Brevet FR2005259A1 — publié le 19691212

î 2005259 On connaît un dispositif pour observer l'écran fluorescent d'un microscope électronique à l'aide d'une caméra de télévision, en utilisant une optique à fibres de verre, dont la face d'entrée du rayonnement, située du côté du microscope, por-5 te, comme écran fluorescent, une couche de substance fluorescente, tandis que sa face de sortie du rayonnement porte la couche pour la conversion de l'image, d'un tube de prise de vues de télévision. La présente invention concerne un dispositif de ce 10 type, qui est caractérisé par le fait que la couche pour la conversion de l'image forme la photocathode d'un tube de prise de vues de télévision à électrons secondaires du type dit "SEC" (Secondary Electron Conduction). On connaît des tubes de ce genre. Leur emploi, selon la présente invention, pour la transmission 15 d'images formées par un rayonnement corpusculaire, présente essentiellement deux avantages. Le premier consiste en ce que les tubes de prise de vues de télévision, à électrons secondaires du type "SEC", ont une caractéristique très linéaire (il s'agit de la courbe de représentation des variations du courant-signal en 20 fonction de l'intensité de l'éclairement de la cible, supposé uniforme sur coûte la surface de ladite cible). Cette linéarité de la caractéristique d'un cube à électrons secondaires du type "SEC", particulièrement bonne par rapport aux autres tubes de télévision, permet d'effectuer des mesures d'intensité avec de 25 faibles erreurs, par exemple des mesures de contrastes dans l'image produite par un microscope électronique. Le second avantage important, obtenu en utilisant, selon la présente invention, un tube à électrons secondaires du type "SEC", consiste en la possibilité d'un fonctionnement avec 30 accumulation pendant des périodes assez longues. L'image représentée par une distribution de charges peut être emmagasinée et intégrée pendant ces durées assez longues (de l'ordre de grandeur d'une heure), puisque la nature de la cible qui, avec ce type ce tube, produit es électrons secondaires en fonction de l'intensité 35 du rayonnement incident, exclut, en raison de sa faible conductibilité transversale, tout égalisation des charges pendant la commande de l'extinction (blanking). Il est donc possible, en utilisant le dispositif selon la présente invention, de transmettre et d'exploiter, avec une bonne définition, des images mêmes très 40 sombres, si oien que la présente invention donne la possibilité 69 09421 2 2005259 d'examiner au microscope électronique des préparations fragiles, avec une faible irradiation, sans risquer de les détruire. D'autres propriétés avantageuses de ce type de tube résident dans sa bonne sensibilité, ses dimension relativement 5 faibles et son prix acceptable. L'inertie du tube à électrons secondaires du type "SEC" est également négligeable, si bien que non seulement on peut obtenir, comme on l'a indiqué précédemment, un fonctionnement avec accumulation sur des durées assez longues, mais aussi on peut transmettre des phénomènes rapidement variables. 10 L'optique à fibres de verre peut être constituée par une seule couche de fibres de verre, qui peut obturer le microscope électronique et/ou le tube de prise de vues de télévision à électrons secondaires du type "SEC", de manière à tenir le vide ; bien entendu, il est en principe également possible de 15 prévoir un boîtier commun, tenant le vide, pour le microscope et le tube à électrons secondaires du type "SEC", et de placer la couche de fibres de verre dans ce boîtier, comme cloison de séparation. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, 20 cependant, l'optique à fibres de verre comporte deux couches de fibres de verre, dont la première, qui porte la couche fluorescente, obture l'appareil à rayonnement corpusculaire, de manière à tenir le vide, tandis que la seconde couche de fibres de verre, qui porte la photocathode du tube de prise de vues de télé-25 vision à électrons secondaires du type "SEC", obture ce dernier tube, également de manière à tenir le vide. Cette réalisation de l'optique à fibres de verre procure toute une série de possibilités d'utilisation avantageuses. Pendant la transmission par télévision, on fait s'appliquer directement l'une sur l'autre les 30 deux couches de fibres de verre, en interposant une huile à immersion. Pendant les périodes où aucune transmission par télévision ne doit avoir lieu, on peut éloigner la caméra de télévision, et réaliser des prises de vues photographiques de l'image sur l'écran fluorescent du microscope électronique, à la façon de 35 la photographie par contact, en appliquant le matériau photographique sur la face extérieure de la première couche de fibres de verre. Ces photographies présentent une finesse particulièrement