Technika optyki nowoczesnej doprowa¬ dzila odtwarzanie obrazów optycznych do wysokiego stopnia doskonalosci. Istnieja jednak jeszcze dotychczas dwie glówne .niedogodnosci, a mianowicie: po pierwsze jasnosc obraizti nie moze byc bardzo wzmacniana bez stosowania kosztownych urzadzen optycznych, posiadajacych nieraz znaczne rozmiary, a po drugie optyka zwy¬ kla ogranicza sie dk wyzyskiwania tylko pewnej czesci widma, poniewaz oko ludz¬ kie nie jest czule na promienie nadfioiko- we i podczerwone.Wynalazek niniejszy dotyczy urzadize- nia, nadzwyczaj latwego- do wykonania, a pozwalajacego" z jednej strony na bezpo¬ srednie wzmacnianie obrazów o< malej jar knosci, z drugiej! zas strony -— na bezpo^snpcfegfe pip«U?W nego „w swiatlo widzialne.Urzadzenie to Znajdlije wazne zasfosp- "v wanie w nawigacji morskiej lub powietrz¬ nej oraz w optyce klasycznej¦.— np. w apa¬ ratach fotograficznych pracujacych w sla¬ bym swietle.Podobnie tez i w telewizji mozna wy¬ zyskac urzadzenie, bedace przedmiotem wynalazku, a to w celu unikniecia stoso¬ wania silnego oswietlenia sztucznego przy dokonywaniu zdjec bezposrednich.Na rysunku przedstawiony jest przy¬ klad wykonania wynalazku.Fig. 1 przedstawia, sfcfrfcmatyczlne zasa¬ de wynalazku, fig. 2 — urzadzenie umozli¬ wiajace unikanie zaklócen we wzmacnianiu lub przeksztalcaniu swiatla, fig. 3 — urza¬ dzenie, zaopatrzone w kilka komórek wz^acnfajacych lub przeksztalcajacych swiatlo, fig. 4 — taki sam uklad kilku ko¬ mórek wzmacniajacych, umieszczony we¬ wnatrz rurki prózniowej, fig. 5 wyjasnia, w jjaki sposób mozna polaczyc ze soba opty¬ ke zwykla i optyke elektronowa w celu po¬ wiekszenia lub zmniejszenia obrazu op¬ tycznego, fig. 6 przedstawia przyklad wy¬ konania przedmiotu wynalazku w zastoso¬ waniu do telewizji, fig. 7 —Urzadzenie do przeksztalcania pix)niieni niewidzialnych w widzialne, np. w celu obserwowania ojkretu lub samolotu podczas mgly, fig. 8 — sche¬ matycznie odmiame urzadzenia wedlug wy¬ nalazku, pozwalajaca na osiaganie wiek¬ szej wydajnosci dzieki stosowaniu kolej¬ nych siatek o emisji wtórnej, fig. 9 — u- rzadzenie, pozwalajace na unikniecie za- mmyvmwfr sie obrazu ostatecznego, które m^oby byc spowodowane przez dyfuzje e4fA&**nów, li&. 10 — uiraadzefiie, w któ¬ rym znajduja zastosowanie pola elektrycz¬ ne o isj saanej ozestoftliiwsci, aj i&g. 11 — odiaiaae tego urzadzenia, umozliwiajaca Umkaiecae wsajeanoego oddzialywania na siebie p£l i pozwalajaca w aacazeg6lnosci na sodowanie pól o raznych cz^totliwosciach, Z fig. 1 widac, ze soczewka lub inny powiadajacy jej uklad optyczny Lx rzutu¬ je obraz przedmiotu optycznego I± na przeznaczysita lub nieprzezroczysta war¬ stwe fotoelektrycizna P. W sasiedztwie tej warstwy umieszczona jest plytka1 lub bla¬ cha1 metalowa F, otrzymujaca w stosunku dk TsKairstwy P wysokie napiecie z baterii e- lekffarycznej lub z innego zródla napiecia B.Plytka F moze byc wykonana; z sub¬ stancji pólprzewodlzacej, pokrytej warstwa fluoryzujaca. Odleglosc