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Tube à décharge électrique, à photo-cathode.
La présente invention concerne un tube à décharge électrique pourvu d'une photo-cathode à alliage. On sait qu'une telle cathode en alliage est constituée par une couche de fond d'antimoine, de bismuth ou d'arsenic alliée'à un métal alcalin, de préférence au césium. On produit ces électrodes à alliage de préférence à l'intérieur du tube à décharge même en formant d'abord un dépôt de la substance de fond'non alcaline sur la paroi du tube ou sur un autre support et en mettant cette substance en contact avec la vapeur de ce métal alcalin , ce qui produit L'alliage désiré.
Mais l'expérience a démontré que le métal alcalin dois être présent en excès lors de la formation de l'alliage,
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parce que la photo-cathode devient alors plus sensible, il en résulte l'obligation, d'enlever de la photo-cathode, après la fin de la formation de l'alliage, l'excès de métal alcalin. un procédé connu pour l'enlèvement de l'excès de métal alcalin c unsiste dans la distillation. un chauffe à cet effet le tube de décharge, encore relié à la pompe, a une températureinférieurea la tempéra,turede décomposition de l'alliage (à 160 environ;, un se heurte alors, pour 1'évacuation des vapeurs du métal alcalin;
a des dit'- ficultés résultant du fait que le tube a décharge est relié au tuyau de la pompe par un tube capillaire qui oppose une grande résistance a l'écoulement, il est très difficile de vaincre ces difficultés par le chauffage supplémentaire du tube capillaire et il en résulte une charge considérable pour la fabrication sur une grande échelle. il appartient déjà au domaine connu de fixer, dans des photo-cellules à plusieurs couches du type argent- oxy-de d'argentmétal alcalin, etc., un excès du métal alcalin au moyen d'une matière absorbante, présente dans le tube.
par contre, l'invention consiste en une disposition qui est destinée a fixer dans le cas d'une photo-cathode a alliage, l'excès de métal alcalin, disposition qui se distingue par sa grande sûreté de fonctionnement et qui se prête aussi a une fabrication sur une grande échel- le.
Conformément à l'invention, on prévoit, pour .La fixation de l'excès de métal alcalin, dans un tube de décharge électrique a photo-cathode a alliage, un corps absorbant qui est constitué principalement par un élément de la cinquième série du système périodique,qui ne nuit pas a la sensibilité de la photo-cathode a la lumière et qui est formé et disposé de manière que sa vitesse efficace d'absorption du métal alcalin soit inférieure à celle de la couche de fond de la photo-cathode. comme matièrede fond, pour la photo-cathode, entrent de nouveau en ligne de compte particulièrement l'antimoine; le bismuth et l'arsenic. Le corps de remplissage (getter) peut être constitué également par une de
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ces matières et par surcroît par du plomb, de l'or, du tellure ou du sélénium.
L1 convient de constituer le corps absorbant par la même matière que la couche de fond de la cathode à allia- ge, parce que, dans ces. c onditions, on exclut d'une façon cer- taine la possibilité ,de la contamination de la. photo-cathode , par la matière du corps absorbant. On peut réaliser d'une fa- çon simple la diminution de la vitesse efficace d'absorption du métal alcalin par le corps absorbant en donnant a la surf';- ce libre de ce corps absorbant une grandeur sensiblement moindre que celle de la surface, de la couche de la photo-cathode, qui est exposée au métal alcalin.
En outre, il est recommandable d'employer pour le corps absorbant une quantité plus grande de matière que pour la couche de fond de la photo-cathode, ceci pour le motif que, particulièrement pour la fabrication sur une grande échelle de ces tubes' de décharge, on ne connaît pas exactement l'excès de métal alcalin. Le plus souvent, on engendre le métal alcalin dans le tube à décharge même et l'on doit compter alors sur un rendement irrégulier en métal alcalin. En outre, des différences de la grandeur de la couche de métal de base sont difficiles aussi à éviter, de sorte qu'on doit y trouver un deuxième motif de l'irrégularité de l'excès de métal alcalin.
La figure 1 du dessin annexé montre, schématiquement et a titre d'exemple,un mode d'exécution de la présente invention. Le tube a décharge 1, en verre, presente, faisant saillie vers l'intérieur, un pied de scellement 2, une tubulure 3, communiquant avec la pompe et un récipient 5, qui communique par un tuyau capillaire 4 avec le tube à décharge.
Dans le pied 2, est scellé un montant de support 6 portant à son extrémité l'anode 7 de la photo-cellule, un a disposé d'abord sur l'anode une certaine quantité de matière de fond de la photo-cathode qu' doit former sur la paroi du tube a décharge, un pulvérise cette
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quantité de matière par chauffage de l'anode. un peut exécuter le chauffage par exemple en dunnant a l'anode la forme d'un fil de chauffage hélicoïdal, en pourvoyant celui-ci alun deuxième conducteur passant par le pied de scellement et en le chauffant jusqu'à ce que toute la quantité de matière soit évaporée ou tout au moins juqqu'a ce qu'on ait réalisé un revêtement suffisant de la paroi. un peut ensuite mettre le deuxième conducteur en court-circuit avec l'autre conducteur ou même l'enlever.
La matière de fond de la photo-cathode, par exemple l'antimoine, qui a été vaporisé par l'anode 7, se dépose sur la paroi du tube et y forme une couche 8 en contact avec un conducteur 9. Pour permettre l'accès des rayons lumineux a la photocathode, la partie lu de la paroi du tube doit rester exempte de métal déposé, ce qu'on peut assurer, a la façon connue, par la disposition d'un écran 11 en métal ou en mica derrière l'ano- de. un engendre ensuite dans le récipient b un métal alcalin, par exemple le césium, à partir d'une combinaison de ce métal alcalin, par exemple du chroma te de césium, et on le fait passer par distillation dans le tube a vide 1.
