DE3617929C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bildverstärker für Infrarot­ strahlung mit Wellenlängen im mittleren Infrarot gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bisher übliche Bildverstärker nützen die Photoelektronen­ emission als Primärphotodektionsprozeß aus und sind daher auf die 1 Mikrometer nicht überschreitenden Wellenlängen des sicht­ baren Lichts und des nahen Infrarots beschränkt, die zum Beispiel im Mondlicht oder Sternenlicht zur Verfügung stehen und die die für die Photoelektronenemission notwendige Energie aufweisen. Bei diesen Einrichtungen werden typischerweise Mikrokanal­ platten verwendet, um den Elektronenstrom zu verstärken, der dann zur Erzeugung eines sichtbaren Bildes auf einen Leucht­ schirm gelenkt wird.

Für Strahlung des mittleren Infrarotbereiches (d. h. durch Wärme erzeugte Strahlung), welche nicht genügend Energie für eine Photoelektronenemission aufweist, werden indirekte Abbildungs­ systeme verwendet, die Anordnungen von Halbleiterelementen ent­ halten, die über eine Vielzahl von Drähten mit Anzeigevor­ richtungen verbunden sind. Diese Systeme sind daher kompliziert, groß, schwer und teuer.

Ein Bildverstärker der eingangs genannten Gattung ist aus der US-PS 41 47 932 bekannt. Bei diesem bekannten Bildverstärker befindet sich auf einer relativ dicken, als Vakuumdichtung dienenden Trägerplatte eine Photoemissionsschicht, auf der die durch die Trägerplatte geleitete Strahlung ein elektroni­ sches Bild erzeugt, das auf die Eingangsseite einer Mikrokanal­ platte fokussiert wird. Eine abgewandelte Ausführungsform, die auch für Strahlung im mittleren und fernen Infrarot geeignet ist, hat außer der Photoemissionsschicht eine gesonderte Photo­ leiterschicht, die für die interessierende Strahlung empfindlich ist und mit der eigentlichen Photoemissionsschicht zusammenwirkt.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen für Infrarotstrahlung mit Wellenlängen im mittleren Infra­ rot oberhalb 1 µm geeigneten Bildverstärker zu schaffen, der einen einfachen Aufbau hat und keine aus zwei Schichten be­ stehende Photoemissionseinrichtung der bekannten Art benötigt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Gegenüber sonstigen bekannten Bildverstärkern für den mittleren Infrarotbereich hat die Erfindung u. a. den Vorteil, daß der Bildverstärker bei Raumtemperatur ohne die Notwendigkeit eines Kühlsystems betrieben werden kann.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge­ kennzeichnet.

An sich ist aus der US-PS 43 16 103 eine Schaltung bekannt, welche vom Ausgangssignal eines Strahlungsdetektors das Hinter­ grundsignal subtrahiert, um ein Nutzsignal zu erhalten. Ferner beschreibt die WO 85/00 465 einen Röntgen-Bildverstärker, der zur Erhöhung des Kontrastes eine faseroptische Platte enthält. Weiterhin ist aus der US-PS 41 00 445 ein Bildverstärker bekannt, der einen Bildschirm mit einer Szintillationsschicht enthält, die aus nebeneinander angeordneten Kristallnadeln aufgebaut ist. Schließlich ist es aus SOMMER, A. H.: "Photoemissive Materials", 1968, S. 144-153 bekannt, daß eine thermionisch emittierende Membran bei Bestrahlung mit mittlerem Infrarot Elektronen aufgrund des Photoeffektes emittieren kann, wenn die Wellenlänge der Strahlung bei etwa 1 µm liegt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bildverstärkers für das mittlere Infrarot;

Fig. 2 einen schematischen Vertikalschnitt einer Ausführungsform einer Bilderzeugungsstufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 die Ersatzschaltung für eine Einheit der Bilderzeugungsstufe gemäß Fig. 2;

Fig. 4 einen teilweise schematischen Vertikalschnitt einer anderen erfindungsgemäßen Bilderzeugungsstufe, und

Fig. 5 eine Ersatzschaltung für eine Einheit der Bilderzeugungsstufe gem. Fig. 4.

