NL8800743A

NL8800743A - Kanaalplaat voor een beeldversterkerbuis, alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een kanaalplaat, en beeldversterkerbuis voorzien van een kanaalplaat.

Info

Publication number: NL8800743A
Application number: NL8800743A
Authority: NL
Original assignee: Optische Ind De Oude Delft Nv
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1989-10-16
Also published as: WO1989009484A1; JPH02503612A; DE68926989T2; DE68926989D1; KR900701031A; JP2812452B2; EP0362347B1; EP0362347A1

Description

i t VO 1088

Kanaalplaat voor een beeldversterkerbuis, alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een kanaalplaat, en beeldversterkerbuis voorzien van een kanaalplaat.

De uitvinding heeft betrekking op een kanaalplaat voor een beeldversterkerbuis.

Beeldversterkerbuizen omvatten een kathode, die onder invloed van invallende straling, zoals licht of röntgen-5 straling, elektronen emitteert, die onder invloed van een elektrisch veld naar een anode bewegen. De op de anode invallende elektronen vormen een waarneembaar uitgangsbeeld.

Bij béeldversterkerbuizen van het "proximity focus" type heerst tussen de kathode en de anode een in hoofdzaak uni-10 form elektrisch veld en zijn geen focusseringselektroden aanwezig om de door de kathode geëmitteerde elektronen op de anode te focusseren.

Bij moderne beeldversterkerbuizen van het "proximity focus" type is ter verhoging van de beeldversterking tussen 15 de kathode en de anode een kanaalplaat, meestal multichannel plate of kortweg MCP genoemd, geplaatst. Een dergelijke kanaalplaat bestaat uit een stapeling van holle buisjes, bijv. holle glasvezels, die zich tussen een ingangs-vlak en een uitgangsvlak uitstrekken. Het ingangsvlak is 20 in gemonteerde toestand naar de kathode gekeerd of draagt de kathode en het uitgangsvlak is naar de anode gekeerd.

Tussen ingangsvlak en uitgangsvlak heerst een zodanig spanningsverschil dat een bij het ingangsvlak een kanaal binnentredend elektron zich in de richting van het uitgangsvlak 25 beweegt, waarbij het aantal elektronen door secondaire emissie-effecten vergroot wordt. Na het verlaten van de kanalen worden de elektronen op gebruikelijke wijze in de richting van de anode versneld.

Het ingangsvlak en het uitgangsvlak van de kanaalplaat 30 zijn elk van een geleidende laag voorzien, die dient om het ingangsvlak en het uitgangsvlak op een geschikte uniforme potentiaal te kunnen brengen. Een geschikte laag voor het uitgangsvlak kan bijv. een nikkel-chroomlaag zijn, die ,8800743 -2- *r door opdampen of een andere geschikte techniek wordt aangebracht. Een op het uitgangsvlak aangebrachte laag dringt altijd enigszins door in de kanalen. De zo verkregen geleiding van de wand van het uiteinde van de kanalen wordt meest-5 al "endspoiling" genoemd.

De bij toepassing van een kanaalplaat verkregen beeldresolutie hangt direkt samen met de diameter van de kanalen. Bij praktische beeldversterkerbuizen is gebleken, dat met een kanaalplaat, waarvan de kanaaldiameter d 10 ^um en de 10 hartafstand 12^um bedraagt, een scheidend vermogen van ± 34 lijnenparen per millimeter haalbaar is. Verhoging van het scheidend vermogen is mogelijk door de kanaaldiameter te verkleinen.

De uitvinding beoogt een kanaalplaat ter beschikking 15 te stellen, die bij gelijkblijvende kanaaldiameter een grotere beeldresolutie verschaft. Hiertoe wordt volgens de uitvinding een kanaalplaat die een van een geleidende laag voorzien uitgangsvlak heeft, gekenmerkt doordat de geleidende laag zich over een relatief grote afstand vanaf het 20 uitgangsvlak voortzet in de kanalen.

In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bijgevoegde tekening.

Fig. 1 toont schematisch een beeldversterkerbuis van het proximity focus type, voorzien van een kanaalplaat; 25 fig. 2 toont schematisch vergroot een deel van een uitvoeringsvoorbeeld van een kanaalplaat volgens de uitvinding ; fig. 3 toont schematisch vergroot een deel van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een kanaalplaat volgens 30 de uitvinding; fig. 4 toont een grafiek ter verduidelijking van een uitvoeringsvorm van de uitvinding; en fig. 5 toont schematisch een derde uitvoeringsvoorbeeld van een kanaalplaat volgens de uitvinding.

