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Einrichtung zur Abtastung einer Elektronen quelle, insbesondere einer Photolmthodenïläche in Fernseh-Bildzeriegerrohren.
Es sind Fernseh-Bildzerlegerröhren bekannt. bei denen ein Bild des zu übertragenden Gegenstandes oder Vorganges auf eine Photokathode geworfen wird, auf der dann ein in seiner räumlichen Dichteverteilung den Helligkeitswerten des Bildes entsprechendes Elektronenbündel entsteht. Die Photokathode wird innerhalb der Röhre auf eine zweite Ebene elektronenoptisch abgebildet, die eine Abtastsonde enthält. Das gesamte Elektronenbündel wird nach zwei Richtungen über die Abtastsonde hinweggezogen, so dass nacheinander die Elektronen jedes Bildpunkte einmal auf die Sonde fallen.
Auf die Weise wird das Bild in zeitlich aufeinanderfolgende elektrische Impulse umgewandelt.
Für die praktische Durchführung sind verschiedene Konstruktionen bekanntgeworden, denen jedoch gewisse Nachteile anhaften. Bei der einen Anordnung wird das optische Bild von der einen Seite auf die Photokathode geworfen, während die Elektronen auf der andern Seite austreten. Die Photokathode muss in diesem Fall sehr dünn, in der Regel durchsichtig sein. Dies bringt den Nachteil, dass ihre Elektronenergiebigkeit geringer ist als die einer undurchsichtigen Photokathode, welche von derselben Seite belichtet wird, auf der die Elektronen austreten.
Bei einer andern Konstruktion kann zwar eine undurchsichtige Kathode verwendet werden. Es wird jedoch als Anode ein durchbrochener Schirm verwendet, damit das Licht ungehindert durch die Anode hindurchtreten kann. Dann besteht der Nachteil, dass sich die Maschen des Anodennetzes als Schatten auf dem optischen Bild abzeichnen und dass die Elektronen, bevor sie auf die Abtastsonde gelangen, durch die Anode hindurchtreten müssen. Dadurch entstehen Verzerrungen, da jede Öffnung der Anode als elektronenoptische Linse wirkt.
Bei einer dritten Anordnung ist längs der Röhrenwandung ein hochohmiger Belag angeordnet, um im Röhreninnern einen gleichmässigen Potentialanstieg zu erzeugen. Ein solcher Belag ist jedoch praktisch sehr schwer herzustellen.
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ein ungleichförmiges Beschleunigungsfeld verwendet wird. Es wird dann zwar vom grössten Teil des Bildes gar kein scharfes Abbild in der Ebene der Abtastsonde erhalten. Dies ist jedoch kein Nachteil. wenn nur der jeweils abgetastete kleine Bereich scharf abgebildet wird. Dies lässt sich aber auch mit einem ungleichförmigen elektrischen Feld einwandfrei erreichen.
Die Abtastsonde wird am besten in bekannter Weise innerhalb einer rohrförmigen Abschirmung angeordnet. Beide Elektroden stellen zusammen eine fingerförmige Anode dar, die an einem Ende der Röhre von der Seite her ins Innere ragt. Während nun bei den bisherigen Anordnungen ausser der Photokathode und dieser Anode stets noch besondere Vorkehrungen zur Erzeugung eines homogenen Feldes getroffen wurden, brauchen nach der Erfindung nur die Photokathode und die fingerförmige Anode ins Innere des Vakuumgefässes eingebaut werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausfübrungsbeispiels, u. zw. einer Bildzerlegerröhre, beschrieben. Sie ist jedoch auch in andern Fällen anwendbar und bezieht sieh ganz allgemein auf die Analyse der räumlichen Dichte einer Elektronenentladung.