In Fig. 1 ist ein Bildverstärker 10 für das mittlere Infrarot dargestellt, der ein für das mittlere Infrarot transparentes Linsensystem 11, ein für das mittlere Infrarot transparentes Fenster 12, einen Mittel-Infrarotbildmodulator 14 (z. B. eine Pockels-Zelle, welche für die Strahlung während einer Periode T _d durchlässig ist und während einer genauso langen Periode während eines jeden Zyklus für Strahlung undurchlässig ist), eine Mikrokanalplatte 16 mit 50 bis 100 Mikrometer von Mitte zu Mitte beabstandeten leitenden Kanälen, einer Maximalverstärkung von 10⁴ und einer maximalen Ausgangsleistung von 10⁸ Elektronen pro Kanal und Sekunde, eine auf der Vorderseite der Mikrokanalplatte 16 angebrachte elektronenemittierende Einrichtung 18 in Form einer Membran, eine Siliciumdioxidträgerschicht 19 und eine Kathode 20 (Cs-O-Ag-Material Typ S1, mit einer niedrigen Austrittsarbeit von ungefähr 1,2 eV) und eine Bildextraktions- oder Bilderzeugungsstufe 22 enthält. Die Komponenten 12 bis 22 sind von einer zwischen den Komponenten 12 und 22 ausgebildeten Vakuumabdichtung umgeben.

Die Dicke der die Einrichtung 18 bildenden Membran beträgt zwischen 10 Nanometer und 10 Mikrometer, vorzugsweise zwischen 1 und 10 Mikrometer; sie sollte nicht so dünn sein, daß sie für Strahlung ohne Absorption durchlässg ist, und sie sollte nicht so dick sein, daß in ihr ein Temperatur­ gradient infolge einer Kühlung des Außenbereiches auftritt. Sie zeigt eine beträchtlche thermionische Emission bereits bei geringfügig erhöhten Temperaturen und hat eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit, um die Verluste durch Elektronenemission ohne Erzeugung eines störenden lateralen elektrischen Feldes auszugleichen.

Wie Fig. 2 zeigt, enthält eine erste Ausführungsform der Bilderzeugungsstufe 22 eine als Ausgangsfenster dienende Glasplatte 24, welche eine Schicht 26 aus vakuumaufgedampftem, transparentem, elektrisch leitfähigem Zinnoxid trägt. Über die Oberfläche der Zinnoxidschicht 26 verteilt sind Einheiten 23 angebracht, welche jeweils ungefähr 80 Mikrometer breit, voneinander um 100 Mikrometer von Mitte zu Mitte beabstandet und in der Draufsicht im wesentlichen quadratisch sowie zeilen- und spaltenweise auf der Glasplatte 24 angeordnet sind. Jede Einheit 23 enthält eine elektrolumineszierende Schicht 28 (z. B. aus einem elektrolumineszierenden Material aus einem Mitglied der Familie der Zinksulfide und z. B. zwischen 10 und 100 Mikrometer dick), darüber eine elektrisch leitfähige, metallische Schicht 30, z. B. aus einer Nickel-Chrom-Legierung, darüber eine 1 bis 10 Mikrometer dicke Glasschicht 32, darüber eine elektrisch leitfähige, metallische Kollektorschicht 34, und ein an die Schichten 28 bis 32 angrenzendes und unter die Kollektorschicht 34 reichendes Widerstandsmaterial 36.

