Brevet FR2225840A1 — publié le 19741108

La présente invention concerne les multiplicateurs d'électrons et;plus particulièrement,un multiplicateur d'électrons du type à canaux. Elle concerne également un tube image ou similaire comportant ce multiplicateur. Jusqu'ici,dans un intensificateur d'image, il a été habituel d'alimenter un multiplicateur d'électrons du type à canaux par des électrons primaires provenant d'une photocathode et d'afficher ou de représenter la sortie d'électrons du multiplicateur sur un écran luminescent. Toutefois, il est extreme de fabriquer ces tubes en série pour que les photocathodes présentent une longue durée de vie utile. Les photocathodes présentent habituellement une durée de vie utile si courte qu'elles ne sont pas appropriées pour une fabrication en série. Les photocathodes tombent souvent en panne après une ou deux journées lorsqu'elles doivent engendrer une sortie d'électrons appropriée qui soit fonction d'une illumination normale constante. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus en réalisant une couche d'absorption d'ions positifs sur une face de la plaque diélectrique d'un multiplicateur d'électrons du type à canaux. La couche d'absorption d'ions positifs travaille d'une manière inespérée pour accroître sensiblement la durée de vie de la photocathode. Selon une caractéristique particulière à la présente invention, la couche d'absorption d'ions positifs est située sur la face du multiplicateur qui se trouve en regard de l'écran luminescent. On ne sait pas exactement pourquoi la couche d'absorption d'ions positifs augmente de manière sensible la durée de vie de la photocathode. Ceci est vrai en particulier quand la couche d'absorption d'ions positifs est située sur la face de l'écran du multiplicateur. Cela étant, on n'espère pas que l'absorption d'ions sur la face de l'écran soit de valeur quelconque pour la photocathode. On pourrait espérer que les dimensions véritables et la masse du multiplicateur bloquent tout écoulement substantiel des ions positifs de la sortie du multiplicateur vers la photocathode à son entrée. Toutefois, la position de la couche d'absorption d'ions positifs sur l'écran du multiplicateur réduit, en fait,de maniere substantielle l'empoisonnement de la photocathode et accroft de manière sensible la durée de vie de la photocathode. Une explication du phénomène peut etre qu'il y a un espace relativement large entre le multiplicateur et l'écran qui présente une surface relativement grande, l'écran étant maintenu par exemple à 5000V positifs par rapport à l'électrode de sortie du multiplicateur. I1 peut ainsi y avoir une grande probabilité que les ions positifs frappent l'écran-par un bombardement d'électrons à grande vitesse. De manière typique, ltélectrode de sortie du multiplicateur est à 1000V positifs par rapport à la photocathode. La différence entre les potentiels de 1'electrode de sortie et de l'écran est ainsi sensiblement supérieure à la diffé rence entre les potentiels de tout autre paire de structures adjacentes dans le tube.De plus, les structures qui se trouvent en succession dans le tube en allant de l'écran vers la photocathode sont respectivement à des potentiels successivement inférieurs, la photocathode étant au potentiel le plus bas. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous. Bien entendu la description et le dessin ne sont donnés qu'a titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale partiellement en élévation d'un intensificateur d'image réalisé selon la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective du multiplicateur d'électrons repré senté sur la figure 1. La figure 3 est une vue de face partielle du multiplicateur représenté sur la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une portion du multiplicateur prise selon la ligne 4-4 de la figure 3. La figure 5 est une vue longitudinale semblable à celle de la figure 4, illustrant une variante de réalisation de la présente invention. Tel que cela est représenté sur la figure 1, l'intensificateur d'image porte la référence 10 et comporte une enveloppe en verre 11 transparente,sous vide,présentant une paroi 12 et deux faces d'extrémité plates circulaires 13 et 14. Une photocathode 15 recouvre la surface intérieure de la face d'extrémité 13. Un écran luminescent 16 recouvre la surface intérieure de la face d'extrémité 14. Un multiplicateur d'électrons 17 est monté à l'intérieur de l'enveloppe 11 entre la photocathode 15 et l'écran luminescent 16. Comme cela est évident, la photocathode 15 et l'écran luminescent 16 sont fixes l'un par rapport à l'autre à l'intérieur de l'enveloppe 11 corme cela est habituel. Toutes les composantes du multiplicateur 17 sont représentées en élévation sur la figure 1 à des fins de clarté. Le multiplicateur 17 comporte une électrode d'entrée 18, une plaque dé verre 19, une électrode de sortie 20 et une couche 21 de titane. L'expression "multiplicateur