wzajemna tych dwóch warstw P i F jest przewaznie nie¬ wielka. Elektrony wyzwolone promieniami swietlnymi lub podczerwonymi sa przycia¬ gane natychmiast do fluoryzujacej war¬ stwy plytki F. Jest rzecza oczywista, ze rozmieszczenie trafiajacych na te warstwe elektronów odipowiada przy niewielkiej od¬ leglosci wzajemnej warstw P i F szczegó¬ lom obrazu optycznego rzutowanego na warstwe P. (Plytka fluoryzujaca F wysyla swiatlo odpowiednio do tego rozmieszcze¬ nia elektronów. Zjawia sie przeto na niej obraz fluoryzujacy o ksztaltach odp dajacych ksztaltom obrazu optycznego na warstwie P. W miare podwyzszania napie¬ cia elektrycznego pomiedzy P i F energia kinetyczna elektronów "Wzrasta. Wzrasta tez przeto i natezenie swiatla fluorescencji.Jest rzecza oczywista, ze przy odpowied¬ nio wysokim napieciu, to jest przy odpo¬ wiednio duzej energii kinetycznej elektro¬ nów bombardujacych ekran fluoryzujacy, moze powstac obraiz fluoryzujacy, który jest jasniejszy, niz obraz rzutowany na warstwe fotoelektrycizna. Przy tym moze jednak powstac pomne niepozadane dzia¬ lanie wtórne, polegajace ma oddzialywa¬ niu swiatla fluorescencji na warstwe foto- elektryczna, które moze zmienic lub w ogó¬ le calkowicie uniemozliwic odtworzetrie pierwotnego obrazu optycznego- Efekt ten bedzie ponizej zwany dziala* niem wtórnym swiatla.Aby g6 ulniknac, mozna zastosowac ¦«• — 2 —sobna przeslone E do si^iatfa, umieszczo¬ na pomiedzy warstwami P i F; przeslona ta zapobiega powrotowi swiatla od plytki fl*uoryzuj^cej F db warstwy fotoelektirycz- nej P lub przynajmniej oslabia to powra¬ cajace swiatlo przepuszczajac jednak swo¬ bodnie elektrony. Przeslona! musi byc bar¬ dzo cienka i moze byc wykonana z pólprze1- wodzacego materialu nieprzezroczystego.Druga soczewka L2 moze rzucalc wzmoc¬ nione nai ekranie fluoryzujacym swiatlo na dowolna powierzchnie, przez co otrzymuje sie drug^ jasniejszy juz obraz 72.Poniewaz opisane urzadzenie do wzmacniania swiatla posiada na ogól bar¬ dzo mala bezwlftdkiosc, przeto moze ono znalezc zastosowanie w dowolnym ukla¬ dzie optycznym w celu zmniejszenia strat swiatla lub nawet wzmocnienia swiatla.Tafc np. mozna umiescic teleskop wzgled¬ nie lunete astronomiczna lub ziemska w miejscu wejscia swiatla do wzmacniacza fotoelektrycznego. W ten sposób mozna przeprowadzac obserwacje w nocy bez po¬ silkowania sie swiatlem pomocniczym (do¬ starczanym na przyklad urzadzeniem pro¬ jekcyjnym).Fig. 2 przedstawia odmiane urzadzenia, pozwalajaca na unikniecie wtórnego dzia¬ lania swiaitla. Warstwa fótoelektryczna P jest ustawiona prostopadle do plytki fluo¬ ryzuj acej F. Dzieki temu swiatlo fluore- scencji trafia na warstwe P ukosnie lub o- mija ja. Azeby jednak elektrony, wybiega¬ jace z warstwy P, padaly na plytke F, sa one odchylane polem badz magnetycznym, badz elektrostatycznym.Nai fig. 3 przedstawione jest kilkustop¬ niowe wzmacnianie swiatla, pozwalajace na bardzo znaczne zwiekszenie jego nateze¬ nia. Stosuje sie tutaj