Способ изготовления электронно-оптического преобразователя

Способ изготовления электронно-оптического преобразователя, характеризующийся тем, что на подложку фотокатода напыляют сурьму, производят активировку ее щелочными металлами с проведением контроля по чувствительности, производят высоковольтную тренировку преобразователя и сенсибилизацию фотокатода кислородом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения темнового фона и повышения стабильности работы электронно-оптического преобразователя, после активировки слоя сурьмы щелочными металлами, фотокатод охлаждают до температуры T -50^oС, одновременно с охлаждением фотокатода внутренние электроды нагревают до температуры T 250 300^oС, после охлаждения фотокатода до комнатной температуры его обрабатывают в атмосфере кислорода при давлении 10^-4 10^-5 мм рт. ст. до восстановления первоначальной чувствительности.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении электронно-оптических преобразователей (ЭОП) и усилителей яркости изображения.
Известен способ изготовления ЭОП-а, характеризующийся тем, что прогревают рабочий объем до Т 380-410^оС с целью его обезгаживания, распыляют сурьму, обработанную в парах щелочных металлов и в соответствии с типом фотокатода (Sb-Ka-Na-Cs или Sb-Cs) проводят его сенсибилизацию кислородом до получения максимальной чувствительности.
Недостатком известного способа является высокий уровень темнового фона и нестабильность по чувствительности, обусловленные тем, что щелочные металлы осаждаются на различные поверхности ЭОП, в том числе и на внутренние поверхности электродов, которые являются впоследствии источниками различного рода эмиссий. Бомбардировка этих поверхностей электронами с высокой энергией способствует усилению миграции щелочных металлов в объеме прибора, что вызывает ионизацию атомов щелочных металлов, которая в основном определяет уровень темнового фона.
Кроме того, атомы щелочных металлов могут мигрировать в процессе эксплуатации ЭОП, в частности, попадание их на фотокатод приводит к изменению его чувствительности, т.е. нестабильности работы ЭОП.
Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ изготовления электронно-оптического преобразователя, характеризующийся тем, что на подложку фотокатода напыляют сурьму, производят активировку ее щелочными металлами с проведением контроля чувствительности, производят высоковольтную тренировку преобразователя и сенсибилизацию фотокатода кислородом.
Недостаток известного способа состоит в том, что хотя при высоковольтной тренировке атомы щелочного металла перемещаются на другие участки, очищая таким образом электроды и разрывая "проводящие мостики", однако при климатических воздействиях и в процессе эксплуатации ЭОП атомы щелочных металлов мигрируют и вновь попадают на электроды и фотокатод, что приводит к увеличению темнового фона и нестабильности работы ЭОП.
Целью изобретения является уменьшение темнового фона и повышение стабильности работы электронно-оптического преобразователя.
Цель достигается тем, что при способе изготовления электронно-оптического преобразователя, характеризующегося тем, что на подложку фотокатода напыляют сурьму, производят активировку ее щелочными металлами с проведением контроля по чувствительности, производят высоковольтную тренировку преобразователя и сенсибилизацию фотокатода кислородом, после активировки слоя сурьмы щелочными металлами фотокатод охлаждают до температуры Т -50^оС, одновременно с охлаждением фотокатода внутренние электроды нагревают до температуры Т 250-300^оС, после охлаждения фотокатода до комнатной температуры его обрабатывают в атмосфере кислорода при давлении 10^-4-10^-5 мм рт.ст. до восстановления первоначальной чувствительности.
Существо изобретения заключается в том, что при нагреве внутренних электродов, атомы избыточного щелочного металла перемещаются в более холодные зоны.
Колба ЭОП нагревается за счет инфракрасного излучения нагреваемых электродов и по сравнению с фотокатодом, охлаждаемым до Т -50^оС, является горячей, поэтому атомы щелочных металлов собираются на фотокатоде. На фотокатоде получается избыток щелочного металла, и его чувствительность вследствие этого уменьшается. Обработка ЭОП кислородом при давлении 10^-4-10^-5 мм рт.ст. приводит к восстановлению чувствительности фотокатода.
Изготовление ЭОП способом согласно данному изобретению производят следующим образом.
При комнатной температуре на подложку фотокатода напыляют сурьму.
При температуре 180-210^оС производят активировку сурьмы парами щелочных металлов. Во время активировки слоя сурьмы проводят контроль за максимальной чувствительностью фотокатода.
Нагревают внутренние электроды ЭОП до Т 250-300^оС с помощью, например, индуктора высокой частоты. Температурный диапазон нагрева внутренних электродов обусловлен тем, что температура 250^оС достаточна для перемещения атомов щелочных металлов в объеме ЭОП и недостаточна (300^оС) для появления газоотделения из металлических электродов ЭОП, которое может ухудшить чувствительность фотокатода.
Одновременно с нагревом внутренних электродов производят охлаждение фотокатода до Т -50^оС, например, с помощью ловушки с жидким азотом. Указанная температура охлаждения обеспечивает большой температурный перепад в объеме ЭОП, и, следовательно, высокую скорость протекающих процессов.
Далее производят сенсибилизацию фотокатода кислородом при давлении 10^-4-10^-5 мм рт. ст. до восстановления первоначальной чувствительности. Во время этой операции атомы цезия, взаимодействуя с кислородом, образуют слой Сs₂O. После этой операции свободных атомов цезия, снижающих параметры ЭОПа, остается минимальное количество.
Для очистки внутренних электродов от возможных оставшихся атомов цезия производят высоковольтную тренировку ЭОП.
В случае уменьшения чувствительности фотокатода в результате высоковольтной тренировки производят повторную сенсибилизацию фотокатода кислородом.
Обработка фотокатода кислородом при давлении 10^-4 10^-5 мм рт.ст. выбирается из тех соображений, что при давлении, большем чем 10^-4 мм рт.ст. окисление атомов щелочного металла интенсивно, однако процесс становится трудно контролируемым, а при давлении меньшем чем 10^-5 мм рт.ст. окисление избыточных атомов щелочных металлов затормаживается, что препятствует получению высокочувствительных фотокатодов.
Способ изготовления ЭОП согласно данному изобретению обеспечивает значительное уменьшение количества избыточных щелочных металлов в объеме прибора, что снижает нестабильность работы ЭОП и его темновой фон.
56. A. Г. Берковский и др. "Вакуумные фотоэлектронные приборы", изд-во "Энергия". M. 1976.
Авторское свидетельство СССР N 669427, кл. H 01 J 9/42, 02.01.78. (прототип).
Способ изготовления электронно-оптического преобразователя, характеризующийся тем, что на подложку фотокатода напыляют сурьму, производят активировку ее щелочными металлами с проведением контроля по чувствительности, производят высоковольтную тренировку преобразователя и сенсибилизацию фотокатода кислородом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения темнового фона и повышения стабильности работы электронно-оптического преобразователя, после активировки слоя сурьмы щелочными металлами, фотокатод охлаждают до температуры T -50^oС, одновременно с охлаждением фотокатода внутренние электроды нагревают до температуры T = 250 - 300^oС, после охлаждения фотокатода до комнатной температуры его обрабатывают в атмосфере кислорода при давлении 10^-4 - 10^-5 мм рт. ст. до восстановления первоначальной чувствительности.