Brevet FR2525027A1 — publié le 19831014

"TUBE PHOTOELECTRIQUE A DISPOSITIF D'ETALONNAGE OPTIQUE INCORPORE" La présente invention concerne un tube photoélectrique comportant, notamment, une photocathode déposée en couche mince sur la face interne d'une fenêtre transparente scellée à une première extrémité d'un manchon également transparent, un pied constitué par un matériau transparent étant soudé à une deuxième extrémité du manchon. Les tubes photoélectriques ont une fonction de transfert dont la stabilité dépend généralement des variations de la sensibilité de la photocathode avec la température, des fluctuations de la tension appliquée aux électrodes, et enfin pour les photomultiplicateurs, des variations du coefficient d'émission secondaire des dynodes. Or, certains types d'expériences exigent de pouvoir disposer de tubes présentant une fonction de transfert la plus stable possible. C'est le cas, par exemple, des caméras à scintillation utilisées dans le domaine médical. Ces caméras sont constituées par une mosalque comportant de l'ordre de 50 tubes photomultiplicateurs, et doivent être opérationnelles en permanence, sans qu'il soit permis d'attendre que les tubes aient atteint un régime de fonctionnement stable, ni de vérifier cette stabilité.Dans le domaine de la physique des hautes énergies, on utilise des panneaux comprenant un très grand nombre de photomultiplicateurs, jusqu'à quelques milliers, placés à proximité d'un scintillateur chargé de déceler la présence de rayonnements ionisants. Dans ce dernier exemple également, il est nécessaire de connaître avec le plus de précision possible la fonction de transfert de chacun des photomultiplicateurs. Un premier moyen d'atteindre une stabilité satisfaisante de ces équipements serait de sélectionner, après fabrication, les tubes dont la fonction de transfert réponde aux spécifications de stabilité imposées par la nature des expériences envisagées. Cette méthode ne convient évi denanent pas lorsqu'un très grand nombre de tubes est mis en oeuvre. Un autre moyen de s'affranchir des défauts de stabilité est d'effectuer in situ, un étalonnage de la réponse des tubes, en éclairant la photocathode par l'avant à l'aide d'une source lumineuse d'intensité connue. Dans le cas des expériences de physique nucléaire susmentionnées, on peut incorporer aux scintillateurs des substances radioactives qui provoquent un rayonnement lumineux servant de référence pour 1 'etalon- nage des tubes. Cette méthode a cependant l'inconvénient d'ajouter, en permanence, un fond continu au signal utile. On peut aussi envisager d'ammener, par une fibre optique extérieure, un flux lumineux connu sur la photocathode, malgré les problèmes d'encombrement de l'espace situé à l'avant du tube. Le but de la présente invention -est de remédier à ces inconvénients, en partant de l'idée que l'on pourrait éclairer la face avant de la photocathode à l'aide d'un flux lumineux connu issu d'une source placée à l'arrière du tube. En effet, selon la présente invention, un tube photoélectrique comportant, notamment, une photocathode déposée en couche mince sur la face interne d'une fenêtre transparente scellée à une première extrémité d'un manchon également transparent, un pied constitué par un matériau transparent étant soudé à une deuxième extrémité du manchon, est principalement remarquable en ce qu'il est muni d'un dispositif d'étalonnage incorporé constitué par une source lumineuse placée à proximité du pied afin d'éclairer la photocathode à l'aide de moyens de conduction de lumière. Ainsi, il est possible à tout moment de connaitre, de façon précise, la fonction de transfert du tube sans qu'il soit nécessaire de disposer d'un appareillage particulier, sans encombrer l'espace situé à l'avant du tube et sans avoir recours à une source lumineuse éclairant la photocathode en permanence. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, lesdits moyens de conduction de lumière sont constitués par le pied, le manchon et la fenêtre. Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens de conduction de lumière sont constitués par une fibre optique placée à l'intérieur du tube. Cette configuration est particulièrement bien adaptée au cas où l'utilisateur craint de ne pas disposer d'assez de lumière au niveau de la photocathode; cette situation se produit, par exemple, lorsqu'on ne veut pas exciter la source lumineuse à un niveau trop élevé, notamment pour des raisons d'économie d'énergie. Avantageusement, il est prévu que, le pied étant terminé par un queusot, la source lumineuse est placée à l'extrémité dudit queusot, ceci afin de favoriser l'effet de conduction de lumière au niveau du pied du tube. Dans ce sens, un mode de réalisation préférentiel de l'invention prévoit que, le pied étant muni d'un culot présentant une clé, la source lumineuse est placée à l'intérieur de ladite clé, ce qui permet d'intégrer totalement le dispositif d'étalonnage dans la structure même du tube. Enfin, dans le but d'éviter d'eventuelles variations d'intensité de la source, il est envisagé que, de préférence, la source lumineuse est une diode électroluminescente. On sait, en effet, que ce type de sources est tout à fait remarquable pour sa stabilité. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en coupe d'une variante d'exécution du mode de réalisation de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 1 montre, en coupe, un tube photoélectrique qui dans cet exemple est un tube photomultiplicateur 10. Ce tube comporte, notamment, une photocathode 11 déposée en couche mince sur la face interne 12 d'une fenêtre 13 transparente scellée à une première extrémité 1 d'un manchon 15 également transparent. D'autre part un pied 16 constitué par un maté riau transparent est soudé à une deuxième extrémité 17 du manchon 15. Comme on peut le voir à la figure 1, le tube photomultiplicateur 10 est muni d'un dispositif d'étalonnage incorporé constitué par une source lumineuse 18 placée à proximité du pied 16 afin d'éclairer la photoca thode 11, à l'aide de moyens de conduction de lumière qui, dans le mode de réalisation de la figure 1, sont constitués par le pied 16, le manchon 15 et la fenêtre 13. Ce dispositif permet, à chaque fois qu'on le désire, d'envoyer sur la photocathode 11 un flux lumineux de façon très reproductible et avec le minimum d'encombrement. Conformément à la figure 1, le pied 16 étant terminé par un queusot 23, la source lumineuse 18 est placée à l'extré- mité dudit queusot 23 de façon à favoriser la conduction de lumière dans le pied 16. Comme le montre également la figure 1, le pied étant muni d'un culot 24 présentant une clé 25, la source lumineuse 18 est placée à l'intérieur de ladite clé, les fils d'alimentation 26, 27 de la source 18 traversant le fond de la clé 25 par des passages prévus à cet effet ou étant reliés à des broches libres du culot. La figure 2 montre, en coupe, une variante d'exécution du tube de la figure 1 dans lequel le queusot 23 a été aménagé d'une manière analogue à celle des tubes-image connus sous la marque "Plumbicon". Le queusot 23 est équipé d'un cylindre métallique 28 dont le diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre extérieur du queusot. Le fond du cylindre 28 est garni d'un matériau transparent 29 destiné à assurer une bonne adaptation optique et à réaliser une surface plane sur laquelle vient en appui un bottier 30 renfermant la source 18. La figure 3 représente, en coupe, un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel la conduction de lumière entre la source lumineuse 18 et la photocathode 11 est assurée par une fibre optique, ou une tige de verre 22, placée à l'intérieur du tube. Une des extrémités de cette fibre est soudée au queusot 23 tandis que son autre extrémité est située au voisinage de l'électrode accélératrice 31 du tube. Ce mode de réalisation permet d'éclairer la photocathode 11 avec une quantité de lumière suffisante même lorsque l'intensité de la source lumineuse 18 est trop faible pour que la conduction lumineuse par le pied, le manchon et la fenêtre soit réellement efficace. Enfin, la source lumineuse 18 est, de préférence mais non exclusivement, une diode électroluminescente dont les avantages sont nombreux = faible encombrement, très bonne stabilité et possibilité de choisir le domaine spectral d'émission le mieux adapté à la sensibilité de la photocathode 11. La présente invention ne saurait être limitée aux trois exemples de réalisation donnés aux figures 1, 2-et 3. Il est clair que l'homme de l'art peut en imaginer d'autres, notamment les combinaisons des figures 1 et 2, et 2 et 3, qui ne s'écartent pas de l'invention dès lors qu'ils en appliquent les caractéristiques de base. REVENDICATIONS 1. Tube photoélectrique comportant, notamment, une photocathode (11) déposée en couche mince sur la face interne (12) d'une fenêtre (13) transparente scellée à une première extrémité (14) d'un manchon (15) également transparent, un pied (16) constitué par un matériau trans parent étant soudé à une deuxième extrémité (17) du manchon (15), caractérisé en ce qu'il est muni d'un dispositif d'étalonnage incorporé constitué par une source lumineuse (18) placée à proximité du pied (16) afin d'éclairer la photocathode (11) à l'aide de moyens de conduction de lumière. 2. Tube photoélectrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de conduction de lumière sont constitués par le pied (16), le manchon (15) et la fenêtre (13). 3. Tube photoélectrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de conduction de lumière sont constitués par une fibre optique (22) placée à l'intérieur du tube. 4. Tube photoélectrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, le pied (16) étant terminé par un queusot (23), la source lumineuse (18) est placée à l'extrémité dudit queusot (23). 5. Tube photoélectrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que, le pied (16) étant muni d'un culot (24) présentant une clé (25), la source lumineuse (18) est placée à l'intérieur de ladite clé (25). 6. Tube photoélectrique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la source lumineuse (18) est une diode électroluminescente.