Brevet FR2492590A1 — publié le 19820423

La présente invention concerne les dispositifs ren- forçateurs dtimages. De façon type, un renforçateur d'images consiste en un ou plusieurs étages formés essentiellement chacun d'une cathode à émission photo- électrique placée à une extrémité d'entrée et d'un écran luminescent placé à l'extrémité de sortie. Généralement, l'écran luminescent comprend une couche de substance luminescente, ou luminophore, associée à une couche de support en aluminium. Un dispositif renforçateur d'images selon la technique antérieure est représenté sur la figure 1 des dessins annexés. Ce dispositif est un dispositif à un seul étage, mais il pourrait constituer un module d'un dispositif renforçateur d'images à plusieurs étages. Comme on peut le voir sur la figure 1, le dispositif comprend une fenêtre d'entrée transparente, qui est du type à fibres optiques, comme cela est bien connu dans la technique, les fibres n'étant pas repré- sentées séparément sur la figure. La fenêtre d'entrée 1 est liée de façon étanche par un joint 2 en verre fritté à.un rebord de montage 3 de fenêtre d'entrée de cathode. Le rebord de montage 3 est porté par un boîtier 4 de corps de cathode. Un écran de "getter", ou dégazeur, 5 est électriquement connecté au boîtier 4 de corps de cathode et, par conséquent, au rebord de montage 3. Un corps, isolant 6 en verre ou en céramique sépare le boîtier 4 de corps de cathode d'un boîtier 7 de corps d'anode. Le bottier 7 de corps d'anode porte une électrode 8 servant de cône de focalisation d'anode, comme cela est connu dans la technique. Dans un rebord de montage 9 d'écran, ou de fenêtre de sortie, d'anode, est montée une fenêtre de sortie transparente 10, qui est du type à fibres optiques, bien que les fibres optiques n'aient pas été représentées séparément sur la figure. La fenêtre 10 est liée de façon étanche au rebord de montage 9 par un autre joint 11 en verre fritté. Portée par la fenêtre d'entrée 1, à l'autre extrémité du tube, se trouve une couche 12 faisant fonction de cathode à émission photo-électrique qui est dotée d'une couche de contact métallique de photo- cathode périphérique 13, cette dernière étant en contact électrique avec le rebord de montage 3. A l'extrémité de sortie du dispositif, porté par la fenêtre de sortie 10, se trouve un écran luminescent 14, qui possède une couche de support 15 en aluminium électriquement liée au rebord de montage 9. 2^ 2492590 Une différence de potentiel de fonctionnement est établie entre les bottiers 4 et 7 par une source de courant continu désignée par la référence 16. Un circuit de montage de renforçateur d'images à trois étages selon la technique antérieure, dont chacun des étages est dutype du dispositif illustré sur la figure 1, est représenté sur la figure 2 des dessins annexés. Comme on peut le voir sur la figure 2, le tube 17 renforçateur d'images comprend trois étages 17a, 17b et 17c, qui sont chacun du type représenté sur la figure 1, des références analogues étant utilisées pour désigner des parties analogues, avec l'ajout d'un suffixe approprié a, b ou c. Ainsi, la fenêtre de cathode se trouvant à l'entrée du renforçateur à trois étages est désignée par la référence la, tandis que la fenêtre de visualisation se trouvant à la sortie du renforçateur est désignée par la référence 1Oc. Une source d'alimentation électrique présentant la forme d'un ensemble redresseur multiplicateur de haute tension extérieur 18 sert à alimenter en haute tension les étages 17a, 17b et 17c du dispositif 17 à partir de quatre points d'alimentation désignés respectivement par "E", "Vi", "V2" et "V3". Le point E est au potentiel de la terre. La différence de potentiel entre le point VI et le point E est 12 kV, la différence de potentiel entre le point V2 et le point E-est 27 kV, et la différence de potentiel entre le point V3 et le point E est 42 kV. L'ensemble redresseur 18 est lui-même alimenté par une source d'alimentation en courant continu 19 par l'intermédiaire d'un inverseur 20. Le point E est connecté au boîtier 4a de corps de cathode du module 17a de renforçateur, tandis que le bottier 7a de corps d'anode de