Brevet FR2378347A1 — publié le 19780818

La présente invention a pour objet un tube pyroélectrique de prise de vues pour caméra, par exemple de télévision. On sait qu'un tube pyroélectrique de prise de vues comporte une cible sensible aux changements de température d'un objet observé. Une telle cible peut être fabriquée par exemple en sulfate triglycine (TGS). Cette cible peut etre considérée comme un ensemble de capacités élémentaires qui sont chargées en fonction de l'énergie incidente tombant sur la surface frontale de la cible et qui sont déchargées, à un potentiel de référence déterminé, par un jet d'électrons qui balaie la surface arrière de la cible. Le courant de décharge d'une capacité élémentaire est délivré par une électrode métallique semitransparente disposée à la surface frontale de la cible et alimente un amplificateur vidéo pour etre utilisé de la façon habituelle.Pour une radiation émergente donnée de la surface frontale, on peut montrer que la charge de la cible est inversement proportionnelle à la masse de la cible, donc à son épaisseur. Par conséquent, on a avantage à utiliser des cibles minces. Cependant en réduisant l'épaisseur de la cible, on réduit la portion de la radiation incidente qui est absorbée par la cible et la réponse fournie n'est pas optimale. Cet effet est particulièrement marqué pour des cibles en matériau pyroélectri- que tel que le fluorure de polyvinylidène (PVF2) --en anglais appelé "poly (vinylidene fluoride)"-- ou le germanate de plomb qui ont un faible coefficient d'absorption optique dans l'infra-rouge. Par exemple, des cibles en PVF2 peuvent etre réalisées avec une épaisseur de seulement 6 10 m environ, mais ces cibles n'absorbent qu'environ 25 % des radiations infra-rouges incidentes. La présente invention vise à minimiser ce problème et bien qu'elle s'applique particulièrement bien au cas de cibles associées à un tube pyroélectrique de prise de vues on peut envisager d'autres applications. Le tube pyroélectrique selon l'invention comprend une cible en matériau pyroélectrique, polarisée et sensible aux radiations infra-rouges, la cible présentant une surface frontale recevant les radiations infra-rouges incidentes et une surface arrière agencée pour etre halayée par un faisceau d'électrons, la surface arrière étant pourvue d'un revêtement réticulé composé d'un ensemble d'flots et réalisé avec un matériau réfléchissant les radiations infra rouges. Normalement, la surface frontale comporte une électrode formée d'un revêtement métallique semi-transparent, par exemple en chrome. De préférence, le matériau réfléchissant les radiations infra-rouges est un métal ou est formé de couches métalliques, en particulier de chrome et d'or. De préférence encore, la surface de chaque flot est inférieure à la limite de résolution d'une caméra dans laquelle le tube est monté. Chaque flot peut avoir une forme quelconque telle que triangulaire, hexagonale ou car -6 rée. Dans ce dernier cas, chacun des carrés a un cté inférieur à 50 10 m et est espacé d'un carré voisin d'une distance inférieure à 5 10 m. Le matériau pyroélectrique est de préférence du fluorure de polyvinylidène (PVF2). Dans le procédé de fabrication d'une cible selon l'invention on recou vre une face d'une feuille de PVF2 g avec une couche de chrome, puis cette der- nière avec une couche d'or, on recouvre l'autre face de la feuille de PVF2 avec une couche de chrome, puis cette dernière avec une couche d'aluminium, on monte la feuille de PVF2 sur un châssis de façon qu'elle soit tendue, la feuille étant alors polarisée par l'application d'un potentiel entre les couches d'or et d'aluminium, le PVF2 étant porté à une température déterminée, on enlève la couche d'aluminium par des moyens chimiques et, grâce à des techniques photolithographiques, on attaque par des moyens chimiques les couches d'or et de chrome recouvrant la première face de la feuille de façon à obtenir sur cette face un revêtement réticulé composé d'un ensemble dttlots de chrome et d'or superposé