[发明专利]一种远紫外变像管

说明书

本发明属于一种光电转换器件。主要用于公安、侦察、天文、激光检测、宝石鉴定、紫外光谱研究、空间研究等领域。

通过调查和初步检索，未发现与本发明相同的远紫外变像管。现以我国引进生产的金属红外变像管为例，本发明产品结构与其结构基本相同(见图1)，由窗口玻璃、阴极盘、阴极内外筒、阴极、锥电极、荧光屏等组成。其主要工艺技术中的窗口玻璃材料采用一般硬质光学玻璃，该玻璃只透红外光，不透紫外光，光电阴极用银、氧、铯材料制作，称之为银氧铯阴极，该阴极只对红外光响应，对紫外光不响应。红外变像管的主要功能是将人眼看不见的红外光转换成可见光，供人眼观察，该管装入整机作为夜视仪器使用。其工作原理：当红外光线(红外像)通过窗口玻璃打在阴极上，发射出光电子，在电场的作用下，通过锥电极(电子透镜)打在荧光屏上，荧光屏将电子像转换成可见的光学像，供人眼观察。通常红外变像管作用的光谱一般在750nm以上的红外光，人眼可见光一般在400-750nm，而200-400nm之间的紫外光就没有被利用，恰恰这部分光波含有大量的信息接受不到，实为可惜。

本发明的目的是研制一种新的光电变像管，利用现行的金属红外变像管基本结构、采用新的工艺方法，使光谱响应延伸到远紫外区(即200nm)，大量吸收紫外线，充分弥补原红外变像管的不足，扩大人眼视觉范围，增加使用功能，开发新的检测仪器。

本发明的主要技术特征是：输入窗口玻璃材料采用能透紫外光、耐高温，而且与阴极盘铁镍钴玻封合金材料的膨胀系数相接近有良好焊接性能的材料；光电阴极制作为碲化铯阴极。

下面对本发明进行详细描述。

图1，是本发明的产品图(与目前较先进的金属红外变像管结构基本相同)。

图2，是光谱波长(电磁波谱)示意图。

参照图1，本发明的结构与我国引进生产的金属红外变像管结构基本相同，由：输入窗口玻璃1、阴极盘2、阴极外筒3、阴极内筒4、腰玻璃5、屏蔽筒6、碲源7、电极帽8、锥电极9、荧光屏10、阳极盘11、阳极外筒12、阴极13组成。其联接形式均采用热封、焊接。荧光屏采用重力法、刷涂法、或离心法制作。

参照图2，图1本发明的工作原理与金属红外变像管基本相同，当紫外线(200-400nm)的光通过输入窗口玻璃1打在阴极13上，发射出光电子，在电场的作用下，通过锥电极(电子透镜)9，打在荧光屏10上，将电子像转换成人眼可见的光学像(即400-750nm的光)，供人眼观察。

在工艺方面，主要阐述输入窗口玻璃1与阴极盘2封接技术及光电阴极13制造技术，其它技术均为常规技术，不再赘述。输入窗口玻璃1与阴极盘2封接，着重选取既能透过紫外线、耐高温，而且其膨胀系数与阴极盘2铁镍钴玻封合金材料相接近，有良好焊接性能的玻璃材料。该玻璃按下列配方烧制而成：SiO₂重量百分比为55％-65％；B₂O₃重量百分比为10％-25％；Na₂O重量百分比为3％-7％；K₂O重量百分比为0％-5％；Ti₂O重量百分比为0％-2％；其它重量百分比为1％-4％。

光电阴极13的制作技术按下述工艺方法进行：A、首先蒸镀一层铬，厚度控制在入射辐射量损失不大于15％；B、选择碲化物如碲化钢等作为碲源7，真空度控制在1.3332×10⁶(Pa)，把碲化物加温在500℃时蒸出纯碲，形成一层膜，其厚度控制在透过可见光值的95％为最佳；C、通过对管子外接支管中加温，蒸出铯蒸气，使碲膜在(180℃-200℃内)暴露于铯蒸气中，直到光电流最大为止。最后制成完整的碲化铯光电阴极。

制出的成品远紫外管达到如下性能指标：

1、阴极类型：碲化铯光电阴极；2、光谱响应：200-800nm；3、放大率：0.75倍；4、荧光屏有效直径：14mm；荧光粉类型：P20；5、中心分辨率：50LP/mm；6、工作电压：直流12KV；7、外形尺寸：φ35mm×56mm；8、重量：约40克。

本发明所研制的远紫外变像管作为一种光电器件，可以配备在各种不同用途的整机上使用。随着科技和国家建设事业的发展，将显示出强大的生命力。