(57)【要約】  本発明は、入射光子流を受け取るのに適した入力窓（２１０）と、活性層（２３０）とを備え、活性層が、入射光子流の方向に減少する禁制帯幅を有する半導体材料で作成された複数の基本層（２３０1，２３０2）からなる光電陰極に関する。光電陰極の、入力窓に反対側の面は、活性層の各基本層がそれ自体の光電子放出面（２４０1，２４０2）を有するように構成される。基本層の半導体材料を選択することによって、可視スペクトルと近赤外線の両方で高い感度を有する画像が得られる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光子流を受け取るための入力窓（２１０，４１０，５１０，６１０）と活性層とを備え、前記活性層が、前記入射光子流の方向に減少するバンドギャップを有する半導体材料で作成された複数の基本層（２３０1，．．．，２３０N；４３０1，．．．，４３０N；５３０1，．．．，５３０N；６３０1，．．．，６３０N）を含む光電陰極であって、前記光電陰極の、前記入力面と反対側の面は、前記活性層の各基本層がそれ自体の光電子放出面（２４０1，．．．，２４０N；４４０1，．．．，４４０N；５４０1，．．．，５４０N；６４０1，．．．，６４０N）を有するよう形成された光電陰極。
【請求項２】
各基本層の前記光電子放出面が、パターン配列によって形成され、２つの連続した基本層のパターンが交互配置された、請求項１に記載の光電陰極。
【請求項３】
前記活性層が、ＧａＡｓ又はＧａＡｓＰで作成された第１の基本層と、Ｇａ1-xＩｎxＡｓ，ＧａＡｓ1-xＳｂx，ＧａＡｓ1-xＢｉx  （１＞ｘ＞０）から選択される半導体材料の第２の基本層とからなる、請求項１及び２のいずれか一項に記載の光電陰極。
【請求項４】
前記基本層の様々な光電子放出面が、活性化層で覆われた、請求項１から３のいずれか一項に記載の光電陰極。
【請求項５】
前記活性層（４３０，６３０）が、前記第１の基本層（４３０1，６３０1）と第２の基本層（４３０2，６３０2）とから成り、前記第２の基本層が、前記第２の基本層内で生成された光電子を真空中に放出するための放出層（４４０，６４０）によって覆われ、前記第１の基本層（４３０1，６３０1）が、第１の光電子放出面（４４０1，６４０1）を有し、前記放出層が、第２の光電子放出面（４４０2，６４０2）を有する、請求項１に記載の光電陰極。
【請求項６】
前記第１の基本層（４３０1，６３０1）が、第１の電極（４７０1，６７０1）に接続され、前記放出層が、前記第１の電極とは異なる第２の電極（４７０2，６７０2）に接続されて、前記第１及び第２の電極を異なる電位にできる、請求項５に記載の光電陰極。
【請求項７】
前記第１及び第２の光電子放出面が、活性化層で覆われている、請求項５又は６に記載の光電陰極。
【請求項８】
前記第１の基本層の前記光電子放出面が、第１のパターン配列によって構成され、前記放出層の前記光電子放出面が、第２のパターン配列によって構成され、前記第１及び第２の配列のパターンが、交互配列された、請求項６及び７のいずれか一項に記載の光電陰極。
【請求項９】
前記第１及び第２のパターン配列が、周期的である、請求項８に記載の光電陰極。
【請求項１０】
前記第１及び第２の配列が、疑似周期的である、請求項８に記載の光電陰極。
【請求項１１】
前記第１の基本層がＩｎＰで作成され、前記第２の基本層がＧａＩｎＡｓ，ＧａＩｎＡｓＰ，ＡｌＩｎＡｓＰで作成され、前記放出層がＩｎＰで作成された、請求項５から１０のいずれか一項に記載の光電陰極。
【請求項１２】
前記第１の基本層がＧａＡｓで作成され、前記第２の基本層がＧａＩｎＡｓで作成され、前記放出層がＧａＩｎＰで作成された、請求項５から１０のいずれか一項に記載の光電陰極。
【請求項１３】
前記活性化層が、Ａｇ−Ｃｓ2Ｏで作成された、請求項５から１２のいずれか一項に記載の光電陰極。
