Термочувствительный люминесцентный экран

Термочувствительный люминесцентный экран

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

945916

35 руемое излучение на экраны только со стороны слоя люминофора делают непригодными экраны такого типа для регистрации импульсного излучения с высокими плотностями мощности. 5

Наиболее близким пг технической сущности к предлагаемому является люминесцентный экран, предназначенный для регистрации ИК излучения, содержащий слой термочувствительного люминофора на основе сульфидов цинка и кадмия, а также подложку из массивного алюминия точшиной несколько миллиметров Е33

Регис три руем ое ИК излучение пада е т на такой э ран со стороны люминесцентного слоя. Возбуждение л|оминофора ультрафиолетом и съем информации с экрана можно производить только с той же стороны экрана, что часто является неудобным при эксплуатации экрана. Кроме того, этот щ экран обладае; высокой лучевой стойкостью при непрерывном ИК излучении (до

200 Вт/см для экрана с алюминиевой порт ожкой толщиной несколько миллиметров), При регистрации импульсного излучения, например, лазера, работающего в рех<пмо свободной генерации (ьи>п10

10 4с), экран выдерживает плотности энергии до 20 50 Дж/см . Выше этих плотно.-. т=й энергий происходит разрушение люмпнесцентного слоя. Кроме того, при плотностях энергии 10 — 15 Дж/см ( над приемной поверхностью экрана (люминесцентным сл >ем. появляется факел, который хотя и не сопровождается раЗрушением люминесцентного слоя, но мешает регистрации информации (видимой картины) с экрана.

При более коротких импуль ах (g q(<10 с) разрушение люминесцентного слоя наступает либо при плотностях энергии, едва превышаю1дих минимальный регистрируемый сигнал (Т п 10 (с), либо даже раньше, чем можно зарегистрировать хоть какую-нибудь пороговую плотф 45 ность (ь п 10 — 10 с, р=жим модулированной добротности лазера) .

1Лелью изобретения является обеспечение возможности регистрации пространственного распределения плотности мошнос50 ти или энергии импульсов инфракрасного излучения, длительность которых не превышает 10 с, а также улучшения условий эксплуатации путсм возможности регистрации изображения со стороны годложки.

Указанная цель достигается тем, что

55 в термочувствительном экране, содержащем слой термочувствительного люминофора и металлическую подложку, приемным элементом экрана является подложка, при этом .толщины подложки и слоя лкминофора выбраны из соотношений

Л и п: л где И„- толщина подложки;

Ъ вЂ” толщина ел оя люминофора; — линейный раз м ер элем ента регистрируемого термоизображения.

Устройство работает следующим образом.

На металли,седую подложк>, явл :ощуюоя приемным элементом экрана, воздействует импульс ИК из.учения (Зи ).

Поглощенное и"дложкой . К излучение преобразуется в температурный рельеф, который передается также и на слой чувствительного люминофора. В местах повьппенной температуры с оя люминофора, возбуждаемого ультрафиолето i Эу@), происходит уменьшение яркости свечения люминофора, причем степень уменьшения яркости свечения находится в зависимости от температуры частиц люминофора. В р:зультате на экране образуется видимая картина пространственного распр деления плотности.

Следует отметить, что после подачи

ИК-импульса на экран температурный ельеф со временем расплывается, приводя к ухудшению контраста изображения, его искажению. Характерис тическим време ."ем

v тепловой релаксации элементов термоизображения размером Ь за счет температуропроводности люминесцентного экра» на является Тр, определяемое выражением

Я

Р 4ya где с» — приведенная температуропроводность экрана., оавная

a= (Kä ä K„6 )/(C„f b„+C„P„bn)r где К вЂ” теплопроводность;

С вЂ” теплоемкос ть;

P — плотность; толщина; индексы ц, и Л, подложка и слой люминофора соответственно. Поэтому подачу УФ подсветки на предлагаемый экран синхронизируют с ИК-импульсом и экспонируют экран под УФ возбуждением не более .,р . Это позволяет получить (картину, термоизображение (например, при съеме информации с экрана на фотопленку) хорошего качества с высоким контрастом.

9459 16

Использование в качестве приемного элемента экрана металлической подложки придает предлагаемому люминесцентному экрану высокую лучевую стойкость к коротким импульсам лазерного излучения вследствие высокой теплопроводности материала подложки, ее пластичности и устойчивости к термоупругим ударам. То, что сумма толшин подложки и слоя люминофора меньше линейного размера элемен- 1О та регистрируемого изображения (который обычно составляет (0,1-0,25 мм, т. е. не более десятых долей миллиметра), а также то, что толщина подложки одного порядка с толщиной слоя люминофора, t5 обеспечивает более высокую чувствительность предлагаемого экрана по сравнению с известным вследствие малой теплоемкости предлагаемого экрана.