d'électrons" désigne ici une plaque 19 avec ou sans électrode 18 et 20, avec ou sans couche 21. De plus, l'expression "multiplicateur d'électrons" désigne la plaque 19 avec une ou les deux, ou aucune des électrodes 18 et 20. Bien que cela ne soit pas critique, la photocathode 15 et l'écran luminescent 16 peuvent avoir la forme de disques concentriques circulaires. Comme cela, est représenté sur la figure 2, le multiplicateur 17 peut avoir une forme cylindrique ou circulaire avec une photocathode 15 et un écran luminescent 16. La zone en pointillé sur la face de la couche 21 désigne des trous. De la meme manière, la plaque 19, les électrodes t8 et 20 ainsi que la couche 21 comportent des trous. Chaque trou ménagé dans l'électrode 18 présente un trou correspondant dans la plaque 19, l'électrode 20 et la couche 21. Les trous correspondants à trou de l'électrode 18 sont situes en regard. Les électrodes 18 et 20 sont des couches conductrices qui sont évaporées sur les deux faces circulaires opposées de la plaque 19. De plus, la couche 21 pet être évaporée sur l'électrode 20 d'une manière habituelle par un appareil classique. Les trous traversant l'électrode 18 sont désignés par la référence 23 sur la figure 3. Cette dernière est une vue en élévation très agrandie d'une portion de la face circulaire de l'électrode 18 qui n'est pas en contact avec une face de la plaque 19. Corme cela est représenté sur la figure 4, les trous 23 de l'électrode 18 sont situés en regard des trous 24 de la plaque 19. Les trous 25 de l'électrode 20 sont situés également en regard des trous 214 de la plaque. De même les trous 26 ménags dans la couche 21 sont situés en regard des trous 25. Selon une variante de réalisation représentée sur la figure 5, le aulti- plicateur d'électrons 27 comporte une plaque en verre 28, une électrode d'entrée 29 et une électrode de sortie 30. Dans ce cas, la plaque 28 et l'électrode 29 peuvent etre identiques respectivement à la plaque 19 et à l'électrode 18. L1électrode 30 peut être constituée par une couche évaporée de titane. Cette couche 30 peut ainsi servir à deux fins à la fois. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir les deux couches 20 et 21 représentées sur la figure 5. La couche 30 peut jouer le roule de chacune d'elles en même temps ; elle peut être maintenue à un potentiel afin qu'elle se colporte comte ltélectrode de sortie. En meme temps, elle peut être constituée par une couche évaporée dé titane et servir de couche d'absorption d'ions. Comme cela est représenté sur la figure 1, une source de potentiel 31 peut etre utilisée pour faire fonctionner le tube 10. De manière typique, la photocathode 15 peut etre maintenue au potentiel de terre. L'électrode 18 peut être maintenue à un potentiel de 100V positifs par rapport à la terre. L'électrode 20 peut etre maintenue à un potentiel d'environ 1000V positifs par rapport à la terre. L'écran luminescent 16 peut être maintenu à un potentiel d'environ 5000V positifs par rapport à la terre. Au cours du fonctionnement de l'intensificateur d'image 10, la photocathode 15 émet des électrons primaires à un taux fonction de l'intensite d'illumination. Les électrons primaires sont accélérés a travers les trous 23 de l'électrode et éventuellement sont tirés vers les surfaces à plus haut potentiel des trous 24 de la plaque. L'impact des électrons primaires provoque la libération d'électrons secondaires. Le rapport des électrons secondaires par rapport aux ilectrons primaires est supérieur à l'unité. Les premiers électrons secondaires engendrés se multiplient en étant encore attirés vers les trous 24 de la plaque et frappent de nouveau les parois cylindriques des trous 24. Le nombre de fois où ce processus se répète est fonction de la longueur des trous 24 de la plaque. En final, un flot d'électrons multipliés sort des trous 24, 25 et 26 disposés en succession. La sortie d'électrons du multiplicateur 17 est ensuite accélérée vers ltecran luminescent 16 et le bombarde. La sortie de lumière de ltécran lu luminescent 16 est ainsi supérieure à l'entrée de lumière à travers la plaque frontale 13 de l'enveloppe. Les couches au titane 21 et 30 absorbent apparasment un grand nombre des ions positifs arrachés à l'écran luminescent 11 lors de son bombardement par la sortie d'électrons du sultiplieateur 17. Dans tous les cas, la durée de vie utile de la photocathode 15 est accrue de tanière substantielle. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec in exemple particulier de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Multiplicateur d'électrons caractérisé en ce qu'il comporte - une plaque diélectrique présentant une pluralité de trous la traversant com plètement d'une face à l'autre, les trous de la plaque présentant des surfaces émissives d'électrons - une première couche d'absorption d'ions positifs présentant une pluralité de trous la traversant complètement, ladite première couche étant fixe par rapport à la plaque en une position telle que les trous de la première couche sont situés en regard des trous de la plaque. 