Люминесцентный экран

 

библиотека МА

О П И С А Н И Е ()вахтах

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республин

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.04.75 (21) 2123445/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.03.77. Бюллетень № 11 (45) Дата опубликования описания11.05.77 (51) М. Кл е Н013 1/62

Государственный комитет

Совета Министров СССР

flo делам изаоретений н открытий (53) УДК 621.3.032.36 (088.8) (?2) Авторы изобретения А. В. Белоусов, Л. М. Зайцев, Л. Ю. Зысина, В. М. Ключников, Г. П. Левина и Е. И. Царапаева (71) Заявитель (54) ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ЭКРАН

Изобретение относится к регистрации инфракрасного /ИК/ излучения.

Известны люминесцентные экраны, регистрирующие ИК излучение (1). Такие экраны содержат подложки в виде монолитных пластин из различных материалов: бумаги, картона, алюминия, стекла, пластмасс. Благодаря оптическим и теплофизическим свойствам материалов подложки последняя работает как ИК-поглощающий слой. В случае выполнения подложки из алюминя из-за его высокой 1р отражательной способности и большой теплопроводности экран обладает малой чувствительностью.

В случае же выполнения подложки из картона, стекла, пластмасс, бумаги снижается разрешающая способность и увеличивается инерционность люми- 15 несцентных экранов. Такие экраны обладают малым динамическим диапазоном работы /менее 10/.

Известен также люминесцентньй экран, содержащий подложку с нанесенным на нее теплопоглощающим материалом, например двуокисьюкремния, и термочувствительным люминофором, например термотушащимся, причем из теплопоглощающего материала выполнена монолитная пластина (2) . Этот экран позволяет регистрировать ИК излучение с плотностями мощности не менее 7 вт/см2 при разрешающей способности 10 линий/мм и динамическом диапазоне 10.

Целью изобретения является увеличение дина. мического диапазона работы экрана в интервале длин волн 5 — 12 мкм, разрешающей способности и чувствительности.

Это достигается тем, что теплопоглощающий материал и термотушащийся люминофор нанесены в виде смеси с соотношением линейных размеров частиц теплопоглощающего материала и люминофора от 0,01 до 20.

На чертеже показан люминесцентньй экран, поперечное сечение.

Люминесцентньй экран содержит подложку 1 и

ИК-регистрирующий слой 2, выполненньй в виде смеси термотушащегося люминофора 3 с теплопоглощающим материалом 4, например, двуокисью кремния, причем соотношение линейных размеров частиц находится в пределах от 0,01 до 20.

Устройство работает следующим образом.

Люминесцентный экран облучается возбуждающей ультрафиолетовой (УФ) подсветкой и регистрируемым инфракрасным (ИК) излучением.

Термотушащийся люминофор 3, выполненный на основе сульфидов цинка и кадмия, не поглощает

551721

ИК излучение с длинами волн больше 5 мкм. При облучении люминесцентного экрана ИК излучением с длинами волн в интервале 5 — 12 мкм, кванты указаного излучения полгощаются частицами теплопоглощающего материала (двуокиси кремния) 4, обладающего высоким коэффициентом поглощения (например, для длины волны

10,6 мкм — около 500 см ). Поглощенная энергия в виде тепла передается зернам люминофора 3, находящимся в тепловом контакте с частицами двуокиси кремния 4; интенсивность свечения люминофора 3 изменяется.

Размер частиц люминофора составляет r

0,5-5 мкм. Применение люминофора с размерами частиц менее 0,5 мкм резко ухудшает яркость свечения экрана, применение же люминофора с размерами частиц более 5 мкм ухудшает чувствительность и разрешающую способность экрана. В проведенных эксперементах использовалась двуокись кремния с размерами частиц до 50мкм. При использовании в экранах двуокиси кремния с размерами частиц более 10 мкм наблюдалось ухудшение разрешающей способности, чувствительности, а следовательно, и динамического диапазона, а также увеличивается дифракционное рассеяние регистрируемого излучения на частицах. Когда же размер частиц был менее 0,05 мкм, под действием ИК излучения нарушалась целостность регистрирую. щего слоя экрана. Как показали рентгенофазовый и электронографический анализы, это происходило в

15 результате термического разложения кремниевой кислоты. Эти же анализы показали, что частицы двуокиси кремния с размерами менее 0,05 мкм представляратация) приводит к разрушению регистрирующего слоя экрана.

Использование предлагаемого ИК-регистрирующего слоя позволяет увеличить динамический диапазон работы экрана до 20. При малых мощностях ИК излучения регистрация его целиком обусловлена поглощением в ИК-регистрирующем слое, так как заметного теплоотвода в подложку не происходит. При увеличении мощности ИК излу40

45 ют собой не собственно двуокись кремния, а кремниевую кислоту или гидратированную двуокись кремния.з5

Термическое разложение кремниевой кислоты (дегидчения количество отводимого в подложку тепла увеличивается и становится соизмеримым по величине с количеством тепла, поглощенным в ИК-регистрирующем слое. При этом уменьшается температурный градиент интенсивности свечения экрана, т.е. увеличивается динамический диапазон его работы. Благодаря теплофизическим свойствам используемой двуокиси кремния (теплопроводность 1,26 вт/м град, удельная теплое мкость

0,71 дж/r ° град), увеличивается количество тепла, приходящееся на единицу объема люминофора, что повышает чувствительность экрана, а мелкодисперсность частиц, составляющих ИК-регистрирующий слой, улучшает разрешающую способность.

Параметры одного из предлагаемых экранов: подложка-оргстекло, люминофор — 0,5 ZnS.

0,5 Сд8 3 10 Ag 3 10 6 Ni;iiopor чувствительности 1,3 10 вт/см; разрешающая способность

5-6 линий/мм при 3„„= 1,3 10 вт/см и 12 - 13 линий/мм при 3„„= 2,0 10 вт/см динамический диапазон 20.

Форм ула изобретения

Люминесцентныи экран, содержащий подложку с нанесенными на нее теплопоглощающим материаlioM, например двуокисью кремния, и термочувствительным люминофором, например термотушащимся, отличающийся тем, что, с целью увеличения динамического диапазона работы в интервале длин волн 5 — 12 мкм, разрешающей способности и чувствительности, теплопоглощающий материал и термотушащийся люминофор нанесены в виде смеси,с соотношением линейных размеров частиц теплопоглощающего материала и люминофора от

0,01 до 20.

Исто шики информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.JD. Mcgee, Ы. Heilos, "1ЕЕЦ. Quent. Electron". QE — 3 (1), 1967, с. 31.

2, Аракелян В.С. и др. Применение люминофоров для визуализации излучения лазеров на С02 .

"Приборы и техника эксперимента", No2 1969, с. 186 (прототип) .

551721 ик

Составитель Н. Григорьева

Техред М. Ликович

Корректор А. Алатырев

Редактор Д. Пинчук

Заказ 131/29

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Тираж 1002 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5