35 Fig. 1 toont schematisch in dwarsdoorsnede een voor beeld van een beeldversterkerbuis van het "proximity focus" . 880074 3

V

* -3- type. De buis omvat een buisvormig huis 1 met een ingangs-venster of kathodevenster 2 en een uitgangs- of anodeven-ster 3. Het huis kan van glas zijn evenals het kathodevenster en het anodevenster. Het anodevenster is echter 5 ook dikwijls een optische vezelplaat. Het huis kan ook van metaal zijn, in het geval dat de kathode en eventueel de anode geïsoleerd in het huis zijn opgesteld, bijv. door toepassing van een afzonderlijke drager, zoals beschreven in Nederlandse octrooiaanvrage 79.00878. Indien de beeld-10 versterker is ingericht voor het ontvangen van röntgenstraling kan het kathodevenster van dun metaal zijn vervaardigd. Het anodevenster dient echter lichtdoorlatend te zijn. De kathode kan voorts direkt op het ingangsvlak van de kanaalplaat zijn aangebracht. Al dergelijke varian-15 ten zijn op zichzelf bekend en zijn derhalve niet nader getoond.

In het getoonde voorbeeld bevindt zich aan de binnenzijde van het kathodevenster de eigenlijke kathode 4, die onder invloed van invallend licht of van röntgenstraling 20 elektronen emitteert. De geëmitteerde elektronen worden op bekende wijze onder invloed van een niet nader aangegeven elektrisch veld in de richting van een op de binnenzijde van het anodevenster aangebrachte anode 5.

Tussen kathode en anode is een kanaalplaat 6 geplaatst, 25 die zich ongeveer evenwijdig aan kathode en anode uitstrekt. Tussen het naar de kathode gekeerde ingangsvlak 7 van de kanaalplaat en het naar de anode gekeerde uitgangsvlak 8 van de kanaalplaat strekt zich een groot aantal buisvormige kanalen uit, die bijv. een diameter in de orde van 8 a 12^um 30 kunnen hebben.

Fig. 2 toont vergroot een deel van de kanaalplaat 6 met twee buisvormige kanalen 10, die zich tussen het ingangsvlak 7 en het uitgangsvlak 8 uitstrekken. De diameter van de kanalen is aangegeven met "d". Het uitgangsvlak 8 35 is voorzien van een geleidende laag 11, die dient om het uitgangsvlak op een geschikte potentiaal te kunnen brengen.

.8800743

'V

-4-

Ook het ingangsvlak kan van een dergelijke geleidende laag zijn voorzien, zoals met 12 is aangegeven.

Volgens de uitvinding kan het scheidend vermogen van een met een kanaalplaat uitgeruste beeldversterkerbuis worden 5 vergroot door de laag 11 zich in de kanalen te laten voortzetten over een afstand a die groter is dan ± 2d. Eén en ander zoals bij 12 aangegeven in fig. 2. In een praktische beeldversterkerbuis werd bij toepassing van een kanaalplaat met een op het uitgangsvlak aangebrachte geleidende 10 laag (endspoiling) die zich over een afstand van 3d a 4d in de kanalen voortzettten, een verbetering van het scheidend vermogen van i 15 a 25% bereikt.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm neemt de dikte van de laag 12 vanaf het uitgangsvlak 8 of vanaf een op 15 enige afstand van het uitgangsvlak gelegen denkbeeldig vlak geleidelijk af in de richting van het ingangsvlak.

Een en ander is aangegeven in de grafiek van fig. 4.

In de grafiek van fig. 4 is met een volgetrokken lijn 40 het verband aangegeven tussen de geleiding G van de laag 20 12 in de kanalen en de afstand tot het uitgangsvlak 8. Te zien is dat het geleidend vermogen van de laag 12 vanaf een afstand a = ± 2d geleidelijk afneemt. Dit effect kan, zoals vermeld, worden bewerkstelligd door de dikte van de laag te laten afnemen. Een soortgelijk effect kan op andere 25 wijze worden verkregen, zoals nog nader zal worden toegelicht.

Opgemerkt wordt, dat bij onderzoek is gebleken, dat ook bij de gebruikelijke kanaalplaten de door opdampen onder vacuum gevormde geleidende laag aan de uitgangszijde zich 30 over enige afstand tot in de kanalen voortzet. Deze afstand is echter relatief gering (zoals in fig. 2 bij wijze van voorbeeld voor het ingangsvlak is aangegeven) en ligt tussen IJ en 2\ d. In fig. 4 is met een onderbroken lijn 41 het verloop van de geleiding aangegeven, zoals dat bij een 35 bekende kanaalplaat kan voorkomen.

Een zich over een relatief grote afstand in de kanalen voortzettende geleidende laag 12 kan worden verkregen door .880 074 3 * -5- de laag middels de zogenaamde sputtertechniek aan te brengen.

Het is ook mogelijk een dergelijke laag te vormen door opdampen bij een relatief hoge druk, waarbij de vrije weg-lengte van de moleculen niet groter is dan de kanaaldiame-5 ter d. Een geschikte drukwaarde kan in de orde van 10"*2mbar liggen.

Een geleidelijk of stapsgewijze afnemende dikte van de laag 12 kan bijv. worden verkregen door achtereenvolgende opdampingen bij verschillende drukken uit te voeren.

