Brevet FR2128404A1 — publié le 19721020

comportant une couche photoélectrique, formée sur une couche »u sûr une plaque présentant une résistivité relativement élevée. et les tubes de conversion d'images comportant d'une part, une photocathode qui a une grande surface pour capter un • rayonnement-électromagnétique provenant d'un objet et d'autre part, une optique électronique électrostatique des— 10 tinée à reproduire, sur un écran cathodique luminescent, l'image de photons émis par la photocathode. Afin de réduire au minimum l'influence, sur l'image finalement reproduite, des aberrations survenant dans l'optique électronique, la photocathode est normalement concave dans la direction'de. 15 cette optique. Toutefois, étant donné qu'il y a lieu de reproduire le rayonnement d'entrée sur la photocathode, on rencontre quelques difficultés. Il est alors notamment difficile de former une image de rayonnement dont la courbure corresponde à celle de la photocathode incurvée. Normalement, 20 l'image est formée dans une face plane. Pour résoudre ce problème, on peut utiliser une plaque à fibres optiques, dont une face principale §st plane, tandis que l'autre face principale est adaptée à la forme de la photocathode. La surface incurvée peut se situer près de la photocathode, 25 tandis que l'image du rayonnement d'entrée peut être reproduite sur la face plane. Cette solution est coûteuse, surtout lorsqu'il s'agit d'une photocathode de grandes dimensions, étant donné quê l'étendue de la plaque en fibres optiques doit correspondre à celle de la photocathode. Ceci 30 est habituellement le cas de tubes d'intensification d'images radioscopiques et de tubes de conversion d'images, dans lesquels la photocathode peut présenter un diamètre de 15 cm ou de 23 cm. L'objet de l'invention est une photocathode dans laquelle est éliminée ou tout au moins réduite l'influence 35 des aberrations engendrées par l'optique électronique du tube. rations peuvent être diminuées en appliquant un gradient de potentiel à travers la surface d'une photocathode plane 4-0 (la forme de ce gradient est fonction de l'optique électro5 Normalement, les tubes d'intensification d'images On sait que les conséquences de ce genre d'abber- COPY 72 06831 2 2128404- nique associée à la photocathode). le brevet britannique ÎT° 1.137«669 décrit plusieurs constructions de photocathode susceptibles de fournir un tel gradient de potentiel. Le brevet décrit notamment une photocathode circulaire pour 5 laquelle le matériau photoélectrique est formé sur un substrat à forte résistivité, une différence de tension étant entretenue entre le centre et le bord du substrat. On obtient la forme requise pour le gradient de potentiel entre le centre et le bord en faisant varier, sur sa surface 10 et d'une manière déterminée d'avance, la conductibilité du substrat. Cette variation résulte d'une variation adéquate, d'endroit en endroit de l'épaisseur et/ou de la composition de la couche résistante. Toutefois, il est malaisé, de cette façon, d'obtenir une variation de 15 résistance déterminée de manière précise, surtout dans le cas où le rapport désiré entre la valeur maximale et la valeur minimale de la résistance en couche est de l'ordre de 600 : 1, ce qui est parfois le cas dans la pratique. L'invention concerne une autre construction susceptible de 20 fournir le gradient de tension désiré. Conformément à l'invention, une photocathode comprenant une couche photoélectrique formée sur une couche ou sur une plaque présentant une résistivité relativement élevée, est remarquable en ce que sur une face principale 25 de ladite couche ou plaque résistante sont disposés plusieurs anneaux concentriques en matériau électriquement conducteur, espacés les uns des autres d'un écart déterminé, une couche de matériau photoélectrique étant agencée soit sur cette surface avec laquelle elle est en contact électrique soit 30 sur l'autre face principale de la couche ou plaque résistante et en contact électrique avec cette autre face principale. La couche de matériau photoélectrique peut être formée directement sur la face principale correspondante ou par l'interposition d'une couche intermédiaire. Dans le cas 35 d'emploi d'une telle couche intermédiaire, celle-ci peut être utilisée pour convertir le rayonnement d'entrée, par exemple des rayons X, en un rayonnement auquel la couche photoélectrique est sensible. Si entre un point de couche ou plaque résistante, 40 situé dans la partie centrale de l'ensemble des anneaux d'une 72 06831 3 2128404 part et le bord de la couche ou plaque d'autre part, on entretient une différence de potentiel, le gradient de