Tube à décharge électronique et utilisation de ce tube La présente invention a pour objet un tube à dé charge électronique pour intensifier une image, des tiné notamment à intensifier une image électronique à faible contraste, et une utilisation de ce tube. Un tel tube est d'une application générale chaque fois qu'on cherche à intensifier une image, par exemple l'image électronique produite par un microscope élec tronique, ce dernier donnant en général des images à très faible contraste.
Dans l'intensification des images à faible contraste, il est important d'assurer une atténuation et une ré fraction minimums de la lumière. Pour cela, on a uti lisé comme tube d'intensification d'images un tube de caméra, par exemple du type orthicon ou vidicon, qui est combiné avec un dispositif, par exemple un mi croscope électronique, produisant l'image électroni que à intensifier, dans une même enveloppe vidée d'air dont le vide est commun au tube et au dispositif, de manière que la paroi extrême normalement prévue de la section image du tube soit éliminée. Cette cons truction est très peu satisfaisante dans de nombreux cas,
par exemple celui d'un microscope électronique, où il est nécessaire de rétablir une pression de temps en temps afin d'effectuer les réglages nécessaires, ces rétablissements pouvant entraîner une contamination de la matière photosensible du tube. On a donc cher ché à obtenir un tube d'intensification d'images tel que la surface de phosphore puisse être remplacée ou modifiée à volonté sans difficulté, permettant d'effec tuer les opérations normales de manière entièrement satisfaisante sans qu'il soit nécessaire de rétablir une pression dans l'espace où la matière photosensible est disposée, et présentant un haut rendement.
Le tube faisant l'objet :de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend une pièce à fibres optiques constituant une partie de l'enveloppe du tube et comportant sur sa face externe une couche de phos phore destinée à recevoir l'image électronique à inten sifier, et sur sa face interne une surface photosensible disposée et agencée de façon à recevoir la lumière de la couche de phosphore.
Le tube peut être du type orthicon et la surface photosensible peut être une photocathode, ou le tube peut être du type vidicon et la surface photosensible à une couche photoconductrice.
Le tube peut être destiné à produire une repré sentation extérieure d'une image optique incidente sur sa surface photosensible, et comprendre une sur face photosensible sur la face interne de la pièce à fibres optiques qui forme une partie de l'enveloppe et comprend, sur sa face externe, une couche de phos phore agencée pour recevoir @l'image électronique à intensifier.
La pièce à fibres optiques peut être une plaque à fibres optiques fermant une partie de la paroi extrême de l'enveloppe du tube.
Un avantage important de ce tube vient de ce que la couche de phosphore est externe par rapport à la structure du tube et par conséquent facilement acces- sible pour son remplacement ou toute modification désirée.
Un :autre avantage vient de ce que le tube est une unité comportant son propre vide permanent, tan dis qu'un dispositif produisant l'image électronique à intensifier, par exemple un microscope électronique, est totalement séparé constructivement du tube, de sorte que son vide peut être supprimé sans affecter la surface photosensible placée dans le vide interne permanent du tube.
On entend par pièce à fibres optiques un en semble d'une multitude de fibres (ou tubes) très fines, contiguës, capables de transmettre la lumière d'une de leurs extrémités à l'autre et s'étendant chacune d'une face de l'ensemble à l'autre. Chaque fibre peut être couverte avec une matière opaque. Avec un tel ensem ble, il n'y a pratiquement pas de passage de la lu mière transversalement à la longueur des fibres, et la distribution de la lumière incidente sur une face de la pièce est conservée et apparait pratiquement inchan gée sur la face opposée.
Par un choix approprié des matières constituant la couche de phosphore et la surface photosensible, en accord avec les principes connus, l'ensemble de la pièce à fibres optiques et des revêtements déposés sur ses faces opposées peut agir comme un multiplicateur d'électrons donnant une multiplication très impor tante de l'ordre de 100 à 300.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du tube objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe schématique d'une instal lation comprenant cette forme d'exécution, et la fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, d'une partie représentée à la fig. 1.
Il faut noter que la fig. 2 est purement schémati que, les épaisseurs des diverses couches étant forte ment exagérées pour rendre la figure compréhensible. En fait, ces couches sont extrêmement minces.
L'installation représentée à la fig. 1 comprend un microscope électronique A, connu en soit, compor tant une enveloppe 1 dont l'espace intérieur est vidé d'air quand le microscope fonctionne et dont la pres sion peut être rétablie pour permettre l'insertion d'un échantillon 3 destiné à être examiné. L'enveloppe 1 enferme un canon à électrons 2 destiné à projeter un faisceau d'électrons à travers l'échantillon 3.
Une len tille électronique 4 agrandit le faisceau qui passe à travers l'échantillon et produit un faisceau d'électrons émergent parallèle, indiqué par les flèches, qui est coaxial avec l'enveloppe et sort par un trou 5, par exemple de 50,8 mm de diamètre, ménagé dans une base plane 6 de l'enveloppe. Le microscope est agencé de façon qu'on puisse disposer dans la trajec toire du faisceau depuis la lentille 4 soit un écran fluorescent pour permettre une vision directe de l'image, soit une plaque photographique pour per mettre de photographier l'image. Un tel dispositif est bien connu.
