Brevet FR2227631A1 — publié le 19741122

L'invention concerne un amplificateur d'image pour des images produites à l'aide de rayons X ou à l'aide d'autres rayons pénétrants semblables, du type comportant un écran d'entrée comprenant une couche fluorescente, une couche intercalaire et une couche émettant des électrons, et comportant un dispositif d'optique électronique qui permet de former sur un écran de sortie l'ima- ge des électrons qui proviennent dudit écran d'entrée. De tels dispositifs sont utilisés, comme cela est connu, pour rendre visibles des images radiographiques dans le domaine du diagnostic médical. Mais ils sont également utilisés notamment comme étages d'entrée pour d'autres amplifications d 'image ou pour la conversion éventuelle en des signaux de télévision. En général l'écran de sortie est constitué sous la forme d'un écran luminescent. Pour réaliser une conversion en signaux de télévision il existe des amplificateurs d'image dont l'écran de sortie est constitué sous la forme d'un cible de balayage. Dans les amplificateurs d'image radiographique connus, on utilise comme écran d'entrée les ensembles dans lesquels une couche fluorescente est déposée sur une face d'un support en verre sur l'autre face duquel la couche émettant les électrons et dénommée "couche de photocathode" est située. Le support en verre réalise une sénaration entre le scintillateur et l'émetteur d'électrons, ce qui est tres approprié noLarnnt dmnsdes SSnt S teurs et des émetteurs d'électrons, constitués en des matériaux s'attaquant chimiquement entre eux, pour une conservation durable des proprets de l'émetteur d'électrons.Dans de nombreux cas cependant on se passe de cette couche de séparation en verre et la photocathode est placée directement sur la couche de substance luminescente. La substance luminescente est située sur la paroi intérieure, possédant une forme appropriée, de la fenêtre d'entrée de ltenceinte à vide ou d'un support particulier qui peut être constitué également par un métal perméable au rayonnement, par exemple l'aluminium. Cependant dans le cas dune telle constitué tion de la photocathode, on a constaté des défocalisations dans l'optique électronique en particulier pour des courants intenses de photoélectrons. Pour réduire les mbranUnsentre le scintillateur et la photocathode, en particulier dans le cas de charges relativement élevées de rayonnement X, par exemple 30 millirOnpns par minute et plus, on a prevu entre le scintillateur et la photo cathode, afin d'empêcher la défocalisation progressive observée de l'image électronique, une barrière qui est constituée principalement, quant au poids, par du vanadium oxydé. Entre un scintillateur à halogénure alcalin et une photocathode à antimoniure alcalin il faut conserver une barrière perfectionnée qui empêche une défocalisation notable de l'image radiographique sans qu'il se produise une réduction correspondante notable de la sensibilité. Des métaux tels que le platine eut l'aluminium n'ont pas conduit au succès espéré. D'autre part il est établi que le pentoxyde de vanadium est naturellement jaune rouge et ne peut donc être déposé qu'-en couches extrêmement minces d'épaisseur comprise entre approximativement 2 et 20 nm lorsque la transmission optique de la barrière ne doit pas tomber au-dessous d'une valeur encore admissible. L'invention a pour but de fournir un dispositif à l'aide duquel la focalisation des électrons peut être améliorée notamment pour des puissances élevées de rayonnement X. L'invention part de la considération selon laquelle il devrait être possible, pour la délivrance de l'image électronique à partir de l'écran d'entrée, de mettre à la disposition de la couche de photocathode un afflux suffisant d'électrons de manière que des charges de la couche émissive et de ce fait des défocalisations électroniques soient évitées. L'invention est donc caractérisée par le fait qu'une couche métallique transparente à la lumière est placée sur la couche fluorescente avant le montage de la couche de photocathode de l'écran d'entrée. Grâce à cette disposition, c'est-à-dire grâce au dépôt de couches minces intercalaires métalliques, comme les résultats l'ont montré, la conductivité électrique transversale, c'est-à-dire l'afflux des électrons, est accrue et simultanément le rendement des photoélectrons est amélioré. Dans une forme de réalisation de l'invention des couches en chrome ou en tungstène transparentes a la lumière sa sont avérées être particulièrement efficaces, dans le cas de l'utilisation de iodure de césium (CsJj comme substance fluorescente et dans le cas de l'utilisation d'antimoniure alcalin, en particulier d'antimoniure de césium (Cs35bss comme substance constituant la photocathode. I1 s'est avéré approprié d'utiliser un dépôt de chrome suffisamment épais pour absorber dans un ordre de grandeur de 50 % la lumière le traversant. L'épaisseur de la cou che de chrome n'est cependant pas très critique. Son absorption peut varier approximativement entre 30 et 70 220 .On doit uniquement veiller à ce que l'action conforme à l'invention soit obtenue avec la couche intercalaire, tout en ne perdant pas trop de lumière. Malgré la perte de lumière dans le cas d'une absorption voisine de 50 %, et ce dans le cas de l'utilisation indiquée plus haut de chrome comme couche intercalaire, le rendement des photoélectrons est accru d'au moins 20 % par rapport à des dispositifs ne comportant pas de couche intercalaire. Simultanément la résolution, qui par ailleurs est obtenue par exemple pour une dose de rayonnement X comprise entre 2 et 3 mR/s, est encore également atteinte pour 16 mR/s. On doit s'attzndte à un. effet semblable de la part du tungstène. La fabrication d'un ensemble écran luminescentphotocathode, dans lequel la couche intercalaire conforme à llin- vention