2. Multiplicateur d'électrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche comporte du titane. 3. Multiplicateur d'électrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que - une seconde couche conductrice est évaporée sur l'une des faces de la plaque ; - la première couche est évaporée sur la seconde couche dans une position telle que la seconde couche est située entre la première couche et la plaque ; - la seconde couche présente une pluralité de trous la traversant complètement disposés en regard à la iois des trous de la plaque et des trous de la première couche. 4. Multiplicateur d'électrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche est évaporée sur l'une des faces de la plaque. 5. Dispositii à décharge électrique mettant en oeuvre le multiplicateur d'électrons selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il cohorte - une enveloppe sous vide ; - un multiplicateur d'électrons monté dans une position déterminée à l'intérieur de l'enveloppe, le multiplicateur comprenant - une plaque diélectrique présentant-une pluralité de trous la traversant complètement d'une face à l'autre, les trous de la plaque présentant des surfaces émissives secondaires ; - une première couche conductrice présentant une pluralité de trous la traver sant complètement et montée à l'intérieur de l'enveloppe en une position con tigue à la première face de la plaque de telle sorte que les trous de la première couche sont situés en regard des trous de la plaque ;; - une seconde couche conductrice présentant une pluraliste de trous la tra versant complètement et montée à l'intérieur de l'enveloppe en une position contiguë à la seconde face de la plaque de telle sorte que les trous de la seconde couche sont situés en regard des trous de la plaque; - une photocathode montée a I'intérieur de ;'enveloppe en une position telle qu'elle envoie des électrons primaires vers les trous de la première couche ; des seconds moyens destinés à maintenir la première couche à un potentiel positif par rapport à celui de la photocathode - des troisièmes moyens montes à l'intérieur de l'enveloppe de manière à recevoir des électrons émanant des trous de la seconde couche, celle-ci étant écartée des troisièmes moyens, llintervalle entre la surface et les troisièmes moyens étant ininterrompu, de telle sorte que les ions positifs libérés par les troisièmes moyens peuvent traverser l'intervalle le long d'un trajet déterminé et bombarder la surface sans etre interceptés par une structure quelconque située sur le trajet. 6. Dispositif à décharge électronique selon la revendication 5, caractérisé en ce que - la seconde couche comporte du titane - une troisième couche conductrice est évapore sur la seconde face de la plaque - la seconde couche est évaporée sur la troisième couche en une position telle que la troisième couche est située entre la seconde couche et la plaque - la troisième couche présente une pluralité de trous la traversant complètement situés en regard a la fois des trous de la plaque et des trous de la seconde couche. 7. Dispositif à décharge électronique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte - des doyens pour maintenir la troisième couche en un potentiel positif par rapport à celui de la première couche, l'enveloppe étant transparente et les troisièges moyens comportant un écran lucinescent monté en une position adjacente a la seconde couche - des moyens pour maintenir l'écran à un potentiel de plusieurs milliers de volts positifs par rapport à celui de la troisième couche, la dirSérence entre le potentiel de la troisième couche et le potentiel de la photocathode étant inférieure à la différence entre le potentiel de l'écran et le potentiel de la troisième couche. 8. Dispositif a décharge électronique selon la revendication 5, caractérisé en ce que - la seconde couche est étaporEe sur la seconde face de la plaque - la seconde couche comporte du titane ; - il est prévu des moyens pour aintenir la seconde couche à un potentiel positif par rapport à celui de la première couche ; - l'enveloppe est transparente ; - les troisièmes moyens comportent un écrin luminescent monte en une position adjacente a la seconde couche - il est prévu des moyens pour maintenir l'cran en un potentiel de plusieurs lilliers de volts positifs par rapport a celui de la troisième couche ; ; - la dirf'erence entre le potentiel de la seconde couche et le potentiel de la photocathode est inférieure à la différence entre le potentiel de l'écran et le potentiel de la seconde couche. 9. Dispositif à décharge électronique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les seconds moyens comportent au moins des premier et second fils conducteurs connectés entre les premiers moyens et la première couche, respectivement, les traversant et scellés à travers me paroi de l'enveloppe.