grande, puisqu'il n'apparaît pas, dans la couche de fibres de verre, une diffusion gênant^ comme celle que peuvent 40 produire les fenêtres de verre utilisées habituellement. Le 69 09421 3 2005259 diamètre de la première couche de fibres de verre peut différer de celui de la seconde couche, selon le format du matériau photographique. Une autre forme de réalisation de l'invention uti-5 lisant deux couches de fibres de verre, permet également la photographie par contact ; cette forme de réalisation est caractérisée par le fait qu'au moins un intensificateur électronique d'image, comportant une couche de fibres de verre d'entrée et une couche de fibres de verre de sortie, est inséré entre les 10 deux couches de fibres de verre, de manière que soient en contact, avec interposition d'une huile à immersion, d'une part la première couche de fibres de verre et la couche de fibres de verre d'entrée, ainsi que, d'autre part, la seconde couche de fibres de verre et la couche de fibres de verre de sortie. 15 Bien entendu, plusieurs intensificateurs électroni ques d'image peuvent être également insérés entre les deux couches de fibres de verre ; il est alors avantageux de constituer également avec des couches de fibres de verre les entrées et les sorties, en contact les unes avec les autres, des autres inten-20 sificateurs d'image. On pourvoit pour cela à ce que les couches de fibres de verre en contact aient le même diamètre. Lorsque l'on utilise des intensificateurs électroniques d'image, ceci ne signifie pas obligatoirement que tous les diamètres sont égaux, puisque l'on 25 connaît des intensificateurs d'image dont le gain n'est pas obtenu seulement par une accélération des électrons émis par une photocathode, et par suite par un accroissement de l'énergie des différents électrons, mais dans lesquels une réduction de l'image produite par rapport à l'image d'entrée, provoque également un 30 accroissement de la luminance à l'endroit de l'image produite. Ainsi que l'ont montré des essais pratiques, il est avantageux de donner à la couche de fibres de verre, située du côté de la sortie de 1'intensificateur d'image, un diamètre moitié de celui de la couche de verre située du côté de son entrée, ce qui multi-35 plie par le facteur 4 la luminance au niveau de ladite couche de sortie. Ainsi qu'on l'a déjà expliqué, un important avantage obtenu en associant à un microscope électronique, un tube de prise de vues de télévision à électrons secondaires du type "SEC", ré-40 side dans la possibilité d'un fonctionnement avec accumulation sur 69 09421 4 2005259 des durées assez longues. Il peut donc être avantageux, pour trans mettre par télévision des images très sombres, de prévoir, pour le faisceau électronique explorateur du tube à électrons secondaires du type "SEC", une commande de l'extinction qui est connue par 5 exemple par la technique des oscillographes à faisceau électronique, et qui, lorsqu'elle est actionnée, ou bien automatiquement, à des intervalles de temps choisis selonla luminosité de l'image, débloque le faisceau électronique explorateur, pour qu'il explore une fois l'image enregistrée sur la cible du tube. 10 A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illus tré schématiquement sur la figure unique du dessin annexé une forme de réalisation de l'invention. On a représenté seulement une partie d'un microscope électronique, notamment son tube pour l'image finale 1, et la 15 chambre pour loger une cassette à plaques. Le microscope est obturé par une première couche de fibres de verre 2, qui est encastrée dans la paroi de fermeture 3, de manière à tenir le vide, l'une et l'autre étant réunies à la platine 4 du microscope, également de manière à tenir le vide, Cette première cou-20 che de fibres de verre 2 porte, sur sa face située du côté du microscope, une couche fluorescente 5, qui forme l'écran fluo-^ rescent proprement dit du microscope électronique, et qui est recouverte par une couche réfléchissante 6, laquelle réfléchit la lumière visible, émanant de ladite couche fluorescente 5 25 lorsqu'elle est irradiée, vers une seconde couche de fibres de verre 7, qui forme l'entrée d'un tube de prise de vues de télévision à électrons secondaires, du type "SEC", 8. On voit qu'un intensificateur électronique d'image, 9, présentant une couche de fibres de verre d'entrée 10 et une couche de fibres de verre de 30 sortie 11, est inséré entre les deux couches de fibres de verre 2 et 7. Les couches de fibres de verre 2 et 10 d'une part, 7 et 11 d'autre part ont des diamètres égaux, et elles sont assemblées en interposant des couches minces 12 et 13, d'une huile à immersion. La couche de fibres de verre 7 porte la photocathode 35 14 du tube de prise de vues, du type "SEC", 8, tandis que la. couche de fibres de verre d'entrée 10 porte la photocathode 