potentiel qui en résulte sur la surface de la couche ou plaque est influencé par la présence des anneaux qui 5 forment des domaines présentant un potentiel constant. De cette façon, la forme générale du gradient de potentiel sur la couche ou plaque est définie par la largeur des anneaux et l'écart entre ceux-ci, alors que par un choix judicieux de cette largeur et des écarts précités, on peut 10 faire en sorte que ladite forme corresponde de près à une allure déterminée d'avance. Lorsque la photocathode est circulaire, les anneaux sont normalement circulaires et concentriques. Le contact électrique avec le bord de la pla-15 que ou couche est établi facilement;lorsque l'un des anneaux est agencé sur ce bord. Le contact peut être établi avec le centre à l'aide d'un conducteur qui traverse la couche ou plaque et qui est connecté électriquement à une plaquette centrale en matériau électriquement conducteur, qui sur la 20 face principale correspondante est formée par la mise en oeuvre d'un procédé correspondant à celui qui a permis l'élaboration des anneaux. Toutefois, il est également possible de réaliser directement le contact avec le centre de l'autre face principale de la plaque ou couche. 25 Les anneaux sont par exemple en aluminium dé posé pair évaporation sur la face principale correspondante, la configuration de l'aluminium déposé résultant de la mise en oeuvre d'un procédé de photoréservation. La description suivante, en regard du dessin 30 annexé, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en plan du substrat d'une photocathode pour rayons X. La figure 2 est une coupe transversale possible 35 du substrat représenté sur la figure 1 et sur lequel on a formé une couche photoélectrique. La figure 3 est une autre coupe transversale possible du substrat représenté sur la figure 1 et sur lequel on a formé une couche photoélectrique. 40 Sur la figure 1, le substrat circulaire d'une Î2 06831 4 2128404 photocathode comporte une couche ou plaque 1, formant résistance électrique, la résistivité de cette couche ou plaque étant pratiquement constante sur toute la surface. Sur une face principale de la plaque ou couche 1, on a formé 5 plusieurs anneaux concentriques 2, électriquement conducteurs, la largeur de ces anneaux diminuant et l'écart entre les anneaux augmentant avec l'augmentation de leur diamètre. Un disque (plaquette) électriquement conducteur 3, formé par le matériau constituant également les anneaux, est agencé au 10 centre de ceux-ci. La figure 2 est une coupe transversale (qui ne respecte pas la même échelle pour toutes les dimensions) d'un substrat correspondant à la figure 1 et muni d'une couche photoélectrique. Le substrat représenté sur la 15 figure 2 est formé par une plaque électriquement conductrice 4, par exemple en aluminium, sur une surface de laquelle on a formé une couche électriquement isolante 5> présentant une ouverture centrale. Cette couche 5 résulte par exemple de l'anodisation d'aluminium. 20 Une couche homogène 1, constituant résistance électrique et formée par exemple par un matériau céramique métallique ("cermet") comportant du chrome et du protoxyde de silicium et présentant une résistance par carré d'environ 10'-^ ohms et une épaisseur comprise entre 20JJ. et 25M , est 25 agencée sur la couche isolante 5 et est, au centre, en contact avec la plaque 4. Sur cette couche 1, on a formé les anneaux 2 et le disque 3 correspondant à la figure 1, ces anneaux et ce disque étant par exemple en aluminium déposé par évaporation, et ayant une épaisseur d'environ 30 0,5p. . Une couche intermédiaire 6 en matériau luminescent, par exemple en iodure de césium, a été déposée par évaporation sur la couche 1 ainsi que sur les anneaux 2 et le disque 3, et est destinée à convertir les rayons X incidents en un rayonnement visible capable d'exciter une couche photoélec-35 trique 7• La couche 7 est en contact électrique avec la face principale de la plaque ou couche 2 par l'intermédiaire de la couche 6. La couche 7 peut être formée par un matériau habituellement utilisé pour fabriquer des photocathodes, par exemple un alliage d'antimoine et de césium, déposé par évapo-40 ration sur la couche 6. La photocathode constitue une partie 72 06831 5 2128404 d'un tube d'intensification d'images radioscopiques ou d'un tube de conversion d'images (non représenté), construit de manière connue. En fonctionnement, une différence de poten-5 tiel est appliquée entre le centre et le bord de la photocathode 1, le contact avec le bord étant établi par l'intermédiaire de l'anneau extérieur 2, ce qui a lieu par exemple à l'aide d'un ressort de contact, alors que