In Fig. 3, welche die Ersatzschaltung für eine einzelne Einheit 23 zeigt, stellt I _e den auf die Kollektorschicht 34 auftreffenden Elektronenstrom dar. Ein Widerstand R ₁ wird durch die Glasschicht 32 und eine Kapazität C ₁ durch die Glasschicht 32 und die auf deren gegenüberliegenden Seiten befindlichen leitenden Schichten 30 und 34 gebildet. Ein Widerstand R ₂ wird durch die Zinksulfidschicht 28 und eine Kapazität C ₂ durch die Zinksulfidschicht 28 und die auf deren gegenüberliegenden Seiten sich überlappenden Bereiche der leitfähigen Schichten 26 und 30 gebildet. Das Material 36 bildet einen Überbrückungs- oder Ableitwiderstand R ₃. Außerhalb der abgedichteten Komponenten des Bildverstärkers 10 und mit der Zinnoxidschicht 26 verbunden, befindet sich eine Kapazität C ₃. Eine Stromversorgung P _s ist über einen äußeren Widerstand R ₄ mit der Zinnoxidschicht 26 verbunden. Die Materialien und Dimensionen der Komponenten in jeder Einheit 23 sind so ausgewählt, daß sich die gewünschten elektrischen Eigenschaften ergeben. Der Wert des Widerstandes R ₁ ist sehr viel größer als der Wert des Widerstandes R ₂; um dies zu erreichen, ist die Glasschicht 32 so ausgeführt, daß ihr Leckstrom so gering wie möglich ist. Der Wert der Kapazität C ₁ ist sehr viel größer als der Wert der Kapazität C ₂, und der Wert der Kapazität C ₃ ist sehr viel größer als der Wert der Kapazität C ₂, so daß das Verhältnis

1 : (1 + C ₂/C ₃ + C ₂/C ₁),

welches den Bruchteil der modulierten Komponente des Elektronenstroms angibt, der auf die elektrolumineszierende Schicht 28 auftrifft, so hoch ist wie möglich. Das Produkt aus dem Wert der Kapazität C ₂ und dem Wert des Widerstandes R ₂ ist sehr viel größer als der Wert von 1/w _m , wobei w _m /2 π die Eingangsstrahlungsmodulationsfrequenz des Modulators 14 ist. Die tatsächlichen Werte sind wie folgt:

C ₁ = 10^-13 F,
C ₂ = 10^-14 F,
R ₁ = 10¹⁵ Ohm,
R ₂ = 10¹³ Ohm,
R ₃ = 5 × 10¹² Ohm.

Dadurch wird der Wert der Relaxationszeitkonstante der elektrolumineszierenden Schicht 28 groß verglichen mit der Strahlungsmodulationsperiode, wodurch die Widerstandsverluste des modulierten Signals minimiert werden. Die maximal notwendige Durchschlagsfestigkeit der Kapazitäten beträgt 10⁵ Volt/cm.

In Fig. 4 ist ein teilweise schematisierter Vertikalschnitt einer zweiten Ausführungsform 22′ der Bilderzeugungsstufe dargestellt. Sie enthält eine untere als Ausgangsfenster dienende Glasplatte 50, auf die eine transparente, elektrisch leitfähige Zinnoxidschicht 52 aufgebracht ist. Diese trägt Einheiten 54, die jeweils ungefähr 80 Mikrometer breit, von den benachbarten Einheiten ungefähr 100 Mikrome­ ter von Mitte zu Mitte entfernt, in der Draufsicht im wesentlichen quadratisch und zeilen- und spaltenweise auf der Glasplatte 50 angeordnet sind. Jede Einheit 54 enthält eine Glasschicht 58, darauf eine elektrisch leitfähige, metallische Schicht 60, darauf eine elektrolumineszierende Schicht 62 und als oberen Abschluß eine elektrisch leitfähige Kollektorschicht 64. Neben den Schichten 58 bis 64 befinden sich eine elektrisch leitfähige Kollektorschicht 66 sowie Dioden D ₁, D ₂ und ein Widerstand R ₄, welche unter der Schicht 66 liegen und in Fig. 4 schematisch dargestellt sind. Zwischen 100 Mikrometer und 1 mm über den Kollektorschichten 64, 66 und mit diesen fluchtend, sind Wolframdrähte 68 mit einem Durchmesser von ungefähr 10 Mikrometer aufgespannt.

