 대역 필터 또는 저역 필터일 수 있다.

바람직하게, 상기 간섭 필터의 다수의 박막은 제 1 물질로 이루어진 제 1 박막 어셈블리와, 상기 제 1 물질보다 광학 지수가 낮은 제 2 물질로 이루어진 제 2 박막 어셈블리를 포함한다. 상기 제 1 물질은 예를 들어 TiO₂ 및 Ta₂O₅로부터 선택될 수 있고, 제 2 물질은 예를 들어 MgF₂, CaF₂, 또는 SiO₂로부터 선택될 수 있다.

상기 제 1 물질 및/또는 제 2 물질은 다공성 매질 또는 비다공성 매질을 형성할 수 있다. 다공성 매질의 경우, 상기 제 1 및 제 2 물질은 나노 크기의 SiO₂ 및/또는 TiO₂ 막대일 수 있다.

본 발명의 제 2 구체예에 있어서, 상기 각필터는 단일층을 포함한다.

유리하게, 상기 각필터의 단일층은 광학 지수가

보다 작거나 같다.

상기 각필터의 단일층의 물질은 비다공성 매질을 형성하고, 또는 변형예에서 다공성 매질을 형성할 수 있다. 다공성 매질의 경우, 상기 각필터의 층은 다수의 나노 크기의 SiO₂ 막대로 형성될 수 있다.

유리하게, 상기 박막 인광층은 마주 보는 섬유의 코어나 앞서 제공한 정의에 따른 인접한 광섬유의 코어를 각각 덮을 수 있도록 배열되는 다수의 인광 패드를 형성한다. 상기 패드들은 서로 공간적으로 이격되어 있다.

패드는 다른 두 개의 길이와 너비 치수에 대하여 두께가 무시하지 못할 정도인 층을 의미한다. 패드의 두께는 길이 및/또는 너비와 같은 자릿수일 수 있다.

유리하게, 상기 각필터는 각각 인광 패드에 의해 실질적으로 덮여지도록 배열되는 다수의 패드를 형성한다.

다수의 인광 패드와 각필터 패드로 형성되는 각각의 어셈블리는 광섬유 면판의 전면의 공동부에 배열되고, 광섬유 피복재의 돌출부에 의해 측면 한정(delimited laterally)될 수 있다. 상기 패들들의 어셈블리는 서로 물리적으로 이격되어 있다. 바람직하게, 상기 광섬유 피복재의 돌출부의 측표면은 금속 물질의 층으로 덮여져 있다. 따라서, 이 층은 인광 패드에 의해 방출되는 광선을 대면적으로 반사한다.

대안적으로, 다수의 인광 패드와 각필터 패드로 형성되는 각각의 어셈블리는 부가된 측벽에 의해 측면 한정될 수 있고, 각각의 측벽은 인접한 광섬유의 피복재를 실질적으로 덮도록 배열된다. 상기 패들들의 어셈블리는 서로 물리적으로 이격되어 있다. 상기 측벽은 인광 패드에 의해 방출되는 광선을 반사하거나 흡수하는 물질로 이루어질 수 있다.

유리하게도, 상기 박막 인광층은, 상기 각필터에 반대되는 일면 상에서, 상기 박막 인광층에 의해 방출되는 광선을 대한 반사층에 의하여 덮여 있다. 상기 반사층은 알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 광선을 수신하여 그 반응으로 전자를 방출하는 광전 음극과, 상기 전자로부터 영상을 형성하는 앞서 설명한 특징 중의 어느 것에 따른 광섬유 인광 스크린을 포함하는 광학 장치에 관한 것이다.

상기 광학 장치는 상기 광전 음극과 상기 인광 스크린 사이에 배열되는 전자 증배(multiplication) 수단을 더 포함할 수 있다.

상기 광학 장치는 예를 들어, 야시경에 사용되는 영상 증배관(image intensifier tube)일 수 있다.

본 발명의 다른 장점과 특성은 하기의 상세한 비제한적인 설명을 통하여 분명해질 것이다.

비제한적인 실시예로서 제공된 본 발명의 구체예는 이제 첨부된 하기의 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 앞서 설명한 바와 같이 종래 기술의 예에 따른 광섬유 인광 스크린의 횡단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 인광 스크린의 횡단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 각필터가 간섭 필터인 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 인광 스크린의 횡단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 광선의 입사각의 함수로서 파장 영역에서 각필터의 투과율의 변화를 나타내고(도 4a), 상기 광선의 입사각의 함수로서 투과율의 상응하는 관계를 개략적으로 나타낸다(도 4b).
도 5는 각필터가 다공성 또는 비다공성 매질을 형성하는 물질의 단일층으로 형성되는, 본 발명의 제 2 구체예에 따른 인광 스크린의 횡단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 각필터와 박막 인광층이 각각의 광섬유의 코어를 덮고 섬유 피복재 부분에 의해 측면으로 한정되는 층의 패드 형태를 갖는, 다른 구체예에 따른 인광 스크린의 횡단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 층의 패드가 증착 물질의 측벽에 의해 한정되는 점에서 전술한 구체예와 차별되는 다른 실시예에 따른 인광 스크린의 횡단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8e는 도 7에 나타낸 인광 스크린을 제조하는 방법의 상이한 단계를 나타낸다.