kilka komórek foto- elefctryeznych, podbbnych do komórek przedstawionych na fig. 1 i 2. Komórki te sa ustawione jedlna za dfruga w ten sposób, ze obraz pierwcrtny I1 wzbudza pierwsza komórke C19 przekazujaca swiatlo ffuore- scencji drugiej komórce, np, za posnedbie- twem soczewki £2. Druga k dza z kolei przy uzychi soczewki £& ko¬ mórke trzecia. Czwarta soczewka L4 po¬ zwala na wytworzenie obrazu l2 o zttaoat- nie powiekszonej jasnosci. Do tych trzech komórek przylaczone jest zródlo lyysofcie- go napiecia B. Liczba wzmacniajacych ko¬ mórek fotoelektryczmych jest ograniczona jedynie ze wzgledu na, ostre odtwarzanie obrazów, co zalezy z jednej strony orf wla¬ sciwosci ukladu optycznego, z drugiej za£ strony od, dokladnosci elelttronowegof od twarzania obrazu pomiedzy warstwa swia¬ tloczula a fluoryzujaca.Na fig. 4 przedstawiono ulepszone uir^a- dzenie wedlug fig. 3. W urzadzeniu wedlug fig. 4 elektronowe odtwarzanie obraizu do¬ znaje poprawy wskutek stosowania pofe* magnetycznego i elektrostatycznego ff.Plytki fotoelektryczne i fluoryzujace Px i F19 P2, F2, P3 i F3 sa ustawione w poblizu siebie, ai nawet zlaczone ze soba. Pbzwafo to na unikniecie stosowania pomiedzy nimi zwyklego ukladu optycznego. Wiazki etek- tronów pomiedzy kolejnymi plytkalni (war¬ stwami) PXF\9 P2F2 i t. d1. sa równolegle, przy czym o- polu przyspieszajacym zakla¬ da sie, ze jest ono tak silne, iz szybkosci w kierunku promieni (t. j. prostopadle ófo- kierunku pola) moga byc pominiete. W ten sposób uzyskuje sie przekazywanie obra¬ zów punkt po punkcie w ich natmrafae} wielkosci. Odleglosci1 pomiedzy kazdym u- kladem swiatloczulym a ukladem fluoryzu¬ jacym moga byc bardzo male. Górna! $ra- nica. tego wzajemnego zblizenia jest wy- znaczotnai przez pokrycie warstwy fluory¬ zujacej warstwa fótoelektryczna, posiada¬ jaca lepsze przewodnictwo elektryczne n& warstwa fluoryzujaca. R-zechodzenie la¬ dunków elektrycznych przez warstwe fluo¬ ryzujaca jest wówczas umozliwione! dzieki zastosowaniu pomocniczego pola elektro¬ statycznego, wytworzonego przez odpowie¬ dnio dobrana róznice potencjalów, jafó to — 3 —na rystuiku jest zaznaczone literami Bv B2, Bs i 54, oznaczajacymi np. baterie lub ogniwa ustawione szeregowo.Na fig. 5 przedstawiono specjalna kon¬ strukcje mikroskopu w polaczeniu z ukla¬ dem elektronowoi-optyczniym. Pod nazwa uklad1 elektronowo-optyczny nalezy rozu¬ miec uklad elektryczny, dzialajacy na wiazke elektronów wedltog praw znanych z optyki geometrycznej. Obraz pierwotny, wytworzony swiatlem dowolnym (np. pro¬ mieniami nadlfiolkowymi), jest rzutowany pierwsza soczewka Lx na warstwe fotoelek- tryczna P. Wiadbmo, ze wydajnosc swia¬ tla, obiektywów optycznych zmniejsza sie znacznie w miare zmniejszania dlugosci fali promieni. Trzeba przeto wówczas sto¬ sowac bardzo silne zródla swiatla, które moze wywierac nieraz pewien wplyw na wrazliwe na swiatlo przedmioty obserwo¬ wane, np. na zywe drobnoustroje, które tra¬ ca wówczas swe zwykle wlasciwosci. Wy¬ nalazek niniejszy pozwala na unikniecie tych niedogodnosci dzieki elektrycznemu wzmacnianiu slabego swiatla pierwotne¬ go.Pomiedzy swiatloczula warstwe foto- elektryczna P a blache metalowa A1 wla¬ cza sie wysokie napiecie. Elektrony wy¬ zwolone dzialaniem promieni swietlnych, tak zwane elektrony fotoelektryczne (w odróznieniu od1 elektronów wtórnych), sa przyspieszane w tym silnym polu elek¬ trycznym i bombarduja energicznie ekran fluoryzujacy Fr Dzialaniem pola magne¬ tycznego lub pola elektrostatycznego wy¬ twarza sie na ekranie fluoryzujacym pier¬ wotny obraz oi rozmiarach powiekszonych.Obraz ten moze tez byc powiekszony do¬ datkowo za potmoca prostego ukladu op¬ tycznego L2. Latwo widziec, ze postepowa¬ nie to mozna tez i odwrócic posilkujac sie np. pierwotnym obrazem elektronowym, który zostaje wówczas odtworzony za po¬ srednictwem ukladu optycznego optyki zwyklej i który nastepnie zostaje prze¬ ksztalcony jeszcze raz w ostateczny obraz elektronowy.Na fig. 6 pirzedstawionoi polaczenie wzmacniacza swiatla z telewizyjnym urza¬ dzeniem nadawczym lub odbiorczym. Ob¬ raz pierwotny I± jest przekazywany za posrednictwem soczewki Lx i komórki wzmacniajacej Cx oscylografowi katodowe¬ mu E m, który sluzy jako zródlo drgan e- lektrycznych.Wzmacniacz Am dziala, bezposrednio lub posrednio na odbiornik telewizyjny, np. na lampe katodowa R, w której powstaje obraz oj malej jasnosci nie pozwalajacej na bezposrednie zuzytkowanie go. Azeby spo¬ tegowac jegoi jasnosc, wstawia sie druga komórke wzmacniajaca C2, przy czym o- trzymuje sie za pomoca soczewki Ls trzeci obraz 73.Zaklada sie, ze zródloi swiatla niewi¬ dzialnego (fig. 7), np. slonce S — zakryte chmurami N, które przepuszczaja tylko promiienie podczerwone czyli cieplne — o- swieca obraz 7X zakryty równiez chmura¬ mi. Oko ludzkie wówczas albo nie dostrze¬ ga nic, albo tez widzi bardzo niewyraznie.Komórka C1 wedlug wynalazku przeksztal¬ ca w prosty sposób promienie niewidzialne w promienie widzialne; trzeba tylko do te¬ go celu zastosowac w komórce warstwe wrazliwa na ten rodzaj promieniowania.Elektrony fotoelektryczne, wybiegajace z tej warstwy, powoduja przy odpowiednio dobranym napieciu, powstawanie widzial¬ nego obrazu na plytce fluoryzujacej F.Symbole L2 i 0 oznaczaja soczewke o- kularu tego urzadzenia.Uklad taki pozwala np. na obserwowa¬ nie okretu lub samolotu we mgle. Mozna by tez oczywiscie zastosowac takie urzadze¬ nie do innych promieni niewidzialnych, a wiec promieni Roentgena, promieni nad- fiolkowych, promieni cial promieniotwór¬ czych i t. d.Dalsze rozwiniecie mysli wynalazczej polega na wyzyskaniu i powiekszeniu liez- - 4 —by elektronów wtórnych. Schemat urzadze¬ nia, sluzacego do tego celu, jest przedsta¬ wiony na fig. 8; fig. 9 i 10 przedstawiaja natomiast nieco bardziej szczególowo po¬ stac wykonania takiego urzadzenia korzyst¬ na pod wzgledem dzialania, przy czym fig. 9 przedstawia przekrój podluzny urzadze¬ nia, a fig. 10 — jego przekrój