Pour produire une image intensifiée, on utilise en association avec le microscope un tube d'intensifica tion d'images B constituant ladite forme d'exécution. Ce tube est du type orthicon modifié, mais il pour rait être aussi du type vidicon modifié. A l'extrémité de la section image de l'enveloppe 9 du tube B est percé un trou circulaire 10. Ce trou est fermé par un disque à fibres optiques 13 portant sur sa face interne une couche photosensible 15 et sur sa face externe une couche de phosphore 14.
Avec un tube B du type orthicon, la couche photosensible 15 est une photocathode, tandis qu'avec un tube du type vi dicon, cette couche 15 serait évidemment une couche photoconductrice. Le tube B comprend un canon à électrons G, des électrodes multiplicatrices M à élec trons secondaires, des électrodes E de la section image et des bobines de focalisation C connues en elles-mêmes et représentées schématiquement.
Le disque 13 à fibres optiques forme une partie de l'enveloppe du tube B évacuée en permanence. Le dis que 13 comporte sur la couche de phosphore 14 une mince couche d'aluminium 17 transparente pour les électrons et disposée autour du bord du disque et sur une faible distance à l'intérieur sur sa face opposée. Un dépôt annulaire conducteur 18 de SnOest dis posé sur cette face opposée et s'étend sur la couche d'aluminium 17 de cette face. La couche photosensi ble 15 est déposée sur ladite face opposée du disque à fibres optiques et son bord s'étend partiellement sur le dépôt conducteur 18.
Du chlorure d'argent (non représenté) est placé entre le dépôt de SnO, et la paroi externe plane adjacente de l'enveloppe 9 du tube B pour constituer un joint capable de tenir le vide entre le disque à fibres optiques et le reste de l'enveloppe vidée d'air du tube. Dans ce joint au chlorure d'argent est noyée la partie interne striée d'un anneau d'argent 19, les stries venant en contact avec le dépôt conducteur 18 de SnO.. et constituant une connexion pour la couche photosensible 15 qui est elle-même connectée par le dépôt de SnO., à la couche d'aluminium 17.
Le tube B (fig. 1), avec son disque 13 à fibres optiques et ses couches de phosphore 14 et d'alumi nium 17 constituant une partie de son enveloppe, est juxtaposé au microscope électronique A, les trous 5 et 10 étant coaxiaux et les fibres optiques du disque 13, lequel peut présenter une épaisseur de 3 à 6 mm, étant parallèles à l'axe.
Un joint 12 de section circu laire est disposé entre la base plane 6 de l'enveloppe du microscope A et la paroi adjacente de l'enveloppe 9 du tube B, ce joint étant capable de résister à la pression atmosphérique et de maintenir le vide requis dans le microscope électronique alors que les deux unités A et B sont assemblées et que la première est évacuée pendant l'emploi. Le tube B constitue toute fois une unité pour lui-même avec sa propre enve loppe évacuée en permanence. Quand cela est néces saire pour permettre l'insertion d'un échantillon, la pression dans le microscope peut être rétablie.
En fonctionnement, une image électronique de l'échantillon 3, constituée par les rayons électroniques émergeant de la lentille 4 comme l'indiquent les flè ches, est projetée sur la couche de phosphore 14 pour produire une image lumineuse correspondante qui est transférée à travers le disque 13 à fibres optiques à la couche photosensible 15 où elle est transformée en une image électrique correspondante. Cette image est explorée par le rayon du tube B et ainsi traduite de façon connue en un train de signaux qui peut être appliqué à un tube cathodique reproducteur non re présenté, du type général d'un tube reproducteur de télévision, pour produire une image visible brillante et intensifiée.
Le tube B peut être d'un autre type qu'un tube orthicon ou vidicon. On peut utiliser des tubes de caméra, modifiés évidemment comme indiqué précé demment afin qu'une partie de l'enveloppe de leur section image soit constituée par une pièce à fibres optiques à couche de phosphore sur sa face externe et à surface :photosensible sur sa face interne. Tous ces tubes modifiés produisent, en réponse à une image optique incidente tombant sur leur surface photosensible, un train de signaux électriques de sor tie représentant ladite image optique.
Toutefois, l'em ploi de signaux de sortie électriques n'est pas néces saire, le tube pouvant être tel qu'il donne une sortie sous forme d'une image optique visible et intensifiée. Ainsi, on peut utiliser un tube du type à image di recte modifié, c'est-à-dire un tube dans lequel une image optique appliquée à .une surface photosensible est électroniquement traduite en une image optique intensifiée sur un écran fluorescent monté dans le tube, la modification du tube consistant, comme pré cédemment, à utiliser une pièce à fibres optiques com portant une couche de phosphore sur sa face externe et une couche photosensible sur sa face interne.
Le gain d'électrons qui peut être atteint avec le tube décrit est de l'ordre de 100 à 300 selon les matiè res utilisées pour former la couche de phosphore 14 et la couche photosensible 15.
Comme indiqué plus haut, le tube .décrit n'est pas limité à l'intensification d'images électroniques four nies par un microscope électronique, il peut servir à d'autres buts, par exemple à l'intensification d'images de rayons X, de particules nucléaires ou d'autres ra diations.