Brevet FR2280196A1 — publié le 19760220

Des écrans convertisseurs de rayonnement, comr portant un écran luminescent et qui sont réalisés suivant un procédé selon lequel la surface de la couche de substance luminescente est polie après sa production sous pression , sont utilisés principalement dans les écrans d'entrée d'amplificateurs d'image. Dans ces derniers le rayonnement invisible est converti en lumière, dans un écran luminescent, et cette lumière est ensuite convertie en électrons dans une couche de photocathode portée par l'écran luminescent. Ces électrons sont alors accélérés par des moyens opto-électroniques et leur image est formée sur un autre écran luminescent, où ladite image des électrons peut etre obs3nde, photographiée,etc...Les électrons peuvent cependant être utilisés également directement sous la forme de signaux électriques par exemple dans un procédé de télévision. Dans des écrans du type indiqué plus haut, qui sont utilisés par exemple pour la conversion de rayonnementsinvi- siblesde haute énergie, telle que des rayons X ou des rayons gamma, la transformation des rayons en électrons doit etre réalisée, comr me cela est connu, d'une façon aussi bonne que possible. Cette transformation-dépend cependant de l'épaisseur de la couche dé photocathode et possède une valeur optimale pour des cathodes relativement minces, ce qui dépend du matériau de ladite couche de photocathode et du rayon d'action possible des électrons émis. Cependant, dans des cathodes aussi minces, la conductivité électrique ne suffit pas pour provoquer la délivrance ultérieure des éxf trons émis, par suite de la rugosité des surfaces des couches connues de substance luminescente. Confonmdment la difficulté citée plus haut, on a cherché k obtenir, h l'aide de presses, des surfaces suffisamment lisses et planes d'écrans luminescents. Cependant dans la pratique l'utilisation de presses est difficile. Les cristaux de substance luminescente sont des corps très stables si bien que l'on doit avoir recours b des pressions très élevées. Cependant des pressions élevées ne conviennent pas aux supports, constitués par de l'aluminium et utilisés habituellement, des écrans luminescents. Dans le cas de pressions correspondantes, les calottes de support sont en général endommagées. L'invention a pour but d'obtenir, dans le cas d'un procédé du type indiqué plus haut, un aplanissement ou un polissage suffisant de la surface de couches luminescentes, et ce dans des conditions praticables. Ce problème est résolu conformément d l'invention gracie au fait que la surface est traitée, de la meme manière que par un martelage, au moyen d'organes de martelage qui,alternativement, sont écartés de la surface et sont à nouveau amenés en contact avec cette dernière. Dans le cas de la mise en oeuvre conforme A l'invention d'un polissage ou d'un aplanissement à la façon d'une opération de martelage, on peut obtenir des cristaux de substance luminescente possédant une surface polie sans utiliser d'appareillage lourd. En outre il n'y a pas à craindre d'endommagement d'un support constitué par exemple en aluminium ou en un autre matériau Cela repose tout 9 fait simplement sur le fait que les différentes attaques des rugosités, qui conduisent au polissage, restent limitées à de très faibles surfaces et donc se manifestent peu,dans leur action, par rapport au support. Cependant on obtient malgré tout une surface suffisamment lisse ou polie. On obtient conformément à l'invention, d'une façon simple, une surface polie en faisant rouler des billes dans une partie évidée d'un écran luminescent concave et en organisant cette opération de telle manière que les billes passent en roulant, pendant un intervalle de temps suffisant et avec une même fréquence, sur toutes les parties de la surface. Dans le cas d'un écran luminescent placé sur un support en aluminium et possédant un diamètre de 170 mm et une profondeur de 20 mm pour sa partie concave, il s'est avéré convenable d'utiliser par exemple un nombre de 19 billes d'acier possédant un diamètre d'environ 20 mm et un poids d'environ 33 g, en les laissant rouler sur la surface concave pendant une durée de 10 mn, avec une distribution statistiquement uniforme. Dans ce type de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention les billes sont constituées par des corps roulants qui peuvent réaliser un polissage de ) biface de l'écran luminscent, moyennant un contact alterné avec les parties rugueuses. Il est par conséquent aisé à comprendre qu'il ne doit pas s'agir exclusivement que de billes. On peut assurément utiliser également d'autres corps roulants, tels que par exemple des corps roulants constitués par un cylindre ou un galet, dont la surface parallèle à l'axe est cintrée en forme d'arc de cercle, alors que le rayon de courbure est supérieur au diamètre dudit cylindre ou galet. On peut également utiliser pour le polissage d'autres corps qui possèdent, par exemple une