NO120854B - - Google Patents

Description

Anordning for forsterkning og omformning av stråling.

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for mottakning av innfallende stråling og frembringelse av stråling av liknende karakter men med større styrke enn den innfallende stråling, eller for omforming av innfallende stråling til stråling av forskjellig bølgelengde.

Det er kjent materialer hvis elektriske

ledningsevne forandrer seg når det utsettes for innfallende stråling. Andre materialer vanligvis kalt elektroluminescensmate-rialer luminescerer når de utsettes for en spenningstilstand som skyldes spennings-forskjellen mellom de elektroder mellom hvilke materialet befinner seg.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en anordning som sam-tidig utnytter begge disse egenskaper ved materialene.

En anordning for forsterkning og omforming av stråling, hvor der mellom to elektrisk ledende elektroder som påtrykkes en vekselspenning og som begge er gjen-nomtrengelige for stråling innenfor et forut bestemt bølgelengdeområde, er anordnet et lag av et materiale som er i stand til avhengig av innfallende stråling å frembringe en endring av spenningstilstanden mellom elektrodene, er i henhold til oppfinnelsen karakterisert ved at der mellom en av de ledende elektroder og det nevnte lag, og adskilt fra dette lag med et sjikt av dielektrisk materiale med høy dielektrisitetskonstant, er anordnet et annet lag av et materiale som er i stand til å avgi synlig stråling avhengig av endringen i den spenningstilstand som er frembrakt 21 g-29 — 120854 — 1 blad tegninger.

av innfallende stråling, idet den synlige stråling som avgis fra det annet lag er en reproduksjon av den innfallende stråling i et bølgelengdeområde i det synlige spektrum.

En slik anordning kan anvendes til forsterkning av en stråling som faller inn på et lag (a) ved at der frembringes en øket stråiingsstyrke som emmitteres fra laget (b), eller når laget (a) eksiteres av stråling med en bølgelengde eller et område av bølgelengder mens laget (b) når det eksiteres frembringer en stråling med en bølgelengde eller et område av bølge-lengder som er forskjellig fra de som faller inn på laget (a), for omforming av den innfallende stråling på laget (a) til en stråling av forskjellig bølgelengde. Hvis f. eks. den innfallende stråling på laget (a) er bløte røntgenstråler, kan synlig lys emitteres fra laget (b) med større intensi-tet enn tilfellet ville være hvis de innfallende røntgenstråler falt på en normal, fluorescerende skjerm. Lagene (a) og (b) kan hver bestå av findelte materialer som er fordelt i et isolasjonsstoff slik at variasjoner i styrken av den stråling som faller på bildeelementer av laget (a), frembringer tilsvarende variasjoner i den stråling som emitteres fra tilsvarende lokaliserte bildeelementer av laget (b). Laget (a) kan bestå av fotoledende materialet som er inn-støpt i glass med lavt smeltepunkt, mens laget (b) kan bestå av elektroluminescerende fosfor, som også er innstøpt i glass med lavt smeltepunkt. Lagene (a) og (b) kan alternativt bestå av transparent, ho-mogen, ikke-kornet film fremstilt ved fordampning i en surstoffri atmosfære eller ved direkte vakuumfordampning.

I en foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er de to lag anordnet på de to sider av en skive av isolasjonsmateriale som kan bestå av bariumtitanat eller titandioksyd. Bariumtitanat eller titandioksyd kan være i sintret form, slik som den er kjent og anvendt i forbindelse med fremstilling av keramiske kon-densatorplater.

De ledende elektroder som er anordnet på de ytre overflater av de to lag kan være i form av metall-lag dannet ved pådamping på de respektive overflater av det fotoledende lag og det elektroluminescerende lag. Alternativt kan elektrodene bestå av et ledende lag dannet på glass på kjent måte, f. eks. ved påsprøytning med en tinn-kloridoppløsning mens glasset er oppvar-met.

Fire forskjellige utførelseseksempler på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen. Figurene 1 til 4 viser i snitt fire forskjellige utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 viser en anordning for forsterkning og omforming av stråling, hvilken anordning består av et første lag 10 dannet av et fotoledende materiale som er i stand til avhengig av innfallende stråling å frembringe en endring av den spenningstilstand som skyldes en vekselspenning som påtrykkes elektrodene mellom hvilke laget er anordnet. Laget 10 er anbrakt på en skive 11 av isolasjonsmateriale med høy dielektrisitetskonstant, som f. eks. polykrystallinsk titandioksyd eller bariumtitanat. På den side av laget 10 som er lengst fra isolasjonsmaterialet er anbrakt en ledende elektrode 12, som slipper igjennom strålingen som skal påvirke laget 10. Kontakt med den transparente, ledende elektrode skjer ved en tilførselsleder 13. På den annen side av skiven 11 er anbrakt et annet lag 14, som består av et materiale som er i stand til å emittere synlig stråling i samsvar med den spenningstilstand som skyldes vekselspenningen som påtrykkes de elektroder mellom hvilke det nevnte emit-terende materialet er anordnet. På laget 14 er anbrakt den annen ledende elektrode 15, som slipper igjennom synlig stråling som emitteres av laget 14. En forbindelses-ledning 16 er festet til elektroden 15.

Ved over klemmene 13 og 16 å på-trykke en vekselspenning på elektrodene 12 og 15, dannes en spenningstilstand over lagene 10 og 14, som er adskilt ved hjelp av isolasjonsskiven 11. Når innfallende stråling gjennom den transparente elektrode 12 faller på det første lag 10, dannes lokale områder eller bildeelementer med forskjellig ledningsevne i laget 10 tilsvarende forskjellen i styrke av de innfallende stråler. Den resulterende endring i spenningstilstanden eksiterer de tilsvarende lokale områder i laget 14 og bringer disse til å emittere stråling. Hvis den innfallende stråling på laget 10 har en annen form enn strålingen som emitteres fra laget 14, tjener anordningen som strå-lingsomformer. Hvis imidlertid det fotoledende materiale i laget 10 påvirkes av synlig lys, så representerer den synlige stråling som emitteres fra laget 14 et for-sterket bilde av den innfallende stråling på laget 10.