Après que cela a eu lieu, on peut étirer et sceller le tube capillaire 4. pour fixer l'excès de métal alcalin qui se trouve sur la photo-ca- thode , on a prévu, conformément à l'invention, un corps absor- bant 12 constitué par exemple par un ruban en métal uu en mica qui est r ec ouvert d'une matière absorbante appropriée, de pré- i'érence la matièrede fond de la photo-cathode, et qui est fixé sur une pièce particulière scellée dans le pied de scellement ou sur un fil scellé ou de maintien prévu déja pour d'autres fins. contrairement a la photo-cathode;
on peut préparer com- plèternent le corps absorbant a l'extérieur du tube a décharge. un chauffe ce dernier, a la façon connue, clans le four a une température inférieurea celle où se décompose l'alliage du métal alcalin et de la matière de rond etun vaporise ainsi le
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métal alcalin qui n'est pas fixé sur la photo-cathode et qui se fixe sur le corps absorbant, bien que le corps absorbant soit constitué le cas échéant par la même matière que la couche de fond de la photo-cathode;
il est encore a même d'absorber du métal alcalin, parce qu'il est prévu en principe que la vitesse a laquelle il aspire les vapeurs du métal alcalin est inférieure a la vitesse qui se manifeste sur la photo-cathode et parce que sa masse peut de plus etre choisie d'une grandeur telle qu'il ne soit saturé qu'après une action de la vapeur de métal alcalin beaucoup plus longue que pour la photo-cathode La disposition du corps absorbant en un endroit le plus éloi- gné possible de l'entrée de la vapeur du métal alcalin dans le tube a décharge contribue également à ce que le corps absor- bant vienne en contact surtout avec le métal alcalin qui n'est pas retenu par la photo-cathode.
une autre disposition possible du corps absorbant con- siste en ce qu'un fil de maintien de l'anode est conduit par un petit tube en céramique 13 revêtu d'une des substances pré- citées. Après l'achèvement de la photo-cathode, on ferme le tube à décharge par étirage et scellement du petit t'ube 3 c on- duisant a la pompe. est
Le montage d'un corps absorbant spécial/superflu, lors- qu'on prévoit dans le tube a décharge une quantité de matière productrice de vapeurs plus grande que celle qui est nécessaire pour la production de la couche de fond et lorsqu' on la vapori- se jusqu'au point où un reste du métal de fond convenant comme corps absorbant demeure sur l'évaporateur. un tel mode d'exécuticn est représenté par la figure 2.
Sur cette figure, on a désigné par 11 le tube a vide, en verre, avec un pied de scellement 12 en saillie vers l'intérieur. La pointe 13, produite par étirage lors du détachement, se forme lorsqu'on sépare la tubulure se dirigeant vers la pompe, tandis que celle désignée par 14 est formée lorsqu'on détache par fu- sion la communication avec un récipient auxiliaire servant a
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dégager le métal alcalin. On a scellé dans le pied 12 un montant de soutien 15 surlequel estfixée l'anode 16. cette anode sert en même temps d'évaporateur pour la matière, qui forme la couche de fond de la photo-cathode.
A cet effet, un a donné à l'anode la forme d'un fil de chauffage hélicoïdal et on l'a pourvue d'une deuxième connexion désignée par 17. un fixe sur le fil de chauffage hélicoïdal la substance qu'il s'agit de vaporiser, l'antimoine, le bismuth, etc., par exemple sous la forme d' un revêtement, de la même façon qu'on applique sur le fil la couche émettrice d'une cathode a l'oxyde, ou on la glisse sous la forme d'un bâtonnet dans l'hélice.
La pulvérisation du métal de fond a lieu par chauffage de l'anode au moyen d'un courant passant par les conducteurs 15 et 17, ce qui donne lieu à la formation de la couche de fond de la photo-cathode 18 sur la paroi du tube. pour maintenir libre du dépôt de métal de fond une partie de la paroi du tube, afin de constituer une fenêtre pour l'entrée de la lumière, un a adapté a l'anode un écran 19 en métal ou en matière isolante.
Mais il n'est pas absolument nécessaire d'appliquer sur 1'anode la matière qu'il s'agit de vaporiser; on peut l'appliquer aussi sur un évaporateur spécial. un exécute l'avaporateur d'une façon analogue a celle de l'anode décrite ;il est constitué par un fil de chauffage etpar un réflecteur destine a réunir en un laisceau le jet de vapeur, tandis que l'anode peut alors être formée par un électrode unipolaire,qui en sort. A la vaporisation de la couche de métal de fond fait suite, a la façon connue, le dépôt d'une couche de métal alaclin, la fermeture au tube à vide et un traitement thermique.
Conformément a l'invention, on applique sur l'évaporateur ou, dans le cas de l'exemple, sur l'anode 16, plus de matière constituant la couche de fond de la cathode qu'il n'est nécessaire pour former cette couche, un interrompt la pulvéri- saticn de la matière de rond dès que la couche de fond s'est
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formée sur la surface prévue à cet effet, Le reste du métal de fond demeuré sur l'évaporateur ag.it comme corps absorbant. pour fixer sûrement l'excès de métal alcalin, ce reste doit être suffisamment important..
IL est recommandable de donner au reste l'ordre de grandeur supérieur à celui de la quantité de matière contenue dans la couche de fond. par conséquent, on doit appliquer dès le principe à l'évaporateur au moins le décuple de la quantité de matière employée pour la couche de fond. ¯La condition que la surface du corps abosrbant doit être plus petite que celle de la couche¯¯de fond de la photo- cathode est facile à remplir pour tous les évaporateurs entrant pratiquement en ligne de compte.