ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Российский патент 1996 года по МПК H01J1/70 H01J29/28 H01J31/50 

Изобретение относится к электронной технике, а именно к вакуумным фотоэлектронным приборам, и может быть использовано, например, при выпуске электронно-оптических преобразователей изобретения (ЭОП).

Известны ЭОПы, в которых на внутренней стороне передней стенки нанесен фотокатод, а на противоположной люминесцентный экран.

Однако также ЭОПы обладают малой светоотдачей из-за распределения света люминесцентным экраном во всех направлениях. Кроме того, в таких ЭОПах возникает нежелательная обратная оптическая связь крана с фотокатодом, возникающая вследствие попадания излучения люминофора на фотокатод.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является электронно-оптические преобразователь, включающий фотокатод и люминесцентный экран, состоящий из слоя люминофора и слоя алюминия, а также дополнительный слой, нанесенный на обращенную к фотокатоду поверхность слоя алюминия, выполненный из тантала, титана или циркония.

Однако в этом ЭОПе из-за различия коэффициентов линейного расширения материалов алюминия и дополнительной пленки последняя разбухает, что приводит к ее насыщению парами щелочного металла, а это приводит к снижению надежностных свойств прибора.

Цель изобретения повышение долговечности ЭОПа, уменьшение фона экрана и упрощение технологии изготовления пленки за счет уменьшения температуры ее выполнения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном ЭОПе, включающем фотокатод и люминесцентный экран, состоящий из слоя люминофора и слоя алюминия, а также дополнительный слой, нанесенный на обращенную к фотокатоду поверхность слоя алюминия, дополнительный слой выполнен из смеси хрома и алюминия, причем содержание хрома в слое в 2-10 раз превышает содержание алюминия, а толщина слоя равна 10-30 нм.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что дополнительный слой выполнен из алюминия и хрома, потому его коэффициент линейного расширения очень близок к коэффициенту линейного расширения алюминия, благодаря чему не наблюдается вспучивание пленок, причем именно благодаря тому, что в том дополнительном слое содержание хрома превышает содержание алюминия в 2-10 раз и что толщина слоя 10-30 нм, а также благодаря сравнительной малости температуры напыления хрома с алюминием достигается положительный эффект. Это позволяет сделать вывод о соответствии решения критериям "новизна" и "существенные отличия".

Экспериментально установлено, что нанесение на пленку алюминия дополнительного слоя толщиной 10-30 нм, состоящего из хрома и алюминия, когда количество хрома в слое в 2-10 раз превышает количество алюминия, резко уменьшает коэффициент отражения пленки алюминия для излучения с длинами волн от 0,7 до приблизительно 1 мкм (т.е. основной области работы серебряно-кислородно-цезиевого фотокатода). Причем наличие в этом дополнительном слое от 10 до 30% алюминия приводит к хорошей адгезии этого слоя на слое алюминия. Таким образом, дополнительный слой обладает низким коэффициентом отражения. Нанесение на алюминиевую пленку этого дополнительного слоя, состоящего из хрома и алюминия, приводит к поглощению той части излучения, которая не поглотилась фотокатодом и прошла сквозь него. Это предотвращает отражение этого излучения обратно на фотокатод и появление дополнительной фотоэмиссии (паразитной), что и уменьшает паразитный фон экрана за счет этого не поглотившегося фотокатодом излучения, прошедшего сквозь него.

Известно другое вещество, которое наносят на пленку алюминия для уменьшения фона экрана. Этим веществом является так называемый черный алюминий, который наносят путем термического распыления алюминия в низком вакууме (порядка 10^-1 тор). Однако эта пленка, состоящая из окислов алюминия, являясь очень рыхлой, обладает способностью скапливать (накапливать) атомы цезия, которые затем в процессе эксплуатации прибора, десорбируясь из этой пленки попадают на фотокатод, приводя к ухудшению его параметры, т.е. стабильность ЭОП с пленкой черного алюминия оказывается низкой.

Предлагаемая пленка, состоящая из хрома и алюминия, должна изготавливаться путем одновременного напыления хрома и алюминия на пленку алюминия, нанесенную на люминофор. При этом необходимо поддерживать скорость напыления хрома в несколько раз большей скорости напыления алюминия. В процессе напыления образуется однородная пленка, состоящая из хрома и алюминия (очевидно твердый раствор), обладающая низкой отражательной способностью.

На чертеже приведен пример конкретного исполнения ЭОП.

ЭОП содержит заключенные в откачанную до давления 10^-6-10^-10 тор стеклянную колбу 1, фотокатод 2, люминесцентный кран, состоящий из слоя люминофора 3, слоя алюминия 4 и слоя смеси хрома и алюминия 5. Между экраном и фотокатодом прикладывается напряжение.

ЭОП работает следующим образом.

Идущий от объекта поток излучений создает на поверхности фотокатода определенное распределение энергетической освещенности. С противоположной стороны фотокатода возникает фотоэлектронная эмиссия, вызванная поглощением определенной части потока излучений. Под влиянием напряжения между экраном и фотокатодом электроны фотоэмиссии разгоняются и с большой кинетической энергией ударяют в люминофор экрана. В результате люминесценсии на поверхности крана возникает светящееся изображение объекта. Другая часть потока излучений, падающего на фотокатод и не поглотившаяся им, проходит насквозь и, выйдя из фотокатода, попадает на слой смеси хрома и алюминия 5 и благодаря его низкой отражательной способности, почти не отражается обратно к фотокатоду.

Предотвращение отражения от экрана не поглотившегося фотокатодом излучения обратно на фотокатод устраняет фон экрана, вызванный свечением люминофора под воздействием тех электронов, которые могут эмитироваться фотокатодом вследствие поглощения последним отразившейся от экрана части падающего на фотокатод преобразуемого излучения.

Таким образом предлагаемый ЭОП обладает меньшим паразитным фоном экрана, большей надежностью и простотой технологии.

Использование: изобретение относится к электронной технике, а именно к вакуумным фотоэлектронным приборам и может быть использовано при выпуске электронно-оптических преобразователей (ЭОП). Цель изобретения - повышение качества изображения за счет уменьшения фона экрана. Сущность изобретения: ЭОП содержит фотокатод и люминесцентный экран, состоящий из слоя люминофора и слоя алюминия. ЭОП отличается тем, что на слой алюминия дополнительно нанесен слой, состоящий из смеси хрома и алюминия, причем содержание хрома в слое в 2 - 10 раз превышает содержание алюминия, а толщина слоя равна 10 - 30 нм. 1 ил.

Электронно-оптический преобразователь, включающий фотокатод и люминесцентный экран, состоящий из слоя люминофора и слоя алюминия, а также дополнительный слой, нанесенный на обращенную к фотокатоду поверхность слоя алюминия, отличающийся тем, что дополнительный слой выполнен из смеси хрома и алюминия, причем содержание хрома в слое в 2 10 раз превышает содержание алюминия, а толщина слоя равна 10 30 нм.