In der Zeichnung stellt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Bildzerlegerröhre dar, während Fig. 2 eine Ansicht in Richtung der Achse und Fig. 3 einen vergrösserten Schnitt durch die Anode darstellen. Die Fig. 4,5 und 6 stellen schematisch die Elektronenbahnen während verschiedener Stadien einer Abtastperiode dar, und die Fig. 7 und 8 zeigen zwei Möglichkeiten, wie die Anode an die Spannungen angeschlossen werden kann.
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optisch plan ist. Am andern Ende befindet sich ein Kathodenspiegel14, welcher durch Klammern 16 auf der Platte 15 gehalten wird. Die Enden 22 der Klammern dienen zugleich zur Kontaktgabe. Die
Kathode ist mittels der Haltedrähte 19 und einer Sehelle 20 auf dem Fuss 17 befestigt, durch den der Zuleitungsdraht 24 hindurchgeführt ist.
Die ebene Kathode wird vor dem Einbau versilbert und später mit einer photoelektrischen Schicht 24 versehen.
Die fingerförmige Anode ist am andern Ende der Röhre eingebaut, u. zw. möglichst dicht hinter dem Fenster 12. Sie enthält (Fig. 3) eine rohrförmige Abschirmung 25, die in den Ansatz 26 der Röhre eingeschmolzen ist und an der Stelle, wo sie die Röhrenaehse schneidet, eine Abtastöffnung 27 aufweist. Hinter dieser Öffnung, innerhalb der Abschirmung, befindet sich die Sonde 29, die durch einen isolierenden Halter. 30 getragen wird und mittels des Drahtes. 31 gesondert aus der Röhre herausgeführt ist. Ausserhalb der Röhre wird dieser Draht von einer Abschirmung 34 umgeben, die mit der inneren Abschirmung durch eine Leitung : verbunden ist.
Vor dem Fenster 12 befindet sich eine Linse 35. die den zu übertragenden Gegenstand oder Vorgang auf die Kathode abbildet. Die Anode kann unbedenklich im Lichtweg belassen werden, da sie infolge ihrer grossen Entfernung von der Kathode keinen scharfen Schatten auf diese wirft und wegen ihrer Kleinheit auch nur wenig Licht verschluckt.
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und mittels des Widerstandes 44 regelbarer Gleichstrom fliesst. Der Strom wird so gewählt, dass die Kathode in die Ebene der Abtastsonde abgebildet wird.
Die Fig. 7 und 8 zeigen zwei Möglichkeiten, wie die Anoden an Spannung gelegt werden können.
Fig. 7 stellt eine Schaltung dar, in welcher der negative Pol 45 einer Spannungsquelle 46 mit der Kathode
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üblichen Verstärker.
Die in Fig. 8 dargestellte Schaltung weicht nur insofern von der eben beschriebenen ab. als die Spannungen der inneren und äusseren Anode vertauscht sind : die Abschirmung hat das höhere Potential. In diesem Falle erzeugen die Elektronen hoher Geschwindigkeit Sekundärelektronen beim Aufprall auf die Sonde. Diese Sekundärelektronen haben verhältnismässig geringe Geschwindigkeit und werden von der Innenwand der Abschirmung aufgefangen : sie addieren sich daher zu den von der
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des Stromes, welcher durch den Widerstand 48 fliesst, und damit eine Verstärkung der Signale.
In den Fig. 4, 5 und 6 ist schematisch dargestellt, wie die Elektronen während der Abtastung innerhalb der Röhre laufen. In Wahrheit ist die Bahn des einzelnen Elektrons eine Spirale. Die von einem bestimmten Punkt ausgehenden Elektronen besehreiben Bahnen, die innerhalb eines Rotationskörpers liegen. In der Zeichnung ist jeweils nur die Achse dieses Rotationskörpers dargestellt. In Fig. 5 ist die Abtastung eines in der Bildmitte liegenden Punktes dargestellt, während die beiden andern
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fallen. bewirken immer eine scharfe Abbildung des jeweils abgetasteten Bildpunktes, und nur auf diese Elektronen kommt es an. Die Ungleichförmigkeit des elektrischen Zugfeldes ist also kein Nachteil.