In Fig. 5 ist die Ersatzschaltung für eine Einheit 54 gezeigt. Durch die elektrolumineszierende Schicht 62 und die auf deren gegenüberliegenden Seiten angebrachten leitfähigen Schichten 60 und 64 wird eine Kapazität C ₄ gebildet. Eine Kapazität C ₅ wird in erster Linie durch die Glasschicht 58 und durch auf deren gegenüberliegenden Seiten befindliche, sich überlappende Bereiche der leitfähigen Schichten 52 und 60 sowie auch durch überlappende Bereiche der leitfähigen Schichten 52 und 66 und die Komponenten zwischen diesen gebildet. Die Materialien und Dimensionen der Komponenten sind so gewählt, daß der Wert des Widerstandes R ₄ zwischen 10¹² und 10¹³ Ohm liegt und vorzugsweise 10¹³ Ohm beträgt und der Wert der Kapazität C ₅ zwischen 10^-14 und 10^-15 Farad liegt. Ferner ist der Wert der Kapazität C ₅ mindestens zehnmal größer als der Wert der Kapazität C ₄; die maximale Durchschlagsstärke der Kapazitäten beträgt 10⁵ Volt/cm.

Beim Betrieb wird Mittel-Infrarotstrahlung durch das Linsensystem 11 auf die Frontmembran projiziert, um dort ein Infrarotbild im mittleren Wellenlängenbereich zu erzeugen, durch die einzelne Stellen der Membran in verschiedenem Maße erwärmt werden. Der Modulator 14 läßt wiederholt die eintretende Mittel-Infrarotstrahlung für eine Zeitspanne T _d passieren bzw. sperrt die eintretende Mittel-Infrarotstrahlung ebenfalls für eine Zeitspanne T _d , die Frequenz beträgt dabei 100 Hz. Von der Rückseite der Membran werden Elektronen emittiert, wobei das Maß der Emission von der Temperatur der Stellen der Membran, von denen die Emission erfolgt, abhängt. Die Elektronen treten in die verschiedenen Kanäle der Mikrokanalplatte 16 ein, wo sie vervielfacht werden. Der Elektronenstrom von der Mikrokanalplatte 16 wird auf die Bildextraktions- oder Bilderzeugungsstufe 22 gelenkt, wo der von der thermionischen Hintergrundemission herrührende (d. h. der nicht durch das auf der Membran gebildete Bild bewirkte) Elektronenstrom vom Gesamtstrom abgezogen wird. Das sichtbare, von der Bilderzeugungsstufe 22 wiedergegebene Bild basiert auf dem Differenzstrom.

Die in Fig. 2 und Fig. 3 genauer gezeigte Bilderzeugungsstufe 22 kann verwendet werden, wenn die vom Mittel-Infrarotbild herrührende thermionische Emission in ihrer Stärke mit der Hintergrundemission der Membran bei Raumtemperatur vergleichbar ist. Die in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigte Bilderzeugungsstufe 22′ kann verwendet werden, wenn die vom Mittel-Infrarotbild herrührende thermionische Emission wesentlich geringer ist als die Hintergrundemission der Membran bei Raumtemperatur.

Beim Betrieb der in Fig. 2 und 3 dargestellten Bilderzeugungsstufe fließt, da der Wert des Widerstandes R ₁ sehr groß ist, im wesentlichen die gesamte Gleichstromkomponente des Elektronenstromes I _e der Mikrokanalplatte durch den Nebenschlußwiderstand R ₃, und nur die vom Mittel-Infrarotbild auf der Membran herrührende Wechselstromkomponente des Elektronenstromes wird auf die elektrolumineszierende Schicht 28 gelenkt und erzeugt ein sichtbares Abbild des Mittel-Infrarotstrahlungsbildes auf der Membran.