【請求項１４】
前記活性層が、半導体材料の層からなる電子ミラー上に付着され、そのバンドギャップが、前記基本層のバンドギャップより高い、請求項１から１３のいずれか一項に記載の光電陰極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にイメージ増倍管、ＥＢＣＭＯＳ（電子衝撃ＣＭＯＳ）又はＥＢＣＤＤ（電子衝撃ＣＤＤ）型センサなどの電磁放射検出器用の光電陰極の分野に関する。本発明は、夜間視力又は赤外線カメラの分野で応用可能である。
【背景技術】
【０００２】
例えば、イメージ増倍管及び光電子増倍管などの電磁放射検出器は、電磁放射を光又は電気出力信号に変換することによって電磁放射の検出を可能にする。
【０００３】
そのような検出器は、通常、電磁放射を受け取り、それに応じて光電子流を放出する光電陰極、前記光電子流を受け取り、それに応じていわゆる二次電子流を放出する電子増倍管装置、及び前記二次電子流を受け取り、それに応じて出力信号を放出する出力装置を備える。
【０００４】
出力装置は、入射光子流の分布を表す電気信号を提供するためにイメージ増倍管更にはＣＣＤ又はＣＭＯＳアレイと同じようにイメージへの直接変換を保証する蛍光スクリーンでよい。
【０００５】
いずれの場合も、光電陰極は、通常、対象のスペクトル帯を透過する窓層と呼ばれる層を含み、前記窓層は、入射光子を受け取るための受面と呼ばれる前面と、その反対側の背面とを備える。前面上に反射防止層が付着される。窓層の背面に活性層が付着される。したがって、入射光子が、受面から窓層を通り、次に活性層を貫通しそこで電子正孔対を生成する。
【０００６】
生成された電子は、活性層の放出面まで進み、真空中に放出される。
【０００７】
次に、光電子は、マイクロチャネルプレートなどの電子増倍管装置に向けられ加速される。
【０００８】
光電陰極は、一般に、ＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ半導体材料で作成される。但し、ＧａＡｓ光電陰極は、可視スペクトルで適切な量子効率（約４０％）を有する場合、（ＧａＡｓのバンドギャップに対応する）８７０ｎｍを超える波長の近赤外線では使用できない。
【０００９】
可視スペクトル及び近赤外線の両方で感度を有する光電陰極を得るために、特許文献１では、様々な組成のＩＩＩ−Ｖ半導体材料の複数の基本層で構成された活性層を使用する光電陰極が提供されており、そのような半導体材料のバンドギャップは、入射流の方向で減少するように選択される。
【００１０】
図１は、最新技術で既知の多層構造を有する光電陰極１００を表す。
【００１１】
光電陰極１００は、反射防止層１２１と電子ミラー１２２が付着されたガラス入力窓１１０を備える。ミラー上にある活性層１３０は、Ｇａ1-xＩｎxＡｓ基本層１３０1，．．．，１３０NのＮ回の重ね合わせからなり、インジウムの濃度ｘは、入射流の方向に増大する。換言すると、入射流の方向に、連続した基本層のバンドギャップは、入射流の方向に徐々に低くなるバンドギャップＥg1，．．．,ＥgNを有し、即ち、Ｅg1＞Ｅg2＞，．．．，＞ＥgNとなる。第１の基本層１３０1は、例えば、Ｅg1より高いエネルギーを有する光子を吸収し、第２の層１３０2は、まだ吸収されておらずＥg2よりも高いエネルギーを有する光子を吸収する。基本層内で生成された電子正孔対の電子は、光電子放出面１５０まで拡散し、そこから真空中に放出され、電界の作用下で加速される。入射流と逆方向に拡散する電子は、電子ミラーによって引き起こされるバンド湾曲によって反射される。実際には、電子ミラーは、活性層よりも高いバンドギャップを有する半導体層からなる。例えば、ミラー層は、ＧａＡｌＡｓで作成されるが、活性層は、ＧａＩｎＡｓから作成される。
【００１２】