poprzeczny.Urzadzenie to pozwala na znaczne powiek¬ szenie jasnosci obrazu bez zamazywania o- strosei jego szczególów.Litera R oznacza naczynie prózniowe o wysokim stopniu prózni, w którym umie¬ szczona jest warstwa fotoelektryciznai P, na która pad& obraz optyczny wytworzony przez soczewke L. Warstwa P jest przyla¬ czona do ujemnego bieguna baterii B i wy¬ syla elektrony ku anodzie Alf otrzymuja¬ cej potencjal dodatni z potencjometru D bocznikujacego' zródloi napiecia B. Uklad S siatek przyspieszajacych, naladowanych dodatnio wzgledem anody A19 kieruje stru¬ mien elektronów na plytke fluoryzujaca F, przy czym elektrony przechodza przez kil¬ ka kolejnych siatek G o duzej zdolnosci wysylajnia- elektronów wtórnych. Kazde u- derzenie elektronu, biegnacego od strony warstwy fotoelektryeznej P, w którakol¬ wiek z; siatek wyzwala z niej elektrony wtórne, przyspieszane ukladem S i wzmac¬ niajace w ten sposób strumien elektronów padajacych na siatke nastepna. W ten spo¬ sób latwo mozna otrzymac ostatecznie bar¬ dzo silny prad elektronów.Przy stosowaniu tegoi sposobu wylania sie jednak trudnosc, powodowana znacz¬ nym rozpraszaniem sie elektronów, które sa wyrzucane z, siatek, jak wiadomo, we wszystkich mozliwych kierunkach, co po¬ woduje pogarszanie sie ostrosci obrazu na plytce fluoryzujacej F w miare wzrastaja¬ cego wzmacniania. Trudbosc te mozna jed¬ nak wedlug wynalazku przezwyciezyc dzie¬ ki wykonaniu ukladu S w sposób wyjasnio¬ ny na fig. 9 i 10.Uklad S jest utworzony z wiazki rurek metalowych oi srednicy bardzo malej w stosunku db ich dlugosci. Rurki te kanali- zuja niejako elektrony wyrzucone z punk¬ tów powierzchni Sx (na której utworzyl sie juz pierwszy obraiz elektronowy, wzmoc¬ niony lub niewzmocniony), tak iz elektro¬ ny trafiaja nia druga powierzchnie S2 w miejscach odpowiadajacych miejscom po¬ wierzchni Sa wedlug odwzorowania równo- leglego.Plytka fluoryzujaca F moze byc zresz¬ ta umieszczona] w poblizu powierzchni S.2, co moze ewentualnie uczynic zbednym sto¬ sowanie drugiego obiektywu elektrono¬ wego.Pomiedzy bateria B a plytka fluoryzu¬ jaca F mozna tez wlaczyc zródlo napiecia zmiennego T, przy czym czestotliwosc do¬ stosowuje sie wówczais do okresów czasu potrzebnych elektronom wtórnym na prze¬ zwyciezenie miedzyczasteczkowych pól e- lektrycznych ciala, z którego wykonane sa elektrody. Azeby jeszcze bardziej spote¬ gowac emisje elektronów wtórnych, mozna tez pokryc wewnetrzna strone scianek rur¬ ki S warstwa ciala: badz fluoryzujacego, badz latwo wysylajacego elektrony, jak np. wapnia, soidti i t d. Mozna tez pozobta- wic w naczyniu1 R pewna resztke gazu badz uwiezionego w jego sciankach, badz znaj¬ dujacego sie w stanie wolnym.Sporzadlzanie swiatloczulej warstwy fotbelektrycznej wedlug wynalalzku moze byc ulatwione przez nasycenie elektrod so¬ lami, jak np. azotanami lub azotynami so¬ du, potasu lub innych metali elektro-ujem¬ nych, a nastepnie przez ogrzanie ich w pie¬ cu lub tez zastosowanie pradów o