Beim Betrieb der in Fig. 4 und 5 gezeigten Bilderzeugungsstufe werden die den Kollektorschichten 64 zugeordneten Drähte 68 und die den Kollektorschichten 66 zugeordneten Drähte 68 abwechselnd in Synchronisation mit dem Durchlassen und dem Sperren der In­ frarotstrahlung durch den Modulator 14 zwischen positiven und negativen Spannungen umgeschaltet. Wenn die Mittel-Infrarotstrahlung vom Modulator 14 durchgelassen wird, werden die Elektronen von der Mikrokanalplatte 16 durch das Anlegen einer positiven Spannung an die Drähte gegenüber den Kollektorschichten 64 und einer negativen Spannung an die Drähte gegenüber den Kollektorschichten 66 alle auf die Kollektorschichten 64 umgelenkt. Wenn die Mittel-Infrarot­ strahlung vom Modulator 14 gesperrt wird, werden die Elektronen von der Mikrokanalplatte 16 durch Anlegen einer negativen Spannung an die Drähte gegenüber den Kollektorschichten 64 und einer positiven Spannung an die Drähte gegenüber den Kollektorschichten 66 alle auf die Kollektorschichten 66 gelenkt.

Wird keine Mittel-Infrarotstrahlung auf die Membran projiziert, so sind die die Kollektorschichten 64 und 66 treffenden Elektronenströme gleich; die Potentiale an den Kollektorschichten 64 und 66 sind gleich, und es gibt kein Querpotential an der elektrolumineszierenden Schicht 62 (Kapazität C ₄ in Fig. 5). Wenn ein Infrarotbild des mittleren Wellenlängenbereiches auf die Membran projiziert wird, dann unterscheiden sich die auf die Kollektorschichten 64 und 66 treffenden Elektronenströme, und an den elektrolumineszierenden Schichten 62 tritt eine dem Produkt aus der Differenz der Elektronenströme und dem Wert des Widerstandes R ₄ gleiche Potentialdifferenz auf und bewirkt die Wiedergabe eines sichtbaren Bildes.

Die oben beispielsweise beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung lassen sich selbstverständlich in der verschiedensten Weise abwandeln ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Beispielsweise können andere Membran- und Kathodenmaterialien verwendet werden (abhängig z. B. von den Betriebstemperaturen und der zu erfassenden Strahlung), und es können abweichende Vorrichtungen verwendet werden, um aus dem Elektronenstrom die mit den Infrarotbildern in Beziehung stehenden Signale zu erzeugen. Das oben beschriebene Cs-O-Ag-Kathodenmaterial hat um 300 K eine brauchbare thermionische Emission; (BaO/SrO)-Ni hat im Bereich von 400 K bis 700 K eine brauchbare Emission, und Ba-W hat im Bereich von 375 K bis 500 K eine verwendbare Emission. Andere mögliche Kathodenmaterialien mit niedriger Austrittsarbeit sind in Tabelle 4.1 bei Bleaney et al., "Electricity and Magnetism" (Oxford at the Clarendon Press, 1965) S. 92 aufgelistet.

Es können verschiedene Materialien und Komponenten verwendet werden, um die in Fig. 3 und 5 dargestellten Ersatzschaltungen zu erhalten, und es können Modifikationen dieser Schaltungen vorgenommen werden, welche auf denselben Prinzipien für die Extraktion von Bildsignalen basieren. Auch kann in der Bilderzeugungsstufe ein sichtbares Bild durch Leuchtdioden hervorgerufen werden; Flüssigkristalle oder Plasmazellenkanäle (siehe z. B. in G. F. Weston und R. Bittleston, "Alphanumeric Displays", Mc Craw Hill, 1982) können anstatt der elektrolumineszierenden Materialien verwendet werden. Die Helligkeit einer durch eine dieser Einrichtungen erzeugten Darstellung kann durch eine zweite Bildverstärkerstufe oder sogar durch eine zweite und eine dritte Bildverstärkerstufe erhöht werden, so wie es bei einigen bekannten Nachtsichtgeräten üblich ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den von der Mikrokanalplatte austretenden Elektronenstrom direkt auf einen Leuchtschirm treffen zu lassen und aus der sich ergebenden sichtbaren Darstellung mittels bekannter optischer Bildverarbeitungstechniken das Infrarotbild zu extrahieren.