15 de 1'intensificateur d'image 9. Les électrons émis, comme l'indique des flèches, par la photocathode 15 sous l'influence du rayonnement lumineux provenant de la couche fluorescente 5, sont 40 accélérés dans 1'intensificateur d'image 9, et dirigés vers 69 09421 5 2005259 l'écran fluorescent 16 dudit intensificateur, dont le diamètre est, dans cet exemple inférieur à celui de la photocathode 15. L'image ainsi intensifiée parvient, par transmission à travers les deux couches de fibres de verre 11 et 7, sur la 5 photocathode 14 du tube de prise de vues, du type "SEC", 8, si bien que celle-ci émet des électrons. Ces électrons sont accélérés, ils frappent la cible 17 du tube 8, qui est constituée par exemple en KC1, et ils y libèrent des électrons secondaires. La cible 17 est amenée au potentiel de la cathode par le faisceau 10 électronique explorateur 13 dudit tube 8 ; comme les électrons secondaires sont cependant éliminés par l'intermédiaire d'une résistance 19, la cible 17 se charge positivement, si bien que l'image formée par le microscope électronique et intensifiée est convertie en une distribution de charges positives sur la cible. 15 Dès que le faisceau électronique explorateur 18 irradie à nouveau l'endroit considéré de la cible 17, les électrons manquants sont remplacés, si bien qu'il se produit une décharge au potentiel de la cathode. Cette décharge se manifeste aux bornes de la résistance 19 sous la forme d'une impulsion de 20 tension, qui est transmise, par l'intermédiaire d'un condensateur 20, comme signal video, à un tube amplificateur 21. La sensibilité d'un tube de prise de vues dé télévision a électrons secondaires du type "SEC, c'est-à-dire le nombre des électrons secondaires libérés, permet de transmettre 25 même des images sombres formées par le microscope électronique. Dans le cas du dispositif illustré, qui comprend plusieurs éléments, ces éléments peuvent être assemblés entre eux par des brides, de préférence en utilisant des intercalaires élastiques ; il est également possible de serrer élastiquement 30 l'ensemble du dispositif contre la première couche de fibres de verre 2. 69 09421 6 2005259 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour observer l'écran fluorescent d'un appareil à rayonnement corpusculaire, notamment d'un microscope électronique, au moyen d'une caméra de télévision, en utilisant 5 une optique à fibres de verre, dont la face d'entrée du rayonnement, située du côté dudit appareil, porte une couche fluorescent qui en constitue l'écran fluorescent, tandis que sa face de sorti du rayonnement porte la couche pour la conversion de l'image, d'un tube de prise de vues de télévision, caractérisé par le fait 10 que la couche pour la conversion de l'image forme la photocathode d'un tube de prise de vues de télévision à électrons secondaires du type dit "SEC" (Secondary Electron Conduction). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'optique à fibres de verre comporte deux 15 couches de fibres de verre, dont la première, qui porte la couche fluorescente, obture l'appareil à rayonnement corpusculaire, de manière à tenir le vide, tandis que la seconde couche de fibres de verre, qui porte la photocathode du tube de prise de vues de télévision à électrons secondaires, du type "SEC", obture ce 20 dernier tube, également de manière à tenir le vid§. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les deux couches de fibres de verre sont directement en contact l'une avec l'autre, avec interposition d'une huile à immersion. 25 4. Dispositif suivant la revendication 2, carac térisé par le fait qu'au moins un intensificateur électronique d'image, comportant une couche de fibres de verre d'entrée et une couche de fibres de verre de sortie, est inséré entre les deux couches de fibres de verre, de manière que soient en con-30 tact, avec interposition d'une huile à immersion, d'une part la première couche de fibres de verre et la couche de fibres de verre d'entrée, ainsi que, d'autre part, la seconde couche de fibres de verre et la couche de fibres de verre de sortie. 5. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 4 35 caractérisé par le fait que les couches de fibres de verre eh contact l'une avec l'autre ont le même diamètre. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que, pour transmettre par télévision des images très sombres, on prévoit, pour le faisceau électronique 69 09421 7 2005259 explorateur du tube de prise de vues de télévision à électrons secondaires du type "SEC", une commande de 1*extinction (blanking), connue en soi, qui, lorsqu'elle est actionnée, ou bien automatiquement, à des intervalles de temps choisis selon la luminosité 5 de l'image, débloque le faisceau électronique explorateur, pour qu'il explore une fois l'image emmagasinée sur la cible du tube.