wielkiej czestotliwosci w celu rozlozenia tych soli.W zakres wynalazku wchodzi tez wzmacnianie jasnosci obrazu przez powta¬ rzanie procesu wytwarzania elektronów wtórnych przy zachowaniu wiernosci od¬ twarzanych obrazów. W tym celu wedlug wynfclalzku stosuje sie zmtemne pola elek¬ tryczne, które umozliwiaja dwóm zródlomelektronów *— to jest z jednej strony elek¬ tronom fotoelektrycznym, z drugiej zas — efeklroaoim wtórnym — kolejne wzajemne oddzialywanie na siebie. Zmiana kierunku pola, skupiajacej elektrony, porwala wówczas, jezeli pole posiada dostatecznie wielka czestotliwosc s, ma zwiekszenie róz¬ nic potencjalów pomiedzy czesciami calej powierzchni swiatloctzulej za pomoca wtór¬ nej emisji z powierzchni fluoryzujacej.Wiernosc odtwarzania zalezy oczywiscie od wiernosci powtarzania) i od dokladno¬ sci synchronizacji przylozonych napiec zmiennych. W nieobecnosci resztek gazu i ladunków przestrzennych, które moglyby powodowac [znieksztalcenia, otrzymuje sie wówczas obraz wtórny, pokrywajacy sie scisle z obrazem pierwotnym na warstwie swiatloczulej. Wskutek tego zjawia sie e- misja wtórna, która naklada sie na emisje pierwotna i wzmacnia ze swej stanony emi¬ sje wtórna ekranu fluoryzujacego podczas nastepnego okresu i tak dalej.Na 'fig. 11 przedstawiono przyklad wy¬ konania takiego urzadzenia; fig. 12 przed¬ stawia pewna odlmiane wykonania jednego ze szczególów tegoz urzadzenia.Naczynie prózniowe 1 zawiera iwie e- lektrody w postaci rur 2 i 5 oraz pierscien lub siatke metalowa 4; zespól tych czesci wytwarza pole elektryczne, którego linie si* ly przebiegaja w ten sposób, iz staraja sie one skupiac wysylane elektrony. Swiatlo¬ czula warstwa fotoelektryczna 3, otrzymu¬ jaca zmienne napiecia od cewki 9, stano¬ wiacej czesc wtórnego uzwojenia transfor¬ matora, wysyla elektrony totoelektryczne, które sa skupiane i rzucane ukladem elek- tronowo-oplycznym 2, 4, 5 na ekran fluo¬ ryzujacy 6. Cewki 7, 8 i 9 sa dobrane w ten sposób, aby potencjaly na czesciach u- kladu 2, 4, 5 pozostawaly do siebie w sto¬ sunku stalym.Czestotliwosc pradu! zmiennego w uzwo¬ jeniu pierwotnym 10 wspomnianego trafns- formatora moze byc oczywiscie dobrana w ten sposób, aby czulosc oraz wiernosc od¬ tworzenia obrazów osiagala swa wartosc najwyzsza.Mozna tez wedlug wynalazku zastoso¬ wac kilka pól zmiennych o róznych czesto¬ tliwosciach, pod warunkiem, aby nie od¬ dzialywaly one na siebie nawzajem. Do tego celu mozna zastosowac dowolny uklad elektrod, stanowiacych przeslony pomie¬ dzy dwoma ukladami elektronowo-optycz- nymi. Na fig. 12 przedstawiony jest przy¬ klad wykonania takiego urzadzenia.W urzadzeniu tym stosuje sie dodatko¬ we zródlo napiecia stalego 11, które zasila uklad rur metalowych 12, podobny do u- kladu, przedstawionego na fig. 9 i 10.Mozna tu latwo rozróznic dwa uklady elektronowo-optyczne, a mianowicie 2, 4 i 5 z jednej strony oraz 12 i 6 — z drugiej strony; z ukladtów tych jeden wytwarza pole zmienne, drugi zas — pole stale. PL