そのような光電陰極は、可視スペクトル（０．４〜０．８μｍ）と、近赤外線スペクトル（l＞０．９μｍ）又はＳＷＩＲ（短波長赤外線）の両方で感度を有する。しかしながら、そのような光電陰極は、一般に、可視スペクトルで不十分な感度を有する。実際には、活性層の第１の基本層内で生成された電子は、光電子放出面に達する前に正孔と再結合されるか欠陥によって捕らえられる可能性が高い。更に、そのような光電陰極は、撮像したいスペクトルの部分を選択することを可能にしない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第６００５２５７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明の第１の目的は、可視光から近赤外線までスペクトル範囲全体で高い感度（すなわち、約２５％以上の量子効率）を有する光電陰極を提供することである。本発明の第２の目的は、決定されたスペクトル帯を選択可能で、更には可視スペクトルなどの第１のスペクトル帯から近赤外線などの第２のスペクトル帯又はその逆に動的に切り替え可能な検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、入射光子流を受け取るための入力窓と活性層とを含む光電陰極によって定義され、活性層が、入射光子流の方向に減少するバンドギャップを有する半導体材料の複数の基本層を含み、前記光電陰極は、光電陰極の、入力面と反対側の面が、活性層の各基本層がそれ自体の光電子放出面を有するように構成されるという特徴を有する。
【００１６】
典型的には、各基本層の光電子放出面は、パターン配列によって構成され、２つの連続した基本層のパターンが交互配置される。
【００１７】
活性層は、ＧａＡｓ又はＧａＡｓＰの第１の基本層と、Ｇａ1-xＩｎxＡｓ，ＧａＡｓ1-xＳｂx，ＧａＡｓ1-xＢｉx （１＞ｘ＞０）から選択された半導体材料の第２の基本層とから成りうる。
【００１８】
有利には、基本層の様々な光電子放出面が活性化層で覆われる。
【００１９】
有利な実施形態によれば、活性層は、第１の基本層と第２の基本層とからなり、第２の基本層は、第２の基本層内に生成された光電子を真空中に放出するための放出層によって覆われ、第１の基本層は、第１の光電子放出面を有し、放出層は第２の光電子放出面を有する。
【００２０】
次に、第１の基本層は、第１の電極に接続され、放出層は、第１及び第２の電極を異なる電位にできるように、第１の電極とは異なる第２の電極に接続される。
【００２１】
好ましくは、第１及び第２の光電子放出面は、活性化層で覆われる。
【００２２】
第１の基本層の光電子放出面は、典型的には、第１のパターン配列によって構成され、放出層の光電子放出面が、第２のパターン配列によって構成され、第１及び第２の配列のパターンが交互配置される。
【００２３】
第１及び第２のパターン配列は、周期的又は擬似周期的である。
【００２４】
第１の基本層はＩｎＰで作成され、第２の基本層はＧａＩｎＡｓ，ＧａＩｎＡｓＰ，ＡｌＩｎＡｓＰで作成され、放出層はＩｎＰで作成されうる。
【００２５】
第１の基本層は、ＧａＡｓで作成され、第２の基本層はＧａＩｎＡｓで作成され、放出層はＧａＩｎＰで作成される。
【００２６】
活性化層は、例えば、Ａｇ−Ｃｓ2Ｏで作成される。
【００２７】
有利には、活性層は、半導体材料層からなる電子ミラー上に付着され、そのバンドギャップは、基本層のバンドギャップより高い。
【００２８】