Au dessin annexé, donné à titre d'exemple la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un tube pyroélectrique de prise de vues conforme à l'invention; la figure 2 est une section dlune cible utilisée dans le tube représenté à la figure 1; la figure 3 représente une partie de la surface arrière de la cible représentée à la figure 2; et les figures 4(a) et 4(b) sont des schémas permettant de comprendre le comportement de la cible utilisée dans un tube de prise de vues conforme à l'in invention Le tube pyroélectrique de prise de vues représenté à la figure 1 comprend, dans une enceinte scellée 1, une cathode 2 créant un faisceau d'élec trons 3 qui, grace à une grille de commande Gl une première anode G2 et une anode-paroi G3, est dirigé vers une grille 5 et une cible 4 en fluorure de polyvinylidène (PVF2). Des bobines 6 de focalisation et de balayage commandent le mouvement du faisceau focalisé sur la partie arrière de la cible 4. L'information fournie par la cible est transférée, pour entre utilisée, vers une électrode 7 formée d'une plaque semi-transparente.Une fenetre 8 en germanium est disposée en avant de la cible 4 et ferme l'enceinte 1. Cette fenetre transmet l'énergie thermique, préalablement focalisée par une lentille 9 en germanium disposée devant la fenetre 8, à la cible 4 (en traversant l'électrode 7) en y provoquant des variations de température. Un obturateur 10, manoeuvré par un moteur 1, est inséré entre la fenêtre 8 et la lentille 9. Les tensions indiquées sur la figure 1, en particulier - 15 V, 0 V, 200 V et 240 V, sont fournies aux électrode concernées par un élément non représenté de la caméra. La cible 4 représentée à la figure 2 est réalisée à partir d'une feuille 13 en PVF2 dont une première face est recouverte par déposition sous vide d'une couche de chrome 12 présentant une résistivité de 1000 SL/cube. Cette couche 12 assure l'adhérence d'une couche d'or 14, déposée ultérieurement sous vide, d'une épaisseur de 3000 A. La deuxième face de la feuille 13 est recouverte d'une couche de chrome 15 présentant également une résistivité de 1000 Rrcube, couche 15 sur laquelle bn dépose sous vide une couche 16 d'aluminium de 2000 Â d'épaisseur. Cette couche d'aluminium joue seulement le rôle d'électrode pour une opération de polarisation du PVF2. La première face (couches 12 et 14) forme la partie de la cible bombardée par les électrons du faisceau alors que la deuxième face est soumise à un rayonnement infra-rouge. Puis, on monte la feuille de PVF2 sur un chassies, en la tendant pour qu'elle soit plane. On polarise alors la feuille de PVF2 en appliquant un potentiel d'environ 3kV entre les couches 14 et 16, le matériau étant maintenu o à une température de 130 C pendant environ 30 minutes, ce qui amène le ma- tériau à se contracter et se tendre encore davantage sur le chassis. On réduit ensuite la température progressivement jusqu'à la température ambiante. Avec des moyens chimiques, on enlève la couche d'aluminium 16 et grace à des techniques photolithographiques on attaque, également par des moyens chimiques, la couche d'or 14 et la couche de chrome 12 de façon à former une surface réticulée se présentant (voir figure 3) comme un ensemble d'flots 17. Chaque flot 17, formé d'une portion des couches 12 et 14, est un carré de 50 10 m de côté séparé d'un carré voisin par une distance de 5 îo6 m. La cible ainsi réalisée est alors montée dans l'enceinte 1 en s'assurant que la feuille de PVF2 est toujours bien tendue. En fait, les flots pourraient être de forme quelconque, triangulaire ou hexagonale par exemple, à la condition que la surface de chaque flot soit toujours inférieure à la limite de résolution de la caméra où l'on monte un tube comprenant cette cible. Le comportement d'une cible va être décrit en se référant aux figures 4(a) et 4(b) qui comparent schématiquement les propriétés d'une cible 4 connue et celles de la cible 4 décrite ci-dessus. Dans les deux cas, un rayon incident 20 arrivant sur l'électrode semitransparente 7 