도 2는 예를 들어 영상 증배관과 같은 장치를 구비할 수 있는 본 발명에 따른 광섬유 인광 스크린을 나타낸다.

본 발명에 따른 인광 스크린은 박막 인광층(10)과 광섬유 면판(20)을 포함한다.

상기 면판(20)의 광섬유들은 다발로 구성되며, 상기 면판의 두께를 따라 배향된다.

각각의 광섬유는 광학 지수 n_G를 갖는 피복재(22)로 둘러싸인 광학 지수 n_C를 갖는 코어(21)를 포함한다.

섬유의 상기 면판(20)의 광섬유의 코어(21)와 피복재(22)를 형성하는 물질은 상기 섬유 각각에 대하여 서로 동일한 것으로 여겨진다.

상기 광섬유는 상기 면판의 전면(23)에 실질적으로 직각인 방식으로 보여진다.

상기 박막 인광층(10)은 상기 면판(20)의 전면(23) 상에 배열된다. 상기 박막 인광층(10)은 광섬유 면판(20)의 전면과 접촉하지 않고 균일하게 또는 불연속적 방식으로 광섬유 면판(20)의 전면를 덮고 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 박막 인광층(10)은 분말 인광층의 미립자 매질과는 달리, 연속적인 매질, 즉 비미립자 또는 비과립형 매질을 형성한다. 박막 인광층(10)의 두께는 예를 들어 0.5㎛ 내지 50㎛와 같이 십분의 몇 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터에 포함된다.

상기 박막 인광층의 물질은 예를 들어 Gd2O2S:Tb(GOS:Tb) 또는 세륨으로 도핑된 이트륨-알루미늄-가넷(YAG)을 포함할 수 있다.

박막 인광층은 예를 들어 증발이나 스퍼터링(sputtering)과 같은 다양한 공지된 물리 기상 증착 기술이나, 예를 들어 원자층 증착(ALD)과 같은 공지된 화학 기상 증착 기술에 의해 얻어질 수 있다. 인광층(10)의 광학 지수는 n_P로 표시된다.

또한, 상기 인광 스크린은 상기 박막 인광층(10)과 상기 면판(20)의 일면(23) 사이에 배열되는 적어도 한 개의 층을 포함하는 각필터(30)를 포함한다.

상기 각필터(30)는 한편으로 박막 인광층(10)과 직접 접촉하고 있으며 다른 편으로는 광섬유 면판(20)의 상기 일면(23)과 직접 접촉하고 있다. 바람직하게, 상기 각필터는 실질적으로 일정한 두께를 갖는다.

본 발명에 따르면, 상기 각필터(30)는 박막 인광층(10)에 의해 방출되어 각필터를 통과하는 임의의 광선이

보다 작거나 같은 굴절각으로 인접한 광섬유의 코어(21)로 침투하는 것을 보장한다.

따라서, 박막 인광층(10)에 의해 방출되고 상기와 같은 굴절각으로 광섬유의 코어(21)로 침투하는 임의의 광선은 그의 개구수에 속한다.

종래에는, 입사각과 굴절각은 항상 광학 지수가 서로 다른 두 개의 다른 매질 사이의 경계면에서 정상치에 대하여 정의되었다.

본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 상기 각필터(30)는 간섭 필터이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 각필터는 다수의 박막(31)이 쌓인 것을 포함한다.

박막은 두께의 수치가 길이나 너비의 수치와 비교하여 작은 층을 의미한다. 그 두께는 통상적으로 대략 수 나노미터 내지 수백 나노미터이다.

바람직하게는, 상기 다수의 박막은 동일한 어셈블리의 박막이 동일한 물질로 이루어지는 적어도 두 가지의 박막 어셈블리(31A)(31B)를 포함한다. 서로 다른 어셈블리의 재료들은 광학 지수가 서로 다르다.

박막의 두께와 재료는 각필터(30)에 의해 전달된 임의의 광선이

보다 작거나 같은 굴절각으로 인접한 광섬유의 코어로 확실히 침투하도록 선택된다.

상기 다수의 박막은 높은 광학 지수 n_H를 갖는 제 1 물질로 이루어진 제 1 박막 어셈블리(31A)와 제 1 물질보다 낮은 광학 지수 n_L을 갖는 제 2 물질로 이루어진 제 2 박막 어셈블리(31B)를 포함할 수 있다.