Claims (11)

1. Bildverstärker für Infrarotstrahlung mit Wellenlängen im mittleren Infrarot oberhalb 1 µm, mit
einer Mikrokanalplatte (16) als verstärkendem Element,
einer von der Mikrokanalplatte (16) angebrachten elektronen­ emittierenden Einrichtung (18), und
einem die Infrarotstrahlung auf die elektronenemittierende Ein­ richtung (18) abbildenden Linsensystem (11),
wobei die von der elektronenemittierenden Einrichtung (18) emittierten Elektronen in Kanälen der Mikrokanalplatte (16) vervielfacht werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektronenemittierende Einrichtung (18) eine thermionisch emittierende Membran ist, welche bei Bestrahlung durch die Infrarotstrahlung so stark erwärmt wird, daß sie Elektronen emittiert, und
daß die Membran eine Dicke kleiner als 10 µm hat und so montiert ist, daß auf ihrer Oberfläche ein zweidimensionales, mit dem Infrarotbild übereinstimmendes Temperaturdifferenzmuster erzeugt wird, so daß die Anzahl der von einem Punkt der Membran emit­ tierten Elektronen durch die Temperatur der Membran in diesem Punkt bestimmt ist.

2. Bildverstärker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bilderzeugungsstufe (22; 22′) zur Erzeugung eines sichtbaren Abbildes des Infrarotbildes aufgrund des von der Mikrokanal­ platte (16) gelieferten Elektronenstrom.

3. Bildverstärker nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Modulator (14), der wiederholt die Infrarotstrahlung zu der Membran durchläßt bzw. von der Membran fernhält, und eine Bilderzeugungsstufe (22; 22′), welche durch eine Vielzahl von durch eine Glasplatte (24; 50) getragenen einzelnen Einheiten (23; 54) gebildet wird, wobei jede Einheit (23; 54) ein sichtbares Licht erzeugendes Element enthält, und durch welche Signale gewonnen werden, deren Stärke von der Differenz des Elektronenstroms, der sich ohne Abbildung des Infrarot­ bildes auf die Membran ergibt, und des Elektronenstroms bei auf die Membran abgebildetem Infrarotbild abhängt.

4. Bildverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einheit (23) eine R/C-Schaltung (R ₂, C ₁) enthält, so daß die sich verändernde Komponente des Elektronenstroms von der Mikrokanalplatte (16) an dem sichtbares Licht erzeugen­ den Element auftritt und die sich nicht verändernde Komponente durch andere elektrische Komponenten der Einheit (23) abfließt.

5. Bildverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einheit (54) zwei den Elektronenstrom aufnehmende Kollektorschichten (64, 66) enthält und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, durch die der Elektronenstrom in Synchronisation mit der durch den Modulator (14) zur Membran durchgelassenen und am Auftreffen auf die Membran gehinderten Infrarotstrahlung alternierend auf die eine Kollektorschicht (64) und dann auf die andere Kollektorschicht (66) gelenkt wird.

6. Bildverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einheit (54) Einrichtungen (D ₁, D ₂) enthält, durch die dem sichtbares Licht erzeugenden Element Signale zugeführt werden, die bezüglich ihrer Stärke von der Differenz der von den Kollektorschichten (64, 66) aufgenommenen Elektronenflüsse abhängen.

7. Bildverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Elektronen des sichtbares Licht erzeugenden Elementes direkt verbunden mit den oder Bestandteil der beiden Kollektor­ schichten (64, 66) sind, welche jeweils mit einem gemeinsamen Widerstand (R ₄) verbunden sind.

8. Bildverstärker nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das sichtbares Licht erzeugende Element eine elektrolumineszierende Schicht (28; 62) ist.

9. Bildverstärker nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das sichtbare Licht erzeugende Element aus einem elektrolumineszierenden Material aus der Familie der Zinksulfidverbindungen hergestellt ist.

10. Bildverstärker nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das sichtbares Licht erzeugende Element eine Leuchtdiode, ein Flüssigkristallelement oder ein Plasmaplattenelement enthält.

11. Bildverstärker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran als Kathodenmaterial Cs-O-Ag, (BaO/SrO)-N oder Ba-W enthält.