Выбор диапазона отношений п . и =. 2o

= 1: 5 — 3: 1 обусловлен, с одной стороны, недостаточной лучевой стойкостью и механической прочностью экрана из за относительно малой толщины несущей металлической подложки и, следовательно, слишком 25 большого вклада в теплофиэические и механические свойства экрана свойств люминофора, а, с другой стороны, тем, что при соотношениях и / И ) 3 быстро уменьшаются чувствительность и разрешающая способность экрана, так как теплофизические свойства экрана определяются в основном свойствами подложки, обладающей высокими значениями теплопроводности и дающей основной вклад в теплоемкость экрана. Кроме того, при малой .Толщине экрана и соотношении Ф /tl > 3 яркость свечения экрана может быть недостаточна при регистрации видимой картины из юа малого количес тва лкФ I инофо 4О ра, приходящегося на единицу площади экрана. Чувствительность предлагаемого экрана можно увеличить, уменьшая отражаемую способность подложки как приемного элемента, например, 38 счет оксиди45 рования поверхности подложки, Предлагаемый экран позволяет улучшить условия эксплуатации Ilo сравнению с известным так как исследуемое ИК излучение подают с одной стороны (co стороны подложки), а возбуждение ультра50 фиолетом и съем информации с экрана проводят с другой - со стороны слоя люмино-, фора.

Плазменные явления (факелы), 06p8$ 55 шиеся над приемной поверхностью подложки при высших плотностях мощности ИК излучения, не мешают съему информации с экрана. Кроме того, конструкция предлагаемого экрана позволяет испольэовать для фоторегистрации фотокамеры, работающие в ждущем режиме.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется примерами.

Пример 1. Люминесцентный экран включает в свой состав подложку из алюминия толщиной 5 мкм и слой -термочувствительного люминофора состава

0,7ZII5. 0,3 CBS — 3 -10 .4с ;- 5 ° 10 Ni толщиной ""25 мкм т. е о .. Ил = 1: 5.

На экран со стороны подложки проецируют

ИК-импульс (Л = 10,6 мкм I „„=5 ° 1б с) в виде периодической структурй полос (Ь вЂ” ширина полос, т. е. линейный размер регистрируемого термоизображения, составляет 0,2 мм). Экран возбуждают синхронизированным с ИК-импульсом УФ импульсной подсветкой (с ф» 1,0- 10 с).

Регистрашпо информации с экрана проводят с помощью фотоприставки, работающей в ждущем режиме, на фоточленку РФ-3, Пороговый региструемый сигнал (пороговая чувствительность) составляет

2 ° 10 ll,æ/cì, разрешающая способность на экране 2 - 2,5 мм

Пример 2. Люминесцентный $Kp=lH вклю.изет в свой состав подложку из титана толщиной 20 MZM и c: ой термочувст ьительного люминофора состава 0,7Zn9»

II0,3 СЮ вЂ” 3-10 4Ас(- 5-10 М толщиной 15 мкм, т. е. 1> ..и 1,3: 1.

На экран со стороны подложки проецируют

ИК-импульс (Х = 10,6 мкм,Т„, .5.10 6с) в виде периодической структуры йолос (Ь = 0,2 мм). Экран возбуждают УФ им пульсной подсветкой (7, "3 ° 10 4с). Информацию с экрана снимают так же, как в примере 1.

Пороговый региструемый сигнал (пороговая чувствительность) составляет

1.10 1Дж/свР, разрешающая способность не хуже 2,5 мм ", порог повреждения экрана — 30 Дж/см °

Пример 3. Люминесцентный экран включает в свой состав подложку иэ тантала толщиной 50 мкм и слой люминофора состава 0,7 2п$ -0,,3 СВ$ — 3-10 АД

<5-10 Ni толщиной 16-17 мкм, т. е. Ип . И, — — 3: 1. На экран со стороны подложки проецируют Rc-импульс (Л = 10, 6 мкм, ,4 п. 5-10 Ьс в виде периодической структуры полос (Ь 0 35 мм). Экран возбуждают УФ подсветкой (Т ф» 1,5-10 4с).

Ииформашпо с экрана снимают так же, как в примере 1. Пороговый, регистрируемый сигнал (пороговая чувствительность) составляет 5 -10 Дж/см 1, разрешающая