상기 박막들(31)은 제 1 어셈블리(31A)의 박막들과 제 2 어셈블리(31B)의 박막들을 교대로 갖도록 배열한 것이다.

상기 제 1 및 제 2 물질들은 각각 연속적인 매질을 형성할 수 있다. 제 1 물질은 TiO₂(n∼1.81)와 Ta₂O₅(n∼2.50)로부터 선택될 수 있고, 제 2 물질은 MgF₂(n∼1.39), CaF₂(n∼1.44), 및 SiO₂(n∼1.55)로부터 선택될 수 있다.

상기 박막들(31)은 상기 박막 인광층(10)에서 방출된 광선의 파장의 함수로서 1/4 파장 두께를 가질 수 있다. 이에 의하여 간섭 필터의 반사율은 감소된다.

간섭 필터(30)는 대역 필터 또는 저역 필터이고, 상기 박막 인광층(10)은 단색 또는 준단색 광선을 방출한다.

파장이 대략 550nm 수준인 인광 Gd2O2S:Tb는 준단색광을 방출하는 물질의 예이다. 파장이 대략 550nm 수준인 세륨으로 도핑된 이트륨-알루미늄-가넷(YAG)을 포함하는 인광 물질도 또한 사용할 수 있다.

이제부터, 간섭 필터(30)의 광각 필터 특성을 설명하기로 한다. 간섭 필터의 대역폭 ㅿ은 일반적으로 입사광의 파장의 함수로서 필터의 투과율의 변화량 T(λ)으로부터 입사각이 0일 때(θ=0°) 정의된다.

입사각이 0도가 아닌 광선의 경우, 필터의 대역폭 ㅿ_θ은 변경되고, 특히 더 낮은 파장 방향으로 이동하는 것을 보임이 알려져 있다. 이와 같은 대역폭 변경은 필터의 박막의 겉보기 두께가 입사각과 함께 증가한다는 사실에 기인한다.

필터의 대역폭 ㅿ_θ이 더 낮은 파장 방향으로 이동함에 따라, 필터의 컷오프값 또는 컷오프값들이 더 낮은 파장 방향으로 이동하게 된다. 사실상, 저역 필터는 단일 컷오프값을 가지고, 대역 필터는 상위 및 하위의 두 가지 컷오프값을 갖는다.

대역 컷오프값은 투과율이 최대값의 50%보다 낮거나, 또는 20%, 10% 또는 심지어 5%인 파장값을 의미한다.

일례로 대역 필터의 경우, 필터의 중앙 파장값과 입사각의 관계는 다음의 공식으로 설명될 수 있으며,

여기서, θ는 간섭 필터와의 경계면에서 박막 인광층에 의해 방출된 광선의 입사각이고, λ₀는 입사각이 0일 때 필터의 중앙 파장값이며, n_P는 박막 인광층의 광학 지수이고, n^*는 필터의 유효 광학 지수값이다.

일례로, 대역 간섭 필터의 상위 컷오프값이 제로 입사각일 때 대략 570nm이고, 광학 지수가 n_P∼2.2 및 n^*∼2인 경우, 컷오프값은 입사각이 30°일 때 대략 480nm이 된다.

그러므로, 이 예에서, 간섭 필터는 박막 인광층에 의해 입사각이 0일때 방출되는 550nm의 파장이 방사될 때 온(ON)이 되고, 상기 방사가 입사각이 30°일 때 오프(OFF)가 된다.

도 4a와 도 4b에 나타낸 바와 같이, 파장 T(λ)의 영역에서 대역 필터(도 4a) 또는 저역 간섭 필터는 정해진 파장에 대하여 입사각 T(θ)의 영역에서 저역 필터(도 4b)와 동등한 것으로 보인다.

사실상, 대역폭 ㅿ_θ이 낮은 파장 방향으로 충분히 변하면, 박막 인광층에 의해 방출된 광선의 파장 λ_P는 대역폭 밖으로 벗어난다. 그러면, 컷오프 입사각 θ_C이 결정될 수 있고, 이는 파장 λ_P에서 입사각 T(θ)의 영역에서 저역 필터의 특징을 나타낸다. 이 때, 광선이 반사되어 더이상 인접 광섬유의 코어에 있는 간섭 필터의 투과 콘에 속하지 않게 된다. 컷오프 입사각도 또한 나중에 설명될 이 각의 정의에 따라

로 표기된다.

또한, 상기 간섭 필터(30)를 형성하는 박막들(31)의 광학 지수들 n_H 및 n_L이 공지되어 있다는 사실로 인하여, 박막 인광층(10)에 의해 방출되는 광선의 입사각 θ_P과 인접한 광섬유의 코어(21)에서 동일한 굴절광선의 굴절각 θ_R의 관계 θ_R(θ_P)는 스넬-데카르트 법칙에 의해 직접 결정된다.