de la cible 4 est partiellement réfléchi, ainsi que l'indique le trait interrompu 21; cependant la plus grande partie de l'énergie (ligne 22) passe à travers l'électrode 7 puis est transmise, en formant un petit angle de réfraction, à travers la feuille 13 de PVF2, Si, comme à la figure 4(a), aucune mesure n'est prise pour l'empecher, la majeure partie de cette énergie (ligne 23) ressort de la feuille 13 par la face arrière (du côté du faisceau d'électrons) de celle-ci, en formant un petit angle de réfraction, et seule une faible partie de l'énergie (ligue 24) est réfléchie par la face arrière (ligne interrompue 24). En munissant, comme représenté à la figure 4(b), la face arrière de la cible 4 d'un revetement réticulé d'flots 17 l'énergie 22 est réfléchie à l'intérieur de la feuille comme l'indique le rayon 25. Ce dernier rencontre à nouveau l'é lectrode semi-transparente 7 : une partie de l'énergie est transmise à travers ltélectrode 7 (rayon 26) et la partie restante est réfléchie (ligne 27) à l'intérieur de la feuille 13 de PVF2. La surface réticulée formée d'flots 17 réfléchissants provoque des réflexions multiples (le chemin dans la feuille est plus long), augmentant ainsi la proportion de l'énergie incidente infra-rouge absorbée par la feuille de PVF2. REVENDICATIONS 1. Tube pyroélectrique de prise de vues pour caméra, caractérisé en ce qu'il comprend une cible (4) en matériau pyroélectrique (13), polarisée et sensible aux radiations infra-rouges, la cible présentant une surface frontale recevant les radiations infra-rouges incidentes (20) et une surface arrière agencée pour être balayée par un faisceau d'électrons (3), la surface arrière étant pourvue d'un revetement (12, 14) réticulé composé d'un ensemble d'flots (17) et réalisé avec un matériau réfléchissant les radiations infra-rouges. 2. Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface frontale comporte une électrode (7) formée d'un revêtement métallique semi-transparent (15). 3. Tube selon la revendication 2, caractérisé en ce que le revêtement métallique (15) est en chrome. 4. Tube selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau réfléchissant les radiations infra-rouges est un métal. 5. Tube selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau réfléchissant les radiations infra-rouges est formé de couches métalliques (12, 14). s 6. Tube selon la revendication 5, caractérisé en ce que les couches sont en chrome (12) et en or (14). 7. Tube selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de chaque îlot (17) est inférieure à la limite de résolution d'une caméra dans laquelle le tube est monté. 8. Tube selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque flot (17) est un carré. 9. Tube selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacun des carrés (17) a un coté inférieur à 50 10 m et est espacé d'un carré voisin d'une distance inférieure à 5 î6 m. 10. Tube selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau pyroélectrique (13) est du fluorure de polyvinylidène (PVF2). 11. Procédé de fabrication d'un tube selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on recouvre une face d'une feuille (13) de PVF2 avec une couche de chrome (12), puis cette dernière avec une couche d'or (14), en ce que l'on recouvre l'autre face de la feuille (13) de PVF2 avec une couche de chrome (15), puis cette dernière avec une couche d'aluminium (16), en ce que l'on monte la feuille de PVF2 sur un châssis de façon qu'elle soit tendue, la feuille étant alors polarisée par l'application d'un potentiel entre les couches d'or (14) et d'aluminium (16), le PVF2 étant porté à une température déterminée, en ce que l'on enlève la couche d'aluminium (16) par des moyens chimiques et en ce que, grace à des techniques photolithographiques, on attaque par des moyens chimiques les couches d'or (14) et de chrome (12) recouvrant la première face de la feuille (13) de façon à obtenir sur cette face un revetement réticulé composé d'un ensemble d'flots de chrome et d'or superposE