Hvis lysoverføringen fra skiven 11 er tilstrekkelig til å forårsake tilbakekobling, kan det være nødvendig å legge inn en ugjennomsiktig skjerm mellom lagene 10 og 14, slik som vist ved den strekede linje 17. Materialet som skjermen er sammen-satt av må ha høy elektrisk motstand. Hvis et materiale med lav motstand, som f. eks. mangandioksyd, kull eller grafitt anvendes, må laget være således anordnet at der dannes adskilte områder, dvs. ved påføring av materialet gjennom en skjerm. Den samme virkning kan oppnås hvis de enkelte par-tikler er Isolert fra hverandre ved å være fordelt i et isolerende bindemiddel, f. eks. en metakrylatharpiks.

Det fotoledende materiale kan bestå av selen, antimon trisulfid eller kadmiumsul-fid, i det materialet i pulverform fordeles i et fast isolasjonsmateriale. Materialet i det annet lag 14 kan bestå av et elektroluminescerende sinksulfid aktivert med kobber eller magnesium.

Det fotoledende materiale og fosfor-materialet skal begge bestå av findelte materialer som er fordelt i et isolasjonsmateriale, slik at endringer av den innfallende strålingsstyrke på lokale områder eller bildeelementer i laget 10 kan frembringe tilsvarende variasjoner i den stråling som emitteres fra tilsvarende lokale områder eller bildeelementer i laget 14. Materialene i pulverform kan fordeles i glass med lavt smeltepunkt, dvs. borofosfatglass, eller i et organisk dielektrikum som f. eks. polysty-ren, polybutyl-metakrylat og liknende. Alternativt kan lagene 10 og 14 bestå av ikke-kornet film av et materiale som frembringes ved fordampning i en surstoff-fri gass eller direkte ved vakuumfordampning.

ion )pn fri

I en aiternativ utføreisesform vist i fig. 2 består elektrodene 12, 15 av et ledende lag på glass, hvor glassplatene som filmene er dannet på, er angitt med 18, 19. Glassplatene 18, 19 tjener som bærere og be-skytter lagene av fosfor og kjeramisk materiale som er anbrakt mellom dem.

Fig. 3 viser en alternativ utføreisesform hvor skiven 11 som er av keramisk materiale som f. eks. titandioksyd, i seg selv er gjort fotoledende ved reduksjon i vann-stoff eller i vakuum til den form som er kjent som «blå», idet titandioksydet således danner et materiale som er følsomt for innfallende stråling og derved danner det første lag. Den ledende elektrode 12 er dannet på en side av den behandlede titandiok-sydskive ved opphetning til en temperatur på 600° C med en overflate i kontakt med sinkstøv. Den er så med den annen overflate forbundet med laget 14 av fosfor som er i stand til å emittere synlig stråling når det utsettes for en endring i spenningstilstanden, idet fosforet er anordnet inne i et isolasjonsmateriale som beskrevet oven-for. Hvis fosforet er fordelt i glass, kan selve glasset påføres en ledende elektrode 15 på overflaten.

Den modifikasjon av anordningen som er vist i fig. 4 utnytter den anordning som er beskrevet i forbindelse med fig. 3, men med glassplater 18 og 19 som beskyttelse på hvilke de ledende elektroder 12, 15 er dannet. Anordnningen i fig. 4 har en viss forbindelse med den anordning som er beskrevet i forbindelse med fig. 3, likesom anordningen i fig. 2 har en forbindelse med anordningen i fig. 1.

Hvis det er ønskelig å utelukke fuk-tighet og hindre andre atmosfæriske til-stander fra å påvirke anordningen, kan denne innesluttes i en omhylling av lakk eller harpiks som lederne 13 og 16 rager ut av.

Claims (4)

1. Anordning for forsterkning og omforming av stråling, hvor der mellom to elektrisk ledende elektroder som påtrykkes en vekselspenning og som begge er gjen-nomtrengelige for stråling innenfor et forut bestemt bølgelengdeområde, er anordnet et lag (10) av et materiale som er i stand til avhengig av innfallende stråling å frembringe en endring av spenningstilstanden mellom elektrodene, karakterisert ved at- der mellom en av de ledende elektroder (15) og det nevnte lag (10) og atskilt fra dette lag med et sjikt (11) av dielektrisk materiale med høy dielektrisitetskonstant, er anordnet et annet lag (14) av et materiale som er i stand til å avgi synlig stråling avhengig av endringen i den spenningstilstand som er frembrakt av innfallende stråling, idet den synlige stråling som avgis fra-det annet lag (14)' er en reproduksjon av den innfallende stråling i et bølgelengdeområde i det synlige spektrum.

2. Anordning ifølge påstand 1, karakterisert ved at lagene (10) og (14) er dannet av findelte materialer som er fordelt i et fast isolasjonsstoff slik at variasjoner i styrken av den stråling som faller på bildeelementer av • laget (11) frembringer tilsvarende variasjoner i den stråling som emitteres fra tilsvarende lokale bildeelementer av laget (14).

3. Anordning ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at det dielektriske materiale med høy dielektrisitetskonstant er en plate av polykrystallinsk titandioksyd eller bariumtitanat.

4. Anordning ifølge påstand 3, karakterisert ved at titandioksydarket er gjort fotoledende slik at det danner det fotoledende lag.