따라서, 간섭 필터의 컷오프 입사각 θ_C에 의하여 인접한 광섬유의 코어(21)에서 굴절각 θ_R이

보다 작거나 같도록 간섭 필터(30)를 형성하고 박막 인광층(10)을 선택한다.

필수 대역을 얻기 위하여 다수의 변수가 불가피한 간섭 필터의 제조 동안, 투과율은 입사각의 함수로서의 투과율뿐만 아니라, 파장의 함수로서 컴퓨터 프로그램을 이용하여 계산되는 장점이 있다.

일례로, 인광층(10)이 Gd2O2S:Tb를 포함하는 경우, 간섭 필터(30)는 다수의 TiO₂ 층과 MgF₂ 층의 형태로 이루어진 다수의 박막을 포함할 수 있다. 상기 간섭 필터는 5 개의 박막들, 즉 218nm의 MgF₂ 층, 102nm의 TiO₂ 층, 210nm의 MgF₂ 층, 230nm의 TiO₂ 층, 그리고 마지막으로 218nm의 MgF₂ 층을 포함할 수 있다.

간섭 필터(30)는 예를 들어 음극선 스퍼터링, 증발, 또는 EBPVD(전자빔 물리 기상 증착)과 같은 공지의 물리 기상 증착 기술로 제조할 수 있다. 예를 들어 반응성 스퍼터링과 IBAD(이온빔 증착)과 같은 혼성의 공지된 기법 뿐만 아니라, 예를 들어 ALD(원자층 증착)과 같은 공지의 화학 기상 증착 기술을 또한 이용할 수도 있다.

변용예로서, 간섭 필터의 제 1 및 제 2 물질은 다공성 매질을 형성할 수 있다. 따라서, 다수의 나노 크기 SiO₂ 및 TiO₂ 막대를 포함하는 간섭 필터를 이용할 수 있고, 그 두께와 광학 지수는 Xi 및 그외 다수의 논문["OPtical thin film materials with low refractive index for broadband elimination of Fresnel reflection", 2007, Nat. Photonics, Vol. 1, 176-179]에 제시된 바와 같이 정확히 결정할 수 있다.

사실상, 광섬유 면판의 전면인 기판에 대하여 증기가 일정한 경사각으로 흐르는 물리 기상 증착 기술을 이용함으로써, SiO₂나 TiO₂의 층을 나노막대 형태로 형성할 수 있다. 이 때, 광학 지수는 SiO₂의 경우 1.46 내지 1.05이고, TiO₂의 경우 2.7 내지 1.3으로 다양할 수 있다.

또한, 상기 간섭 필터는 두 개의 박막 어셈블리에 제한되지 않고, 세 개, 네 개, 또는 그 이상의 박막 어셈블리를 포함할 수 있다.

본 발명의 제 2 구체예에 따르면, 상기 각필터(30)는 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이 n_F로 표시되는 광학 지수를 갖는 단일층(32)을 포함한다.

상기 단일층(32)의 광학 지수는, 박막 인광층(10)에 의해 방출되고 각필터(30)를 통과하는 광선이

보다 작거나 같은 굴절각 θ_R으로 인접한 광섬유의 코어(21)에 침투하도록 정해진다.

상기 단일층(32)은 박막 인광층(10)과 광섬유 면판(20)의 전면(23) 사이에 배열되고 이들과 직접 접촉하고 있다.

앞서 설명한 종래 기술의 예와 유사한 방식으로, 두 개의 개구각이 박막 인광층(10)과 각필터(30)의 단일층(32) 사이의 경계면(11)에서 정의될 수 있다(도 2).

제 1 개구각은 각필터(30)의 박막에서 인광층(10)에 의해 방출되는 광선의 투과 콘에 대응된다.

이 투과 콘은 제 1 임계각

에 의해 정의된다. 따라서, 박막 인광층(10)에 의해 방출되고 상기 "인광층(10)/필터(30)의 단일층(32)" 경계면(11)에서 입사각이 제 1 임계각

보다 절대적으로 작은 임의의 광선이 각필터(30)에서 굴절에 의해 전달되거나, 그 반대의 경우 전반사에 의해 반사된다.

제 2 개구각은 광섬유의 입사부가 아닌, 박막 인광층(10)과 각필터(30)의 단일층(32) 사이의 경계면(11)에서 정의되는 광섬유의 개구수에 대응된다.

스넬-데카르트 법칙을 적용하면, 상기 개구수는 제 2 임계각이

으로 특징지어진다. 박막 인광층(10)에 의해 방출되고 상기 경계면(11)에 대하여 입사각 θ_P이 상기 제 2 임계각보다 작거나 같은 임의의 광선은 인접한 광섬유의 코어(21)에서 전달되어 고려대상인 섬유의 코어(21)와 피복재(22) 사이에서 전반사에 의해 코어(21)에 국소적으로 잔류한다.