forme ovale, en forme d'oeuf, etc. D'autre part on peut également utiliser, pour le polissage, une frappe ou un pilonne de la surface. Ceci peut être réalisé par exemple de la façon suivante : On place sur la surface des corps que l'on fait sauter ensuite en soumettant le système à des vibrations en sorte que lesdits corps frappent en permanence de façon réitérée la surface qui doit être polie. Un tel mouvement vibratoire peut être réalisé par exemple à des fréquences de l'ordre de celles des ultrasons. Cependant on peut assurément utiliser également d'autres vibrations mécaniques, comme par exemple celles qui sont obtenues au moyen du balourd d'un systeme rotatif ou bien au moyen d'oscillateurs électriques et électnx magnétiques. Selon un mode d'exécution du procédé indiqué en dernier, par exemple ltensemble de la surface de l'écran luminescent peut être recouvert de corps magnétiques formant poinçons, qui sont placés, en étant fixés sur un corps électromagnétique, sur la surface de l'écran luminscent et sont ensuite écartés par déclenchement de l'électroaimant. Ensuite le support de l'écran luminescent est mis en vibration, ladite vibration étant réalisée principalement suivant la direction longitudinale des corps superposés, en sorte que ces derniers commencent à sauter et polissent la surface de l'écran luminescent par pilonwF ou martelage.Ce polissage peut être encore en supplément accéléré si l'on prévoit également des déplacements latéraux des corps de pilonnage, par exemple en soumettant également le support à vibrations latérales en sorte que lesdits corps frappent également latéralement les différents endroits de l'écran luminescent et rEaM donc en tout point un polissage. Le procédé conforme à l'invention peut être également sans aucun douDe secéléré si l'on prend des dispositions accélérant encore de façon supplémentaire le polissage des cristaux. Cela peut être obtenu par exemple en rendant les cristaux plastiques, ce qui est obtenu par exemple par chauffage. A cet effet il n'est pas nécessaire de s'approcher du point de fusion des cristaux. I1 suffit-déjà au contraire de réaliser un échauffement de quelques lOO-C par exemple dans le cas de l'utilisation de substances luminescentes à halogénures alcalins, telles que par exemple l'iodure de césium, qui est activé par du sodium. Les corps roulants ou les corps de pilonnage, utilisés pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, peuvent être constitués par des matériaux quelconques dans la mesure où leur solidité est suffisante et où également leur surface ne provoque pas de détérioration de l'efficacité de la substance luminescente devant être utilisée dans la couche luminescente à po lir. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé plusieurs dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. La figure 1 représente un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. La figure 2 représente une coupe partielle de la figure 1, permettant l'explication du mode de fonctionnement du dispositif de la figure 1. La figure 3 représente un dispositif dans lequel on utilise, pour réaliser le polissage, l'effet de martelage ou de pilonnage de corps mis en vibration. La figure 4 représente un amplificateur d'image radiographique comportant un écran luminescent conforme à l'invention. Sur la figure 1 la référence 1 désigne un statif dont les pieds 2, 3 et 4 assurent le soutien nécessaire sur le sol de support. Des plaques de support 5 et 6, superposées, sont prévues sur le statif. Au milieu de la plaque 6 est monté un organe de support 7 sur lequel est située une barre 8 dont l'extrémité supérieure porte unesphère 9. La sphère elle-meme constitue une articulation pouvant basculer de tous côtés pour une plaque de support 10 Sur la face supérieure de cette plaque 10 sont disposés les organes de support détachables dont seuls ceux qui sont désignés par les références 10 à 14 sont visibles.Ces organes de support sont utilisés pour réaliser la fixation d'une calotte 15 qui est constituée par une tale d'aluminium possédant une épaisseur de 0,5 mm. Une couche luminescente en iodure de césium, désignée par la référence 15' sur la figure 2, est placée sur la face interne concave de la calotte 15. Cette couche luminescente est déposée par vaporisation et possède une épaisseur de 0,1 mm. Pour réaliser le polissage on utilise, dans le dispositif de la figure 1, des corps roulants dont le mouvement réalisant un cylindrage peut être obtenu par basculement de la plaque 10. Afin de pouvoir obténir une répartition statistique du basculement, c'est-à-dire afin de pouvoir déplacer la plaque 10 suivant un mouvement oscillatoire et de rendre ce déplacement réglable à volonté, il est prévu un dispositif de support 16 en forme de manivelle qui est constitué par un arbre 17 creux traversé par la barre 8 et qui comporte un bras en console latéral 18 dont l'extrémité porte, parallèlement à l'arbre 17, une bielle 19 s'é- tendant