本発明の更に他の特徴及び利点は、添付図面に関連して好ましい実施形態を読むことにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】最新技術において既知の多層光電陰極の構造を概略的に表す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による多層光電陰極の構造を概略的に表す図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態による多層光電陰極の活性層の様々な例示的構造を表す平面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態による多層光電陰極の活性層の様々な例示的構造を表す平面図である。
【図３Ｃ】本発明の第１の実施形態による多層光電陰極の活性層の様々な例示的構造を表す平面図である。
【図３Ｄ】本発明の第１の実施形態による多層光電陰極の活性層の様々な例示的構造を表す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による多層光電陰極の構造を概略的に表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の基礎となる原理は、多層構造を有する光電陰極を使用することであり、その入力窓と反対側の面は、活性層の各基本層がそれ自体の光電子放出面を有するように構成される。各基本層の光電子放出面は、有利には、パターン配列の形であり、様々な基本層のパターンが交互配置される。より正確には、（入射流の方向で）第１の基本層以外の各基本層は、下側基本層の光電子放出面を露出させる窓配列を有する。
【００３１】
図２は、本発明の第１の実施形態による多層光電陰極の構造を概略的に表す。
【００３２】
この光電陰極は、入射光子流を受け取るためのガラス入力窓２１０を備え、その入力窓２１０上に、有利には反射防止層２２１と電子ミラー２２２が付着され、電子ミラーの機能は、前述の先行技術と同じように、活性層２３０内で生成された光電子を反射させることである。この活性層は、入射光子流の方向に減少するバンドギャップを有し、即ち背面が活性層の前面に向いた複数Ｎ個の基本半導体層からなる。電子ミラーは、有利には、活性層の基本層のバンドギャプよりも広いバンドギャップを有する半導体材料層からなる。
【００３３】
この事例では、活性層は、第１のバンドギャップＥｇ１を有する第１の基本層２３０1と、第２のバンドギャップＥｇ２（＜Ｅｇ１）を有する第２の基本層２３０2とからなると仮定した。基本層は、濃度ｘが入射光子流の方向に増大するＩＩＩ−Ｖ半導体材料、例えば、Ｇａ1-xＩｎxＡｓ、ＧａＡｓ1-xＳｂx、ＧａＡｓ1-xＢｉxなどのＩＩＩ−Ｖ材料の三元合金で作成されることが好ましい。
【００３４】
例えば、電極２７０は、光電陰極を、埋め込まれる検出器（例えば、ＥＢＣＭＯＳ又はＥＢＣＤＤ検出器）の陽極に対して負にバイアスすることを可能にする。
【００３５】
図示された事例では、第１の基本層は、ＧａＡｓ層（ｘ＝０）あるいは薄いＧａＡｓ基板でよく、第２の基本層は、前述の三元化合物（ｘ＞０）のうちの１つでよい。濃度ｘは、所望のスペクトル帯を含むように選択される。電子ミラーは、ＧａＡｌＡｓで作成されうる。
【００３６】
これらの様々な半導体層は、本質的に既知の方式で、例えばＭＯＣＶＤ（金属有機化学気相成長）又はＭＢＥ（分子線エピタキシー）によってエピタキシャルに成長される。
【００３７】
活性層は、例えば、異方性エッチングによって構成される。この構造は、第２の基本層が除去された第１の基本層のゾーン２４０1からなる第１の光電子放出面と、残された第２の基本層のゾーン２４０2からなる第２光電子放出面とを露出させる。
【００３８】
第１の光電子放出面は、第１の基本層の表面に第１のパターン配列の形でよい。同様に、第２の光電子放出面は、第２の基本層の表面に第２のパターン配列の形でよい。第１及び第２の光電子放出面のパターンは交互配置される。換言すると、光電陰極の縁以外、第２の基本層のパターンは、第１の基本層の２つのパターンの間にある。