상기 각필터의 단일층의 광학 지수 n_F는

이 성립하여

의 관계가 되도록 선택할 수 있다.

따라서, 박막 인광층(10)에 의해 방출되고 입사각 θ_P가

보다 절대적으로 작은 광선은 각필터를 통과하여

보다 작거나 같은 굴절각으로 인접한 광섬유의 코어에 침투한다. 또한, 상기 광선은 고려대상인 섬유의 코어(21)와 피복재(22) 사이에 전반사에 의해 섬유 코어(21)에 국소적으로 잔류한다.

광학 지수 n_F는

에 근접하거나 동일하도록 선택하는 것이 특히 유리하다. 따라서, 제 1 및 제 2 임계각은 실질적으로 서로 동일하여, 앞서 정의한 두 개의 광학 구경이 서로 일치하게 한다. 그러므로, 각필터(30)는 광학 임피던스 순응 기능을 갖는다. 사실상, 상기 투과콘은 인광층(10)에 의하여 방출되고 "인광층/각필터" 경계면(11)에 대하여 입사하는 광선이 인접한 광섬유의 개구수에 속하는 최대 구경을 갖는다.

일례로, 박막 인광층(10)의 광학 지수가 n_P∼2.2이고, 광섬유 코어(21)의 광학 지수가 n_C∼1.8이고, 피복재(22)의 광학 지수가 n_G∼1.4인 경우, 각필터(30)에서 단일층(32)의 광학 지수 n_F는 1.13보다 작거나 같아야 한다.

바람직하게, 각필터(30)의 단일층(32)의 두께는 실질적으로 대략 1/4 파장이다. 따라서, 이와 같은 두께는 박막 인광층(10)에 의해 방출되는 광선의 파장 또는 파장 범위의 함수로서 결정된다. 그러므로, 박막 인광층(10)은 준단색광을 방출하는 장점이 있다.

각필터(30)의 단일층(32)은 다공성 매질과는 반대로 비다공성 매질을 형성하는 물질로 이루어질 수 있다. 상기 물질은 광학 지수가

의 관계를 만족하도록 선택할 수 있다.

일례로, 코어(21)의 광학 지수가 n_C∼2.1이고, 피복재(22)의 광학 지수가 n_G∼1.5인 광섬유의 경우, 각필터(30)에서 단일층(32)의 광학 지수 n_F는 1.47보다 작거나 같아야 한다. 상기 단일층(32)의 물질은 광학 지수가 각각 실질적으로 1.39, 1.44, 및 1.46와 동등한 MgF₂, CaF₂, 또는 SiO₂로부터 선택할 수 있다.

예를 들면, 인광층(10)이 Gd₂O₂S:Tb를 포함하는 경우, 각필터(30)는 두께가 260nm인 MgF₂의 단일층으로 형성될 수 있다.

상기 각필터(30)는 예를 들어 음극선 스퍼터링, 증발, 또는 EBPVD(전자빔 물리 기상 증착)과 같은 공지의 물리 기상 증착 기술로 제조할 수 있다. 예를 들어 반응성 스퍼터링과 IBAD(이온빔 증착)과 같은 혼성의 공지된 기법 뿐만 아니라, 예를 들어 ALD(원자층 증착)과 같은 공지의 화학 기상 증착 기술을 이용할 수도 있다.

본 발명의 제 2 구체예의 변용예에 따라서, 상기 단일층(32)은 다공성 매질을 형성하는 물질로 이루어질 수 있다. 상기 층은 광학 지수 n_F가

의 관계를 만족하도록 형성될 수 있다.

따라서, 상기 단일층(32)은 Xi 및 그외 다수의 논문["Very low - refractive -index optical thin film consisting of an array of SiO ₂ nanorods ", 2006, Opt. Lett., Vol. 31, No. 5, 601-603]에 제시되어 있는 바와 같이 나노 크기의 SiO₂ 막대로 형성될 수 있다.

상기 SiO₂ 막대는 광섬유 면판의 전면로부터 실질적으로 직선으로 비스듬하게 연장 형성된다. 그 경사각은 대략 45°이다.

상기 단일층(32)의 두께는 대략 수십 나노미터 내지 수백 나노미터일 수 있다.

상기 각필터(30)의 단일층의 광학 지수는

보다 작을 수 있다. 인용된 논문은 지수 n_F = 1.08로 나타낸다.

따라서, 상기 각필터(30)에서 단일층(32)의 광학 지수 n_F가 낮기 때문에, "인광층/각필터" 경계면(11)의 수준에서 인접한 광섬유의 개구수를 특징짓는 제 2 임계각

과 상기 경계면(11)에서 투과 콘을 특징짓는 제 1 임계각

사이의 비율

은 1에 가깝다.