est constituée par un métal résistant vis à vis de la substance fluorescente e de l'émetteur d'électrons, peut être réalisée avec une précision suffisante par exemple par dépôt échelonné par vaporisation. On dépose d'abord sur un support adéquat la couche fluorecente, puis la couche métallique transparente à la lumière et enfin la couche de photocathode.Lors de la fabrication il s'est avéré utile de chauffer quelque temps le dispositif sous vide, après le-dépôt du métal par vaporisation et avant le dépôt de la couche de photocathode, par exemple en chauffant à nouveau le dispositif de vaporisation pour le métal ou en utilisant un organe de chauffage supplémentaire.Une durée de chauffage de quelques minutes, par exemple 2 minutes, s'est avérée suffisante dans le cas de l'utilisation d'organes de chauffage qui peuvent être chauffés à 2000". Dans le cas où la vaporisation sous vide du métal de la couche intercalaire ne se succède pas directement à un dépôt par vaporisation de la substance luminescente sous vide poussé, il peut être nécessaire de réaliser entretemps un processus de chauffage réalisé par exemple de telle manière que l'écran luminescent est chauffé au moins pendant une demi heure à une températ-ure comprise~entre 200 et 3000 C. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement aux dessins annexés une forme-de réalisation du dispositif suivant l'invention. La figure 1 représente une coupe longitudinale d'un amplificateur d'image conforme-à l'invention. La figure 2 représente une coupe partielle, à plus grande échelle, de l'ensemble écran luminescent- photocathode du dispositif de la figure 1. En figure 1 le dispositif 3 écran luminescentphotocathode, et les électrodes 4, 5 et 6 ainsi que l'anode 7, fermés par l'écran de sortie 8 situé en vis à vis de la fenêtre de sortie 9, sont situés dans l'ampoule 1 derrière la fenêtre d'entrée 2. Entre la photocathode 3 et l'anode 7 est appliquée une tension voisine de 25 kV, les limitations de tension étant appliquées aux conducteurs 10, 11. Les conducteurs 12, 13 et 14 se trouvent, d'une façon connue en soi, à des tensions intermédiaires qui atteignent respectivement quelques 100 V à partir de la photocathode 10, tandis que la partie principale de la tension est appliquée entre le conducteur 14 et le conducteur 11.L'image des électrons, qui sont émis par la photocathode 3 est formée sur l'écran terminal 8 qui est visible à partir de la fenêtre 9 et est constitué par un support transparent sur lequel est située une substance luminescente sensible aux électrons. Le dispositif 3 écran luminescent-photocathode est construit d'une façon connue en soi et est constitué par une calotte 15 formée par une tale d'aluminium possédant une épaisseur de 0,5 mm et sur la face concave de laquelle est déposée par vaporisation une couche d'une épaisseur de 0,2 mm de substance fluorescente de manière à obtenir la couche 16, par exemple en iodure de césium, qui est activé par du sodium. Sur cette couche on dépose alors par vaporisation du chrome de la façon décrite dans le procédé indiqué ci-dessus jusqu'à l'obtention de la couche 17. Celle-ci est ensuite recouverte par la couche de photocathode 18 connue en soi, qui est constituée par de l'antimoniure de césium et possède une épaisseur voisine de 30 nm. Des rayons X pénétrant par la fenêtre 2 traversent cette dernière en pénétrant à travers le support 15 en aluminium et déclenchent dans la couche luminescente 16 une émission de lumière qui agit sur la couche de photocathode 18 en traversant la couche 17 et déclenchent l'émission d'électrons dans ladite couche 18. L'image de ces électrons, dont L'intensité dépend de celle des rayons X incidents, est alors formée par l'intermédiaire des électrodes 4 à 7 sur l'écran terminal 8 où il apparaît dans la substance luminescente une image visible qui peut être observée à travers la fenêtre 9 ou peut subir ultérieurement un nouveau traitement, à savoir par exemple être photographiée ou être enregistrée avec une caméra de télévision. REVENDICATIONS 1. Amplificateur d'image pour des images produites à l'aide de rayons X ou à l'aide d'autres rayons pénétrants semblables, du type comportant un écran d'entrée comprenant une couche fluorescente, une couche intercalaire et une couche émettant des électrons, et comportant un dispositif d'optique électronique qui permet de former sur un écran de sortie l'image des électrons qui proviennent dudit écran d'entrée, caractérisé par le fait qu'une couche métallique transparente à la lumière est déposée sur la couche fluorescente avant le dépôt de la couche de photocathode de l'écran d'entrée. 2. Amplificateur d'image radiographique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche intercalaire est constituée par une couche de chrome ou de tungstène et laisse passer à sa traversée 30 à 70 % de lumière, lorsqu'on utilise comme substance luminescente du iodure de césium activé par du sodium (CsJ:Na) et comme substance émettant des électrons de l'antimoniure de césium (Cs3Sb). 3. Procédé pour réaliser un écran d'entrée pour un amplificateur d'image suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche fluorescente est constituée par une substance luminescente en iodure de césium, qui est déposée par vaporisation sur un support constitué par une tôle d'aluminium, qui est chauffé éventuellement au moins pendant une demi heure à une température comprise entre 200 et 3000 C, en particulier 250 C, que la surface de la couche de substance luminescente est alors recouverte par vaporisation d'une couche de chrome qui absorbe environ 30 à 70 %, en particulier 50 %, de la lumière du rayonnement traversant et, après refroidissement, est chauffée par le rayonnement calorifique d'une source de.chaleur, dont la tempéra- ture est de l'ordre de 2000 C, sous vide poussé.