ce module est connecté au point VI, de même que le bottier 4b de corps de cathode du module 17b. Le bottier 7b de corps d'anode du module 17b est connecté au point V2, de même que le bottier 4c de corps de cathode du module 17c. Le boîtier 7c de corps d'anode du module 17c est connecté au point V3. Lorsqu'un semblable renforçateur d'images est exposé à des éclairs lumineux très brillants, une impulsion à densité très éner- gétique d'électrons est produite au niveau de la photocatilode, ce qui peut endommager de façon irréparable l'écran luminescent en laissant sur celui-ci des marques permanentes. Lorsque l'écran luminescent consiste en une couch*e de luminophore associée à une couche de support d'aluminium, il arrive très couramment que l'impulsion très énergétique d'électrons fasse fondre localement la couche de support en aluminium. Selon un objet de l'invention, il est proposé un montage de renforçateur d'images perfectionné, à un seul ou plusieurs étages, dans lequel les difficultés indiquées ci-dessus sont réduites. Selon l'invention, il est proposé un montage de renforçateur d'images comportant au moins un étage, et dans lequel il existe un moyen qui répond au courant photo-électrique dudit étage en déchargeant la capacité associée à cet étage ou à un autre étage de façon à limiter le niveau de densité de courant auquel est soumis l'écran d'anode de l'étage mentionné en dernier suite à l'application d'un éclair lumineux d'entrée d'intensité élevée. Normalement, l'étage mentionné en dernier et l'étage mentionné en premier (c'est-à-dire celui introduit par l'expression "au moins un étage") sont le même étage. Le moyen qui répond au courant photo-électrique est une résistance placée dans le trajet d'alimentation relatif à la tension de fonctionnement qui conduit à la photocathode d'un étage ou à l'écran d'anode d'un étage, de préférence au premier. De préférence,-un amplificateur couplé en courant alternatif est connecté aux bornes de la résistance mentionnée en dernier et est conçu pour déclencher un dispositif actif destiné à décharger ladite capacité, comme cela a été indiqué ci-dessus. Dans un mode de réalisation de l'invention, le dis- positif actif comprend un moyen destiné à réaliser l'éclairement de la photocathode d'un étage dont la capacité associée doit être déchargée, auquel cas une résistance est de préférence connectée dans le trajet d'ali- mentation relatif au potentiel de fonctionnement conduisant à l'écran d'anode de cet étage. Le moyen d'éclairement peut être placé à l'extérieur de l'enceinte de cet étage ou bien à l'intérieur de l'enceinte d'un étage. Dans l'un et l'autre cas, le moyen d'éclairement peut être conçu pour réaliser l'éclairement de l'avant ou de l'arrière de la photocathode d'un étage. Le moyen d'éclairement peut comprendre une ou plusieurs lampes-éclairs à action rapide, une ou plusieurs diodes électro- 4 2492590 luminescentes ou ume ou plusieurs diodes à effet laser. Le moyen d'éclaire- ment peut également être conçu de façon à éclairer une photocathode depuis l'extérieur de l'enceinte du tube, par l'intermédiaire d'une partie trans- parente, ou de plusieurs parties transparentes, de l'enceinte du tube. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif actif est un dispositif de commutation à haute tension qui est connecté entre la photocathode et l'écran d'anode d'un étage. De pré- férence, le dispositif comprend dans ce cas un ou plusieurs dispositifs de commutation à action rapide d'un type approprié quelconque, comme par exemple des tubes de commutation à gaz, des thyristors ou des transistors. Dans tous les cas, lorsque le renforçateur d'images comprend plusieurs étages, le moyen répondant au courant photo-électrique est conçu pour répondre au courant photo-électrique du premier étage et le moyen de décharge des capacités est associé à au moins ce premier étage. - De préférence, dans tous les cas, le montage est également tel que décrit dans la demande de brevet français intitulée "dispositif renforçateur d'images" déposée ce jour par la demanderesse sous le n' 79, sauf en ce qui concerne le fait que, alors que l'écran d'anode, ou chacun