예를 들면, 박막 인광층, 코어, 및 피복재의 정규 광학 지수가 각각 대략 n_P∼2.2, n_C∼1.8, 및 n_G∼1.4이고, 각필터의 광학 지수가 n_F∼1.08인 경우, 비율

은 대략 1로 얻어진다. 따라서, 박막 인광층(10)에 의해 방출되고 각필터(30)를 통과하는 모든 광선은 인접한 광섬유의 코어(21)로 침투하여 코어(21)와 피복재(22) 사이에 전반사에 의하여 코어(21)에 국소적으로 잔류하도록 되어 있다.

이제부터, Xi 및 그 외 다수에 의해 Optics Letters에 발표된 논문을 참조하여 SiO₂ 나노막대로 이루어진 단일층의 구체예를 설명하기로 한다.

상기 나노막대는 빗각으로 물리 기상 증착 기술에 의해 얻어진다. 여기서 SiO₂인 증기 유량은 증발에 의해 얻어진다. 증기 유량은 대략 85°의 경사각을 따라 광섬유 면판의 전면인 기판의 방향으로 흐른다.

증기 유량이 경사를 이루므로, 단일층의 성장이 무작위 변동하여 증기 유량이 닿을 수 없는 그림자 영역이 나타나게 된다.

상기 인용 논문의 저자가 "자기 그림자 효과(self-shadowing effect)"라고 명명한 이 현상은 증착이 그림자 영역이 아닌 성장 영역에서 우선적으로 발생하는 사실을 반영한다. 이로써, 나노막대 어레이가 얻어진다.

상기 인용 논문에 따르면, 나노막대는 영상 증배관에 사용되는 박막 인광층의 정규 파장 범위보다 훨씬 작은 30 nm 미만의 거리를 두고 서로 이격되어 있으므로 광의 산란 효과를 최소화할 수 있다.

또한, 증발 기법을 이용한 증착을 적용함으로써 단일층의 두께를 정확히 제어할 수 있고 따라서 1/4 파장 두께의 층을 형성할 수 있다.

마지막으로, 상기 인용 논문에 따르면, 특히 상기 단일층의 공극률이 높고 두께가 작기 때문에 SiO₂ 나노막대가 기울어져 있음에도 박막은 등방성을 유지한다.

또한, 나노 크기의 TiO₂ 막대로 형성되는 단일층을 제조할 수 있으며, 그 광학 지수는

의 조건을 만족하는 것에 주목하여야 한다.

또한, 예를 들어 알루미늄으로 이루어진 반사층(도시되어 있지 않음)을 박막 인광층 상에 증착하여, 상기 각필터와 반대 방향으로 박막 인광층에 의해 방출되는 임의의 광선을 반사한다. 따라서, 광선은 각필터의 방향으로 반사 및 전달된다.

상기 알루미늄 층은 예를 들어 5nm 내지 10nm와 같이 수 나노미터 내지 수십 나노미터의 두께를 가질 수 있다.

본 발명의 모든 구체예에서, 상기 박막 인광층은 인접한 광섬유의 코어를 각각 덮을 수 있도록 배열된 다수의 인광 패드를 형성하는 구조로 이루어질 수 있다.

따라서, 인광 패드에 의해 방출된 광선은 각필터의 투과 콘에 속하지 않을 때, 즉, 입사각이 간섭 필터인 경우에는 θ_C보다 크고, 단일층을 가진 각필터의 경우에는

보다 커서, 상기 광선은 반사되지만 유리하게도 초기 패드에 국소적으로 잔류한다. 그리고, 각필터에서 전달하는데 필요한 입사각을 갖기까지 알루미늄 층과의 경계면에서 반사된다.

도 6과 도 7은 박막 인광층(10)과 각필터(30)가 각각의 인접한 섬유의 코어(21)만을 덮고 그 피복재(22)는 덮지 않도록 배열되어 있는 사실에 의해 기술되는 점만 상이한 실시예를 도시한 것이다.

도 6에 도시된 실시예에서, 광섬유 면판(20)의 전면은 각각의 광섬유가 피복재(22)의 전면(23G)에 대하여 코어(21)의 전면(23C)이 결합되지 않도록 구성된다. 따라서, 면판(20)의 전면의 수준으로 각각의 광섬유에 공동부(26)가 형성되고, 이들은 피복재(22)의 돌출부에 의해 측면으로 한정된다.

다음은, 상기 인광 스크린을 제작하는 방법을 설명하기로 한다.

산 부식을 통하여 광섬유 면판(20)의 전면의 수준에서 공동부를 형성한다. 상기 공동부는 산에 의한 코어(21) 물질의 용해 속도와 피복재(22) 물질의 용해 속도간의 차이로 인하여 형성된다.