vers le haut. Sur la bielle 19 est monté, de façon à pouvoir entre réglé en hauteur, un manchon 20 qui peut être bloqué au moyen d'une vis 21.La bielle 19 porte en outre un second manchon 22 qui porte un bras de support 24 et peut être bloqué áu moyen d'une vis 23. Ce bras 24 s'étend, par son extrémité libre, audessous du bord de la plaque de support 10. Cette dernière s'appuie sur le bras 24, par l'intermédiaire d'un galet 25 interposé. Pour réaliser l'entraînement du dispositif il est prévu un moteur 26 qui repose sur la plaque 6 et attaque l'arbre 17 du dispositif de support 16, par l'intermédiaire d'un pignon 27 et d'une roue d'entrainement 28, c'est-8-dire au moyen d'un mécanisme. L'arbre 17 traverse en outre la plaque 5 en étant guidé dans un palier 29. Le bras en console 18 s'appuie par ailleurs,sur sa face inférieure, au moyen de galets 30 et 31, sur la plaque 5. Pour la mise en oeuvre du procédé de polissage conforme à l'invention, on enlève de la calotte 15 le couvercle 32, qui réalise une protection contre la chute de poussières, et l'on place les billes 34 sur la surface de la couche luminescente 15' de la calotte 15, comme cela est visible sur la figure 2. Puis le couvercle 32 est à nouveau remis en place et le moteur 26 est mis en marche. Cela a pour effet que le support 10 est soumis à un mouvement oscillant en sorte que les billes 34 passent en roulant en moyenne avec une fréquence égale sur tous les points de la surface de la couche 15'. Les billes sont constituées par du fer et possèdent un diamètre de 21 mn. Elloepèsent chacune 35 g. Le moteur est arrêté au bout d'une durée de fonctionnement de 10 mn et la surface de la couche luminescente 15' possède alors la surface polie nécessaire sur laquelle on peut déposer de façon connue en soi une couche de photocathode, constituée par exemple par de l'antimoine et du césium (SbCs3). Gracie au polissage de la surface, on peut réaliser également des couches d'ure épaisseur inférieure à 20 nm sur de telles couches luminescentes, sans qu'il y ait à craindre que la couche de photocathode formée d'antimoine et de césium (SbCs3) ne possède une conductivité électrique suffisante, c'est-à-dire qu'il se produise un approvisionnement insuffisant en électrons à travers ladite couche de SbCs3. La forme de réalisation, représentée sur la figure 3, d'un dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention est constituée par un support 35 dont la surface comporte un renfoncement en forme de calotte, dans lequel est placé une calotte 36 constituée par une tôle d'aluminium.Cette calotte 36 porte, sur sa face supérieure concave, une couche luminescente 37 constituée par de l'iodure de césium activé par du sodium (CsJ:Na) et qui possède une épaisseur de 200 t et est représentée sous la fourre d'une ligne épaissie sur la figure 3, La surface libre de la coucbe luminescente 37 est couverte de corps 38 en forme de poinçons, qui sont disposées avec leurs directions longftudlnaloe sinuent la direction rti*dedela de la cavité de la calotte 36.Pour faciliter l'agencement du dispositif il est prévu un électroaimant 39 pouvant être branché et qui fait passer un courant en provenance de la source de courant 41, lorsque l'interrupteur 40 est fermé, et retient les éléments des corps 38, comme cela est représenté en tires affectés de la référence 42. Pour le dépôt des éléments 42 suivant la disposition des corps selon 38, on ouvre l'interrupteur 40. Une fois que les corps en fonie de poinçons 38 sont déposés sur la surface de la couche 37, un générateur 43 de vibrations ultrasonores, qui est situé sur la face inférieure du support 35, est mis en marche. Comme cela est indiqué par la double flèche 44, les vibrations sont effectuées suivant la direction verticale et pro-iuent un sautillement des corps 38, en sorte que ces derniers frappent la surface de l'écran luminescent 37 et y aplanissent les inégalités. Les corps ou particules 38 peuvent également être soumis à un déplacement latéral en branchant un dispositif vibrant 45 qui correspond à celui désigné par 44. Ce déplacement latéral est repéré par la flèche double 46. On facilite également le polissage gracie à un chauffage de la couche 37. Ce chauffage peut être obtenu en mettant en fonctionnement une spirale de chauffage désignée par la référence 47, par raccordement au réseau connne cela est indiqué par la référence 48. Le chauffage ne doit pas dépasser une température de 300-C, dans le cas de la couche luminescent indiquée précédemment et constituée par du CsJ:Na, afin que la calotte 36 en aluminium ne subisse en aucun cas d'endommagements, mais doit atteindre au moins 20oC. Comme dans le cas du dispositif de la figure 3, on peut obtenir également de façon supplémentaire un accroissement de l'efficacité dans un dispositif tel que celui de la figure I, au moyen de dispositifs oscillateurs ou vibrants. I1 nlest pas nécessaire de recouvrir l'ensemble de la surface de la calotte 