【００３９】
一般に、光電陰極は、Ｎ個の基本半導体層で構成された活性層を有し、各基本層は、それ自体の光電子放出面を有する。光電子放出面はそれぞれパターン配列の形でよく、それにより活性層の任意の２つの基本層の光電子放出面のパターンが以前の意図で交互配置される。
【００４０】
これらのパターンは、正方形、矩形、六角形、環形、扇形、あるいは更に複雑な形状を有する。有利には、様々な光電子放出面のパターンによって活性層の平面のタイリングが可能になる。
【００４１】
様々な基本層に対するパターンのサイズ及び／又は配列のピッチは、後述されるような重み付け及びスペクトル分解能基準に基づいて、異なるように選択されうる。
【００４２】
図３Ａは、活性層の第１の例示的構造を表す。第２の基本層の光電子放出面は、平面の方向Ｏｘ及びＯｙにピッチｂのパターン配列の形であり、パターン２４０2は、角形とサイズａｘａを有する。第１の基本層の光電子放出面は、残りのゾーン２４０1によって形成される。
【００４３】
図３Ｂは、活性層の第２の例示的構造を平面図で表す。平面の方向Ｏｘ及びＯｙに、ピッチｂ＝２ａを有する第１のパターン配列が識別されうる。パターン２４０2もまた角形とサイズａｘａを有する。形成された第２の配列は、パターン２４０2の繰り返しであり、第１の配列と同じ特徴を有し、第１と第２の配列は交互配置される。
【００４４】
図３Ｃは、活性層の第２の例示的構造を平面図で示す。活性層の第２の例示的構造は、本明細書では、Ｎ＝７個の基本層（例えば、異なる濃度値Ｘを有するＧａ1-xＩｎxＡｓ層）からなる。図では、異なる基本層と関連付けられた光電子放出面のそれぞれのパターンが、２４０1から２４０7で示されている。本明細書のパターンは、六角形を有し、活性層の平面のタイリングを構成するように交互配置される。
【００４５】
図３Ｄは、活性層の第３の例示的構造を平面図で表す。この活性層は、Ｎ＝３個の基本層で構成される。異なる光電子放出面のそれぞれのパターンが、２４０1から２４０3によって示された。本明細書では、パターンが矩形であり異なるサイズのものであることに注意されたい。
【００４６】
意図された構造タイプにかかわらず、異なる基本層の光電子放出面は、有利には、薄い活性化層（例えば、Ｃｓ2Ｏ層、更にはＡｇ−Ｃｓ2Ｏ層）によって覆われる。この活性化層は、覆う基本層の伝導帯レベルよりも真空レベルを低くすることを可能にし、それにより、真空中の光電子放出を容易にすることを可能にする（負電子親和力光電陰極）。
【００４７】
様々な基本半導体層のパターンのそれぞれのサイズ及び周期性は、様々なスペクトル帯内で光電陰極の感度を重み付けするように選択される。
【００４８】
図２に戻ると、第１のＧａＡｓ基本層のゾーン２４０1によって放出された光電子がスペクトルの可視部分に対応することを理解されたい。他方、ゾーン２４０2によって放出された光電子は、第１の基本層２３０1内で生成された後に第２の基本層の光電子放出面まで拡散された光電子でもよく、第２の基本層内で生成されて同じ面の方に拡散された光電子でもよい。換言すると、第２の基本層のゾーン２４０2によって放出された光電子は、可視スペクトル（ＧａＡｓによる吸収）又は近赤外スペクトル（Ｇａ1-xＩｎxＡｓによる吸収）に対応する。
【００４９】
ゾーン２４０1及び２４０2のそれぞれのサイズを選択することによって、可視スペクトルと近赤外スペクトル内の光電陰極の感度を支持することもでき、その反対に釣り合わせることもできる。詳細には、可視スペクトルと近赤外線の両方で高感度を有する画像を得られる。
【００５０】
第１及び第２の基本層の光電子放出ゾーン２４０1及び２４０2は、交互配置されたパターンで配列される。換言すると、あるゾーンのパターンが別のゾーンのパターンによって取り囲まれる。そのようなパターンは、光電陰極の平面内で周期的又は疑似周期的配列によって配列される。例えば、図３Ｂに、光電子放出ゾーン２４０1及び２４０2のパターンが、方向Ｏｘ及びＯｙにピッチｂ／２を有する２つの周期的配列によって配列される。