des écrans des anodes pour le cas d'un renforçateur d'images à plusieurs étages, peut être tel que décrit dans la demande de brevet français intitulée "dispositif à écran luminescent" déposée ce jour par la demanderesse sous le n0 79, on obtient de moindres avantages à-former l'écran ou les écrans de la façon indiquée lorsque l'on fait appel à un montage tel que celui de la présente invention. De préférence, mais non essentiellement, le renforça- teur d'images est du type à diodes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation illustrés par les dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif renforçateur d'images de la technique antérieure; - - la figure 2 illustre le montage du circuit d'un renfoixçateur d'images à trois étages de la technique antérieure, chaque étage correspondant au dispositif représenté sur la figure 1; - la figure 3 illustre un exemple de montage de ren- forçateur d'images à trois étages selon l'invention; et - la figure 4 est un autre exemple de montage de ren- forçateur d'images à trois étages selon l'invention. Le montage représenté sur la figure 3 diffère de celui illustré sur la figure 2 sous plusieurs aspects. D'abord,on note que des résistantes 21, 22 et 23 ont été introduites entre les bottiers 7a, 7b et 7c des anodes et les points d'alimentation VI, V2 et V3 de l'ensemble redresseur 18. Les résistances 21, 22 et 23 sont conçues tt1 que cela est indiqué dans la demande de brevet français intitulée "dispositif renfor- çateur d'images" déposée ce jour par la demanderesse sous le n0 79 à laquelle on se reportera pour obtenir des informations supplémentaires sur cet aspect du montage. En outre, une résistance 24 d'une valeur de 1 Mn est connectée entre le bottier 4a de corps de cathode du premier étage 17a et le point d'alimentation E de l'ensemble redresseur 18. Le point d'alimenta- tion E est naturellement au potentiel de la terre. Aux bornes de la résistance 24, est connecté un amplificateur d'impulsions couplé en courant alternatif 25, qui détecte le passage d'un courant dans la résistance 24. L'amplificateur 25 est connecté de façon à exciter une source de lumière repérée par la référence 26 (qui peut consister en une ou plusieurs lampes éclairs à action rapide, diodes électroluminescentes ou diodes à effet laser) qui est placée de façon à projeter de la lumière sur la fenêtre la d'entrée de cathode du premier étage 17a du renforçateur. Selon la structure du renforçateur d'images et ses applications envisagées, il peut être nécessaire de prévoir un contact de retour isolé (potentiel de la terre) pour la source d'alimentation électrique et celui-ci est repéré par la référence 27. Une source d'alimentation électrique auxiliaire de l'amplificateur 25 et de la source lumineuse 26 est repérée par la réfé- rence 28. En fonctionnement, un éclair très énergétique pénétrant dans le renforçateur par la fenêtre d'entrée la provoque la circulation d'une impulsion de courant photo-électrique dans la résistance 24. L'impul- sion de courant photo-électrique passant dans la résistance 24 produit une rapide élévation de tension, qui est amplifiée-par l'amplificateur 25 couplé en courant alternatif. La sortie de l'amplificateur 25 est connectée de façon à déclencher la source lumineuse 26 sur le bord montant de l'impul- sion de courant photo-électrique passant dans la résistance 24. A l'instant o la source lumineuse 26 est déclenchée, le courant photoélectrique est encore relativement bas, même s'il est en train d'augmenter. Le déclenchement 6 2492590 de la source lumineuse 26 produit l'éclairement d'une surface notable de la photocathode du premier étage 17a. Ceci entraîne le passage d'un courant photo-électrique qui doit être suffisamment grand pour produire aux bornes de la résistance 21 une tension qui est plusieurs fois supérieure à la tension (Vl - E.); Ce courant photo-électrique est également suffisant pour décharger la capacité parasite supplémentaire propre du premier étage 17a du renforçateur d'images avant que le courant photo-électrique provoqué par un éclair lumineux externe dans sa phase initiale ne puisse-donner naissance à un niveau dangereux de densité de courant (c'est-à-dire de l'ordre de plusieurs centaines de microampères par millimètre carré pendant des durées de l'ordre d'une milliseconde. D'un point de vue idéal, la photo- cathode du premier étage 17a est éclairée dans son ensemble par la source lumineuse 26, mais il suffit que l'énergie du faisceau d'électrons se répar- tisse sur une aire de l'écran à un niveau se trouvant au-dessous de la den- sité d'énergie cruciale pour laquelle on peut craindre l'endommagement de l'écran. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, on voit que la source lumineuse 26 est externe et qu'elle est conçue pour éclairer l'avant de la photocathode du premier étage 17a via la fenêtre d'entrée la de cathode. Selon des variantes qui ne sont pas illustrées sur les dessins, on peut envisager de placer une ou plusieurs sources lumineuses à l'intérieur de l'enceinte du tube et de réaliser l'éclairement de la photocathode par l'arrière. Dans d'autres modes de réalisation, un éclaire- ment par l'arrière est réalisé au moyen de sources lumineuses opérant à travers la partie de corps isolant 6a, laquelle est formée de verre, depuis l'extérieur de l'enceinte. Dans d'autres modes de réalisation. les photo- cathodes des étages 17b et 17c sont également destinées à être éclairées. Le montage doit être tel que le temps nécessaire pour la recharge du premier étage 17a à son potentiel de fonctionnement soit plus long qu'un éclair lumineux susceptible de se produire pendant le fonction- nement de l'appareil, et les circuits de déclenchement quicommandent le déclenchement de la source lumineuse 26 doivent également pouvoir permettre la recharge et la remise à zéro pendant une durée identique. Comme-on peut le voir sur la figure 4, une résistance 24, comme dans le cas de la figure 3, est connectée entre le bottier 4a de corps de cathode et le point d'alimentation E de l'ensemble redresseur 18, ce point d'alimentation étant engore une fois au potentiel de la terre. Aux bornes de la résistance 24, est également connecté un amplificateur d'impulsions couplé en courant alternatif 25, qui effectue les mêmes fonctions que précédemment lorsqu'un éclair lumineux est reçu par la photocathode de l'étage 17a. Dans ce cas, la sortie de l'amplificateur 25 est toutefois montée pour déclencher un dispositif 29 de commutation à haute tension sur le bord montant de l'impulsion de courant photo-électrique traversant la résistance 24. Ceci place le dispositif 29 dans l'état conducteur, ce qui a pour effet, comme ce dernier est connecté entre le bottier 4a de cathode et le boîtier 7a d'écran d'anode, de décharger la capacité parasite supplémentaire propre du premier étage 17a avant que l'éclair lumineux externe dans sa phase initiale ne puisse donner naissance à des niveaux dangereux de densité de courant. Au contraire du cas du montage de la figure 3, le courant qui traverse 1e dispositif 29 pour décharger la capacité parasite supplémentaire propre du premier étage 17a dissipe à l'extérieur l'énergie stockée et non dans l'écran lui-même du renforçateur. Dans ce cas particulier, le dispositif de commutation consiste en un ou plusieurs tubes de commutation a gaz. En pratique, il est possible de miniaturiser le dispositif 29 et de le placer dans la même enceinte que le renforçateur d'images pendant la fabrication. Bien que ceci ne soit pas i llustré, il est possible d'envisager des variantes dans lesquelles des dispositifs analogues au dispositif 29 soient connectés également aux bornes des étages 17b et, ou bien, 17c. Bien entendu, l'homme de l'art peut apporter, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Montage de renforçateur d'images, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un étage, ainsi qu'un moyen qui répond au courant photo-électrique dudit étage en déchargeant la capacité associée à cet étage ou à un autre étage de façon à limiter le niveau de la densité de courant auquel est soumis l'écran d'anode de l'étage mentionné en dernier par suite de l'effet d'un éclair lumineux d'entrée très intense. 2. Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étage mentionné en dernier et l'étage mentionné en premier, existant à au moins un exemplaire, sont le même étage. 