15 avec des particules réalisant une action de pilonnage ou de martèlement , telles que les corps désignés par 38 sur la figure 3. I1 suffit par exemple d'utiliser les billes représentées sur la figure 1. Ces billes peuvent être amenées à effectuer, de façon supplémentaire, un pilonnement en mettant en action un dispositif vibrant désigné par la référence 49, monté sur la face inférieure de la plaque 10 et qui amène les billes à osciller en hauteur conformément à l'indication de la flèche double 50. De même un déplacement latéral des billes est encore possible en branchant un dispositif vibrant 51 monté latéralement et qui oscille suivant un mouvement latéral, conformément à l'indication de la flèche double 52. De même dans le cas d'un dispositif tel que celui représenté sur la figure 1, un chauffage peut accéléreren supplément le polissage.Un dispositif permettant un tel chauffage est dessiné en tirets dans la plaque 10 et est désigné par la référence 53. Son fonctionnement peut être réglé par raccordement au réseau, comme cela est indiqué au moyen de la prise 54 représentée. Sur la figure 4 on a représenté un amplificateur d'image radiographique dont l'enceinte étanche au vide est désignée par la référence 55. Derrière la fenttre d'entrée 56 de cette enceinte 55 est situé un ensemble cathodique 57 qui comporte un support 58 formé par une tôle d'aluminium et sur lequel est placée une couche luminescente 59 polie conformément à l'invention et qui est, pour sa part, recto verte par une couche au césium et à l'antimoine, connue en soi, servant de photocathode 60. L'ensemble cathodique est fixé dans l'enceinte 55 au moyen de supports dont seuls les supports désignés par la référence 61 sont visibles et représentés sur la figure. Des électrodes 62, 63 et 64-de formation de l'image font suite à l'ensemble cathodique 57, dans l'enceinte 55.La partie de fermeture est constituée par un écran luminescent placé sur la fenêtre de sortie 65 et qui est constitué par une couche luminescente 66 sensible aux électrons et qui est recouverte par une couche mince d'aluminium 67 permFa- ble aux électrons. L'amplificateur d'image fonctionne d'une façn connue. Dès que des rayons X pénètrent par la fenêtre 56, ils traversent le support 58 et atteignent la couche luminescente 59. Dans cette couche 59 il se produit alors un déclenchement de lumière qui produit des électrons dans la photocathode 60. L'image de ces électrons est alors formée sur la couche luminescente 66 au moyen des électrodes annulaires 62 et 63 ainsi que de l'élec- trode 64 agissant en tant qu'anode. Ainsi on peut observer à travers la fenêtre 65 une image visible du rayonnement X incident. Le système 57 d 66 de formation de l'image est perfectionné par l'utilisation de la couche luminescente 59 qui est polie conformément à l'invention sur sa surface jouxtant la couche 60,comme cela a déjà été indiqué plus haut. REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser un écran convertisseur de rayonnement, qui comporte un écran luminescent, selon lequel la surface de la couche de substance luminescente est polie apres son obtention sous pression, caractérisé par le fait que la surface est traitée de la mEme manière que par un martelage, par des corps de martelage qui, alternativement, sont écartés de la surface et sont amenés à nouveau en contact avec cette dernière. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise, comme corps de martelage, un ensemble de corps roulants qui sont amenas à rouler en étant répartis au moins de façon approximativement uniforme sur les parties devant être polies de la surface de la couche luminescente. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les corps roulants sont des billes. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les corps de martelage sont des corps de pilonnage qui sont heurtés et repoussés par des vibrations de la surface de la couche luminescente devant etre polie et frappent ensuite à nouveau cette dernière. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait qu'un dispositif vibrant agissant avec un dbF cement latéral agit simultanément sur le système. 6. Procédé suivant 1'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'on chauffe simultanément l'écran luminescent. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que 11 écran luminescent est monté dans un cadre placé dans un élément de fixation monté avec un support à la cardan, que ledit élément de fixation est porté par un socle de support tandis que sur le cadre agit un dispositif de guidage pouvant pivoter autour de son centre et qui, mis en rotation, fait basculer de façon continue dans des directions variables le cadre qui est bloqué contre toute rotation. 8. Utilisation d'un écran, réalisé selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, comme support d'une couche de photocathode dans un amplificateur d'image, pour rendre visible des rayonnements non visibles de haute énergie.