각각의 공동부(26)를 한정하는 피복재(22)의 돌출부 표면 상에 예를 들어 크롬과 같은 물질로 금속층(50)을 증착한다. 바람직하게, 상기 금속층(50)은 피복재(22) 부분의 측표면 상에만 증착된다. 이와 같은 금속층은 특히 적당한 경사각으로 전자빔 증착을 수행하여 얻을 수 있다.

그런 다음, 광섬유 면판(20)의 전면 상에 각필터(30)를 형성한다. 각필터(30)는 피복재(22)의 전면(23G)뿐만 아니라, 각각의 광섬유의 코어(21)의 전면(23C) 상에 배열된다. 상기 각필터는 전술한 구체예들 중 임의의 것에 따라서 제조할 수 있다.

그리고, 면판(20)의 전면 상에 박막 인광층(10)을 증착한다. 인광층은 상기 각필터(30)를 덮는다.

그 후, 박막 인광층(10) 상에 예를 들어 알루미늄과 같은 물질로 이루어진 반사층(40)을 마지막으로 증착한다. 알루미늄층(40)의 반사율을 개선하기 위하여, 알루미늄층(40)을 증착하기 전에 박막 인광층(10) 상에 MgF₂층(미도시)을 증착할 수 있음을 주목해야 한다.

마지막으로, 각각의 광섬유의 피복재(22)의 전면(23G) 상에 형성된 여러가지 층들(30)(10)(40)의 부분들을 제거한다. 이 단계는 기계적인 공정으로 수행할 수 있다.

바람직하게, 이 단계 이후에 각각의 섬유의 피복재(22)의 전면(23G)이 알루미늄층(40)과 실질적으로 동일한 수준이 되도록 하여 이렇게 해서 형성된 인광 스크린의 전면이 실질적으로 평면이 되도록 한다.

각 섬유의 피복재(22)의 전면(23G)도 또한 박막 인광층(10)의 전면과 실질적으로 같은 수준이 될 수 있도록 하여, 상기 알루미늄층(40)이 상이한 인광 패드(12)와 각각의 광섬유의 피복재(22)의 전면(23G) 상에 연속으로 증착되게 한다. 따라서, 이렇게 해서 형성된 인광 스크린의 전면은 실질적으로 평면이고 알루미늄층(40)에 의해 정의된다.

그러므로, 층의 패드가 피복재(22)를 덮지 않고 각각의 광섬유 코어(21)의 수준에서 형성된다. 각각의 패드는 인광층(10), 각필터(30), 및 알루미늄층(40)으로 형성된다. 더불어, 패드들은 광선의 반사 기능을 확보하는 금속층(50)에 의해 측면 한정된다.

따라서, 인광 패드(12)에 의해 방출되는 임의의 광선은 인접한 광섬유의 코어(21)로만 전달될 수 있다. 그러므로, 인광 스크린의 콘트라스트는 특히 높아진다.

도 7에 도시한 변형예에 따르면, 층의 패드는 광섬유 피복재 부분이 아닌, 종래의 사진식각 기술에 의해 형성된 첨가 물질의 측벽에 의해 측면 한정된다.

도 8a 내지 도 8e는 도 7에 나타낸 인광 스크린을 제작하는 방법의 상이한 단계를 도시한 것이다.

도 8a에 나타낸 바와 같이, 감광성 수지를 광섬유 면판(20)의 전면(23)에 증착하고, 상기 면판(20)을 후면(24)으로부터 광속에 노출시킨다. 이로써, 각각의 광섬유의 피복재가 마스크와 같이 작용한다.

화학 에칭(도 8b)에 의해 활성화되지 않은 수지는 제거된다. 따라서, 수지의 패드는 각각의 광섬유의 코어(21) 상에 배열된다.

수지의 패드와 피복재(22)의 전면(23G) 상에 적당한 물질을 증착한다(도 8c). 이 때, 증착되는 물질은 예를 들어 니켈이나 알루미늄과 같은 금속이나, 그 대신에 규소일 수 있다. 상기 물질은 예를 들어 NiCr-TiW와 같은 점착성 하부층 상에 증착될 수 있다.

그런 다음, 화학 에칭에 의해 활성화된 수지를 제거한다(도 8d). 따라서, 이렇게 해서 형성된 측벽(27)은 각각의 광섬유의 피복재(22) 상에 배열된다. 바람직하게는, 상기 측벽(27)은 두께가 예를 들어 1㎛ 내지 1.5㎛와 같은 대략 마이크론의 두께이다.

마지막으로, 도 6를 참고하여 설명한 바와 같은 단계 후에 박막 인광층(10), 각필터(30), 및 알루미늄층(40)을 증착한다.

이렇게 해서, 층(10)(30)(40)의 패드들이 광섬유 피복재 부분이 아닌 측벽(27)에 의해 측면 한정되는 것을 제외하고는 도 6에 도시한 것과 유사한 인광 스크린이 얻어진다(도 8e).