10 Pig. 3 illustreert een op een dergelijke wijze in twee stappen verkregen geleidende laag. Een eerste laag 20 is o^iet uitgangsvlak 8 van een kanaalplaat 6 aangebracht door opdampen bij een relatief hoge druk van bijv. 10” mbar. Vervolgens is een tweede laag 21 aangebracht bij een veel 15 lagere druk van bijv. 10 ^ a 10 ^ mbar, maar de volgorde kan ook andersom zijn.

Opgemerkt wordt, dat de lagen 20 en 21 desgewenst van verschillend materiaal kunnen zijn gevormd.

De geleidende laag kan ook in meer dan twee stappen 20 uit een aantal deellagen worden opgebouwd, die elk bij een andere druk zijn opgedampt, of door een continu opdamppro-ces bij een geleidelijk afnemende of toenemende druk. Ook is het mogelijk om bijv. eerst een laag tot de gewenste diepte a aan te brengen met een sputtertechniek en vervol-25 gens één of meer lagen, al dan niet van hetzelfde materiaal, door opdampen aan te brengen.

Als alternatief kan de geleidende laag stapsgewijze worden opgedampt door beginnend bij een lage druk deze stapsgewijze te verhogen. De opeenvolgende lagen reiken 30 dan steeds dieper in de kanalen. Ook in dit geval kunnen verschillende materialen voor de verschillende deellagen worden toegepast.

Fig. 5 toont schematisch vergroot een op deze wijze uit drie deellagen 24,25,26 opgebouwde "endspoling". Een 35 soortgelijk effect kan worden verkregen door tijdens het opdampen de druk geleidelijk te verhogen.

.8800743 « k, -6-

Uit het voorgaande moge blijken dat de beschreven techniek zowel bruikbaar is voor een nog niet van een "endspoling" voorziene kanaalplaat als voor een wel reeds van een op gebruikelijke wijze aangebrachte "endspoling" 5 voorziene kanaalplaat.

***** «8800743

Claims

1. Kanaalplaat voor een beeldversterkerbuis, welke kanaalplaat een ingangsvlak en een uitgangsvlak heeft, waarbij ten minste het uitgangsvlak is voorzien van een geleidende laag, met het kenmerk, dat de geleidende laag 5 zich over een relatief grote afstand vanaf het uitgangsvlak voortzet in de kanalen,

2. Kanaalplaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de geleidende laag zich over ten minste een afstand a > 2d voortzet in de kanalen waarin d de kanaaldiameter 10 is.

3. Kanaalplaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat in de kanalen vanaf een bepaalde afstand vanaf het uitgangsvlak de geleidendheid van de geleidende laag geleidelijk afneemt met toenemende afstand van het uitgangs- 15 vlak.

4. Kanaalplaat volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de geleidende laag uit ten minste twee over elkaar aangebrachte deellagen bestaat.

5. Kanaalplaat volgens conclusie 4, met het kenmerk, 20 dat de ten minste twee deellagen zich over verschillende afstanden in de kanalen uitstrekken.

6. Kanaalplaat volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat ten minste twee deellagen uit verschillende materialen bestaan.

7. Kanaalplaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de dikte van de geleidende laag afneemt bij toenemende afstand vanaf een eerste afstand tot het uitgangsvlak.

8. Kanaalplaat volgens conclusie 7, met het kenmerk, 30 dat de afname van de dikte gelijkmatig is.

9. Kanaalplaat volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de afname van de dikte stapsgewijze is.

10. Beeldversterkerbuis van het "proximity focus" type omvattend een kathode en een anode, gekenmerkt door een 35 kanaalplaat volgens een der conclusies 1 t/m 8. .8800743 -8- ¥

11. Werkwijze voor het vervaardigen van een kanaal-plaat met een op ten minste het uitgangsvlak aangebrachte geleidende laag, met het kenmerk, dat de geleidende laag althans deels door opdampen bij een relatief hoge druk wordt 5 aangebracht.

12. Werkwijze voor het vervaardigen van een kanaal-plaat met een op ten minste het uitgangsvlak aangebracht geleidende laag, met het kenmerk, dat de geleidende laag althans deels door sputteren wordt aangebracht tot op een 10 relatief grote diepte in de in het uitgangsvlak uitmondende kanalen.

13. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat de geleidende laag stapsgewijze uit deellagen wordt opgebouwd.

14. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, met het ken merk, dat een eerste deellaag van een eerste materiaalsoort en ten minste een verdere deellaag van een tweede materiaalsoort wordt aangebracht.

15. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, 20 dat tijdens het opdampen van ten minste een deel van de geleidende laag de druk vanaf een relatief lage waarde geleidelijk of stapsgewijze wordt verhoogd.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat tijdens het opdampen van ten minste een deel van de 25 geleidende laag de druk vanaf een relatief hoge waarde geleidelijk of stapsgewijze.wordt verlaagd.

17. Werkwijze volgens conclusie 15 of 16, met het ken- — 2 _5 merk, dat de druk tussen ±10 mbar en 10 a 10 mbar wordt gevarieerd. & & & & & , 8800743