3. Montage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen qui répond au -courant photo-électrique comprend une résistance placée dans le trajet-d'alimentation relatif au potentiel de fonctionnement conduisant à la photocathode d'un étage. 4. Montage selon la revendication 1 ou 2,. caractérisé en ce que le moyen qui répond au courant photo-électrique comprend une résistance placée dans le trajet d'alimentation relatif au potentiel de fonctionnement conduisant à l'écran d'anode d'un étage. - 5. Montage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'un amplificateur couplé en courant alternatif est connecté aux bornes de la résistance mentionnée en dernier et est conçu pour déclencher un dispositif actif destiné à décharger ladite capacité. 6. Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit dispositif actif comprend un moyen qui réalise l'éclairement de la photocathode d'un étage dont la capacité associée doit être déchargée. 7. Montage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une résistance est connectée dans le trajet d'alimentation relatif au potentiel de fonctionnement conduisant à l'écran d'anode de cet étage. 8. Montage selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que-le moyen d'éclairement est placé à l'extérieur de l'enceinte de cet étage. 9. Montage selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le moyen d'éclairement est placé à l'intérieur de l'enceinte d'un étage. 10. Montage selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le moyen d'éclairement est conçu pour produire- l'éclairement de la photocathode d8un étage par l'avant. 11, Montage selon l'une quelconque des revendications 6 - à 9, caractérisé en ce que le moyen d'éclairement est conçu pour réaliser l'éclairement de la photocathode d'un étage par l'arrière. 12. Montage selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le moyen d'éclairement comprend une ou plusieurE lampes éclairs à action rapide. 13. Montage selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que le moyen d'éclairement comprend une ou plusieurf diodes électroluminescentes. 14. Montage selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que le moyen d'éclairement comprend une ou plusieurs diodes à effet laser. 15. Montage selon l'une quelconque des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que le moyen d'éclairement est conçu pour éclairer une photocathode depuis l'extérieur de l'enceinte du tube par l'intermédiaii d'une section transparente ou de plusieurs sections transparentes de Vencel du tube. 16. Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit dispositif actif est un dispositif de commutation à haute tension connecté entre la photocathode et l'écran d'anode d'un étage. 17. Montage selon la revendication 16, caractérisé en ce que le dispositif actif consiste en un ou plusieurs tubes de commutation à gaz, thyristors ou transistors. 18. Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le renforçateur d'images est un renforçateur d'images à plusieurs étages et en ce que le moyen qui répond au courant photo-électrique est conçu pour répondre au courant photo-électrique du premier étage, le moyen de décharge des capacités étant associé à au moins ce premier étage. 19. Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le renforçateur d'images utilise un dispositif à écran luminescent dans lequel l'écran luminescent comprend une couche de matériau luminescent qui est en contact avec une-couche de matériau dont les propriétés thermiques sont telles que cette dernière couche tend à jouez le rôle d'un puits de chaleur absorbant l'énergie qui résulte de l'impact d'impulsions à haute densité énergétique d'électrons. Io 20. Montage selon l'une quelconque des revendications l à 19, caractérisé en ce que l'écran luminescent ou la photocathode d'au moins un étage du renforçateur est découplé par rapport aux capacités de la source d'alimentation électrique prévue pour l'alimenter en haute tension. 21. Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le renforçateur d'images est du type à diodes.