le contact avec le centre est établi par l'intermédiaire de 10 la plaque d'aluminium 4 et l'ouverture centrale de la couche isolante 5• La photocathode étant utilisée dans un tube connu d'intensification d'images radioscopiques ou de conversion d'images qui a un diamètre de 15 cm, on a constaté qu'au centre, une tension de +100 Volts par rapport aù 15 bord convenait. Comme il a déjà été mentionné ci-dessus, la forme du gradient de potentiel que l'on applique entre le centre et le bord peut être déterminée suivant les besoins grâce aux choix judicieux de la largeur des anneaux 2 et l'écart entre ceux-ci. On a constaté souvent qu'en fonction 20 de la distance r au centre, il est intéressant que la tension Y présente une variation parabolique répondant à l'équation r =-4a(V - b), dans laquelle a et b sont des constantes. Ceci conduit à une largeur d'anneau qui décroît, et à un écart entre les anneaux qui à partir du centre aug-25 mente vers le bord, coiime le montre la figure 1* La coupe transversale montrée par la figure 3 diffère de celle de la figure 2 en ce que la plaque conductrice 4 et la couche isolante 5 sont remplacées par une plaque isolante 8, par exemple en verre, qui au centre est 30 traversé par une fiche de contact conductrice 9, scellée dans le verre. Pour le reste, la construction et les matériaux utilisés peuvent correspondre à ce qui a été décrit en regard de la figure 2. Il va de soi qu'une photocathode conforme à 35 l'invention peut être utilisée également pour capter un rayonne ment se situant dans la partie visible du spectre, auquel cas la couche de conversion 6 peut être supprimée. Il est alors indispensable (si la photocathode doit fonctionner suivant le mode de transmission) que les parties situées sous la 40 couche 7 soient en matériau optiquement transparent. Dans ce BAD ORIGINAL, ' 72 06831 6 2128404 cas, les anneaux 2 et le disque 3 sont par exemple en oxyde d'étain conducteur laissant passer la lumière. On peut également former les anneaux 2 entre les couches 1 et 5 (figure 2), ou entre la couche 1 et la plaque 8 (figure 3)« 72 06831 7 2128404 REVENDICATIONS 1.- Photocathode comprenant une couche photoélectrique formée sur une couche ou une plaque présentant une résistivité relativement élevée, caractérisée en ce que 5 sur une face principale de ladite couche ou plaque résistante sont disposés plusieurs anneaux concentriques en matériau électriquement conducteur, espacés les uns des autres d'un écart déterminé, une couche de matériau photoélectrique étant agencée soit sur cette surface avec laquelle elle 10 est en contact électrique, soit sur l'autre face principale de la couche ou plaque résistante et en contact électrique avec cette autre face principale. 2.- Photocathode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les anneaux sont circulaires et 15 concentriques. 3.- Photocathode selon la revendication 2, caractérisée en ce que la largeur des anneaux décroît, et en ce que l'écart entre les anneaux augmente avec le diamètre de ceux-ci. 20 4,- Photocathode selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte une couche intermédiaire disposée entre la couche en matériau photoélectrique et la face principale correspondante. 5.- Photocathode selon la revendication 4, 25 caractérisée en ce que la couche intermédiaire convient pour la conversion d'un rayonnement d'entrée en un rayonnement auquel la photocathode est sensible. 6.- Photocathode selon l'une quelconque des revendications 1 à 5> caractérisée en ce que la face prin- 30 cipale de la couche ou plaque à forte résistivité munie de matériau photoélectrique est en contact avec une couche électriquement isolante qui est formée sur une plaque électriquement conductrice, une partie de la couche ou plaque à forte résistivité, située au centre de l'ensemble des 35 anneaux, étant électriquement en contact avec la plaque précitée par l'intermédiaire d'une ouverture de la couche isolante. 7.— Photocathode selon l'une quelconque des revendications 1 à 5) caractérisée en ce que la face principale de la couche ou plaque à forte résistivité, munie bad 12 06831 8 2128404 de matériau photoélectrique, est en contact avec une plaque en matériau électriquement isolant, une partie de la couche ou plaque à forte résistivité, disposée au centre de l'ensemble des anneaux, étant électriquement en contact avec un 5 conducteur électrique qui traverse la plaque isolante. 8,-Tube à décharge équipé d'une cathode selon l'une quelconque des revendications 1 à 7» 9.- Tube à décharge selon la revendication 8, construit comme un tube d'intensification d'images ou 10 tube de conversion d'images.