【００５１】
しかしながら、ＥＢＣＭＯＳ又はＥＢＣＤＤセンサの素子のピッチが周期的配列のピッチと僅かに異なる場合は、モワレ効果が現われうる。この場合、光電子放出ゾーンのパターンを、ピッチｂ＋ε（ｘ，ｙ）を有する擬似ランダムパターンで配列することが好ましく、ここで、ε（ｘ，ｙ）は偽似ランダム変数である。
【００５２】
図４は、本発明の第２の実施形態による多層光電陰極の構造を概略的に示す。
【００５３】
この光電陰極は、第１の実施形態と同じように、入射光子流を受け取るためのガラス入力窓４１０を備え、ガラス入力窓４１０上に反射防止層４２１と電子ミラー４２２が付着されると有利である。
【００５４】
活性層４３０は、第１のバンドギャップＥg1を有する第１の半導体材料内の第１の基本層４３０1と、第１のバンドギャップよりも低いバンドギャップＥg2を有する第２の半導体材料の第２の基本層４３０2とからなる。これらの両方の基本層は両方とも、第１の実施形態では光電子生成層である。
【００５５】
電極４７０1は、光電陰極を、埋め込まれる検出器（例えば、ＥＢＣＭＯＳ又はＥＢＣＤＤ検出器）の陽極に対して負にバイアスすることを可能にする。
【００５６】
第１の実施形態と異なり、光電子放出層４４０は、活性層上に付着される。この放出層は、バンドギャップが第２の半導体材料のバンドギャップよりも高い半導体材料で作成される。第２の基本層は、約１０17ｃｍ-3のドーピングレベルでｐ+ドープされる。他方、放出層は、これより実質的に低い約１０15ｃｍ-3のドーピングレベルでｐドープされる。放出層は、放出層が空乏化されるように電極４７０2によって第２の基本層に対して正バイアスされる。第２の基本層内で生成された光電子は、電界の作用下で、この層の伝導帯の底に対して高いエネルギーレベルを有する放出層内で終わる。それにより、光電子は、放出層に付着された薄い活性化層（図示されず）との界面障壁をさらに容易に横切る。この光電陰極構造は、伝送電子光電陰極（Transfer Electron Photocathode）（ＴＥＰ）として知られる。伝送電子光電陰極の詳細な説明は、本明細書に参照で含まれる米国特許第３９５８１４３号明細書に見られる。
【００５７】
活性層の第１の基本層は、例えばＩｎＰ層でよく、第２の基本層は、例えばＧａＩｎＡｓ層でよい。この場合、放出層はＩｎＰ層でよい。
【００５８】
あるいは、活性層の第１の基本層はＧａＡｓ層でよく、第２の基本層はＧａＩｎＡｓ層でよい。この場合、放出層はＧａＩｎＰ層でよい。
【００５９】
いずれの場合も、電子ミラーは、ＧａＡｌＡｓ層でよい。
【００６０】
薄い活性化層は、例えば、真空下で蒸発によって付着されたＣｓ2Ｏ又はＡｇ−Ｃｓ2Ｏ層である。前述したように、この層は真空レベルを低くし、従って光電子放出を容易にすることを可能にする。
【００６１】
詳細には、活性層と放出層の他の組成は、本発明の範囲から逸脱することなく当業者によって意図されうる。
【００６２】
本発明の第２の実施形態によれば、光電陰極の、入力窓と反対側の面は、活性層の第１の基本層がそれ自体の光電子放出面を有するように構成される。例えば、マスクを付着させた後、放出層と第２の基本層が、第１の基本層までエッチングされる。これにより、第１の基本層４３０1と関連付けられた第１の光電子放出面と、放出層４４０と関連付けられた第２の光電子放出面が得られる。第１の光電子放出面は、第１の基本層４３０1のゾーン４４０1から成り、第２の光電子放出面は、放出層４４０のゾーン４４０2からなる。
【００６３】
必要に応じて、薄い活性化層が、エッチング工程の後で、放出層４４０のゾーン４４０2だけでなく第１の基本層４３０1のゾーン４４０1も覆うように付着される。