기술된 본 발명에 대하여 비제한적인 예로서 특유하게 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 명백하다.

Claims

박막 인광층(10)과 다발로 구성된 광섬유 면판(faceplate)(20)을 포함하고, 상기 면판(20)의 두께를 따라 배향되며(oriented along the thickness), 각각의 광섬유는 광학 지수 n_G를 갖는 피복재(cladding)(22)로 둘러싸인 광학 지수 n_C를 갖는 코어(21)를 포함하고, 상기 박막 인광층(10)은 상기 면판(20)의 일면(23) 상에 배열되며,
박막 인광층(10)에 의해 방출되고 각필터(30)를 통과한 광선이
보다 작거나 같은 굴절각으로 인접한 광섬유의 코어(21)로 침투하도록, 상기 박막 인광층(10)과 상기 면판(20)의 일면(23) 사이에 배열되는, 적어도 한 개의 층(31, 32)을 포함하는 각필터(30)를 포함하고, 상기 각필터는 정해진 파장에 대하여 컷오프 입사각을 가지는 입사각 영역에서 저역 필터를 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 1 항에 있어서, 상기 각필터(30)는 한편으로는 박막 인광층(10)과 직접 접촉하고 있고 다른 편으로는 광섬유 면판(20)의 상기 일면(23)과 직접 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 1 항에 있어서, 상기 각필터(30)는 다수의 박막(31)을 포함하는 간섭 필터이고, 상기 박막의 광학 지수와 두께는 인접 광섬유의 코어(21)에서 광선을
보다 작거나 같은 굴절각으로 전달하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 3 항에 있어서, 상기 다수의 박막(31)은 제 1 물질로 이루어진 박막의 제 1 어셈블리(31A)와 제 1 물질보다 작은 광학 지수를 갖는 제 2 물질로 이루어진 박막의 제 2 어셈블리(31B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 4 항에 있어서, 상기 제 1 물질은 TiO₂ 및 Ta₂O₅ 중에서 선택되고, 제 2 물질은 MgF₂, CaF₂, 및 SiO₂ 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 4 항에 있어서, 상기 제 1 물질 및/또는 제 2 물질은 다공성 매질 또는 비다공성 매질을 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 1 항에 있어서, 상기 각필터(30)는 단일층(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 7 항에 있어서, 상기 단일층(32)은 광학 지수 n_F가
보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 7 항에 있어서, 상기 각필터(30)의 단일층(32)의 물질은 비다공성 매질을 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 7 항에 있어서, 상기 각필터(30)의 단일층(32)의 물질은 다공성 매질을 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 10 항에 있어서, 상기 각필터(30)의 단일층(32)은 다수의 나노 크기의 SiO₂ 막대로 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 10 항에 있어서, 상기 각필터(30)의 단일층(32)은 광학 지수가 1.1보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 1 항에 있어서, 상기 박막 인광층(10)은, 상기 각필터(30)에 반대되는 일면 상에서, 상기 박막 인광층(10)에 의해 방출되는 광선에 대한 반사층에 의하여 덮이는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 1 항에 있어서, 상기 박막 인광층(10)은 각각 인접한 광섬유의 코어(21)를 덮도록 배열된 다수의 인광 패드(12)를 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 14 항에 있어서, 상기 각필터(30)는 각각 인광 패드(12)에 의해 실질적으로 덮일 수 있도록 배열되는 다수의 패드를 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 15 항에 있어서, 다수의 인광 패드(12)와 각필터 패드로 형성되는 각각의 어셈블리는 광섬유 면판(20)의 전면(23)의 공동부에 배열되고, 광섬유 피복재(22)의 돌출부에 의해 측면 한정되는(delimited laterally) 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 16 항에 있어서, 광섬유 피복재(22)의 돌출부의 측표면은 금속 물질의 층(50)으로 덮이는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
제 15 항에 있어서, 다수의 인광 패드(12)와 각필터 패드로 형성되는 각각의 어셈블리는 부가된 측벽(27)에 의해 측면 한정되고, 각각의 측벽(27)은 인접한 광섬유의 피복재(22)를 실질적으로 덮도록 배열되는 것을 특징으로 하는 광섬유 인광 스크린.
광자를 수신하고 이에 반응하여 전자를 방출하는 광전 음극과, 상기 전자로부터 영상을 형성하기 위한 제 1 항 내지 제 18 항 중에 어느 한 항에 따른 광섬유 인광 스크린을 포함하는 광학 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 광전 음극과 상기 인광 스크린 사이에 배열되는 전자 증배(electron multiplication) 수단을 더 포함하는 광학 장치.
제 20 항에 있어서, 상기 광학 장치는 영상 증배관(image intensifier tube)인 광학 장치.