【００６４】
熟慮された代替案でも、第１の基本層は、第１の電極４７０1に接続され、放出層４４０のゾーン４４０2は、基本電極４７０2に接続されて金属ゲートが構成される。したがって、第１の基本層を電位Ｖ1にでき、放出層を電位Ｖ2にできる。検出器の陽極電圧Ｖaは、Ｖa＞Ｖ1，Ｖ2となるように選択される。
【００６５】
Ｖ2＞Ｖ1が課されるとき、Ｖ2がＶ1より僅かに高い場合、放出層のゾーン４４０2は、実質的に、第２の基本層内で生成された光電子を放出する。第１の基本層のゾーン４４０1は、第１の基本層内で生成された光電子を放出する。これにより、可視スペクトル（ゾーン４４０1が寄与）とＳＷＩＲスペクトル（ゾーン４４０2が寄与）の画像ＩＶ＆ＳＷＩＲが得られる。光電陰極が、ＥＢＣＭＯＳ又はＥＢＣＤＤ型検出器に埋め込まれたとき、ゾーン４４０1に対応する画素をゾーン４４０2に対応するゾーンと区別でき、これにより２つの別個の画像がそれぞれ得られる。
【００６６】
他方、Ｖ2＜Ｖ1が選択されたとき、放出層のゾーン４４０2は、放出層に境界障壁を超えるのに十分なエネルギーがない限り光電子を放出しない。ゾーン４４０1は、第１の基本層内で生成された光電子を放出し続ける。したがって、可視スペクトルＩVでのみ画像が得られる。
【００６７】
したがって、電位Ｖ1，Ｖ2に依存して、可視スペクトルの画像又はＳＷＩＲスペクトルの画像、更には両方の画像の組み合わせが得られる。
【００６８】
可視スペクトルとＳＷＩＲスペクトルの画像を位置合わせし、解像度を改善するため、パターン４４０1に対応する画素間及び／又はパターン４４０2に対応する画素間の補間を行える。
【００６９】
第１の実施形態と同様に、パターン４４０1及び４４０2を周期的配列で配列でき、モアレ効果の場合は、疑似周期的配列で配列できる。
【００７０】
図５は、本発明の第１の実施形態の代替による多層光電陰極の構造を表す。
【００７１】
要素５１０から５４０1〜５４０2は、図２の要素２１０から２４０1〜２４０2に対応する。
【００７２】
しかしながら、この代替によれば、活性層の第１の基本層５３０1は、第１のパターンを覆った後で最初にエッチングされる。次に、第２の基本層５３０2が、エッチングによって得られたウェル内にエピタキシャルに成長されて第２のパターンが得られる。第２の層のエピタキシーの後、第１の基本層が面一になるまで機械研磨される。これにより、平らな放出面が得られ、第１及び第２のパターンが交互になっている。
【００７３】
図６は、本発明の第２の実施形態の代替による多層光電陰極の構造を表す。
【００７４】
要素６１０から６７０1〜６７０2は、図４の要素４１０から４７０1〜４７０2に対応する。
【００７５】
この代替は、第１のパターンを覆った後で第１の基本層６３０1がエッチングされる点が図４のものと異なる。次に、第２の基本層６３０2が、エッチングによって得られたウェル内にエピタキシャルに成長されて第２のパターンが得られる。第２の基本層を成長させた後、光電子放出層６４０を成長させてマスクを除去する。次に、活性化層が面全体に付着された後で、電極６７０1〜６７０2が付着される。
【符号の説明】
【００７６】
２１０，４１０，５１０，６１０  入力窓
４３０，６３０  活性層
２３０1，．．．，２３０N；４３０1，．．．，４３０N；５３０1，．．．，５３０N；６３０1，．．．，６３０N  基本層
２４０1，．．．，２４０N；４４０1，．．．，４４０N；５４０1，．．．，５４０N；６４０1，．．．，６４０N  光電子放出面
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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