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Einrichtullg mit einer elektrischen Entladullgsröhre.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungseinrichtung, insbesondere eine solcher Art, bei der eine Verstärkung eines Primärelektronenstromes, der z. B. von einer Thermokathode oder einer photoelektrischen Kathode emittiert wird, durch Ausnutzung der Sekundäremission erhalten wird.
Wenn eine Elektrode einem Elektronenbombardement ausgesetzt wird, so werden in gewissen Fällen Sekundärelektronen ausgelöst. Das Verhältnis zwischen der Anzahl der Sekundärelektronen und der Anzahl der Primärelektronen hängt teilweise von der Geschwindigkeit ab, mit der die Primärelektronen die sekundäremittierende Oberfläche treffen und teilweise von der Beschaffenheit dieser Oberfläche. Dieses Verhältnis kann bedeutend grösser als eins sein, wenn die Primärelektronen eine Oberfläche entsprechender Beschaffenheit treffen.
Wenn die aus dieser Oberfläche austretenden Sekundärelektronen ihrerseits mit hinreichender Geschwindigkeit eine folgende Elektrode gleicher Art treffen, wird das Verhältnis zwischen der Anzahl der aus dieser Elektrode austretenden Sekundärelektronen und der diese Elektrode treffenden Elektronen wieder beträchtlich grösser als eins sein usw. Es lässt sich auf diese Weise mit einer Anzahl solcher in Kaskade angeordneter Sekundäremissionselektroden eine beträchtliche Verstärkung des ursprünglichen Primärelektronenstromes erhalten, wobei die grösste Wirkung erzielt wird, wenn die Elektronen von einer Elektrode praktisch ohne Verluste auf die folgende Sekundäremissionselektrode fokussiert werden.
Es sind bereits verschiedene Mittel angegeben worden, um die Elektronen von einer der Elektroden eines solchen Elektronenvervielfachers auf eine andere bestimmte Elektrode zu richten. So wurde bereits vorgeschlagen, durch Anordnung bestimmter elektrischer Felder und eines Magnetfeldes die Elektronen längs Bahnen bestimmter Form von der einen Sekundäremissionselektrode einer Verviel- fachungsröhre zu einer bestimmten ändern Elektrode zu fiihren. Obwohl mit solchen Vervielfachen gute Ergebnisse erzielt werden können, macht das Vorhandensein eines Magneten die Bauart der
Röhre verhältnismässig verwickelt und es können in manchen Fällen von diesem Magneten störende
Einflüsse auf andere mit der Röhre verbundene Teile des Gerätes ausgehen.
Ein anderes bekanntes Mittel besteht darin, dass die Elektronen mittels elektrostatischer Linsensysteme entsprechend fokussiert werden : auch diesen Anordnungen haftet der Nachteil an, dass der innere Bau einer solchen Röhre verhältnismässig umständlich ist.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Elektronenvervielfacher, bei dem ohne elektrostatische oder magnetische Hilfsmittel ein richtiger Lauf der verschiedenen Elektronen erhalten wird. Ein solcher Elektronenvervielfacher enthält, wie bekannt, ein Elektrodensystem mit einer Kathode, einer Anode und einer Anzahl von Sekundäremissionselektroden, die in zwei parallelen Ebenen angeordnet, in der Längsrichtung der Röhre ungefähr gleich bemessen sind und an Spannungen angeschlossen sind, die eine von der Kathode zu der Anode ansteigend arithmetische Reihe bilden. Erfindunggemäss beträgt der Abstand zwischen den beiden Ebenen etwa drei Viertel der Länge einer Elektrode und die Spannungsdifferenz aufeinanderfolgender Sekundäremissionselektroden liegt in der Grössenordnung von einem oder einigen Volt.
Es hat sich gezeigt, dass bei diesen Verhältnissen der Abstände und Spannungen der aus einer Thermo- oder Photokathode austretende Primärelektronenstrom im Zickzack durch die Röhre hindurch längs einer Anzahl von Sekundäremissionselektroden geführt werden kann, ohne dass besondere elektrostatische oder magnetische Felder vorgesehen zu werden brauchen.
Zweckmässig werden die am Anfang bzw. am Ende des Elektrodensystems angeordnete Kathode und Anode derart ausgebildet, dass diese Elektroden mit wenigstens einem Teil ihrer Oberfläche den Zwischenraum zwischen den beiden parallelen Ebenen, in denen die Sekundäremissionselektroden liegen, an seinen beiden Enden abschliessen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, insbesondere für die Herstellung der Röhre und die Erzielung der richtigen Elektronenbahnen, dass die Sekundäremissionselektroden über einen Teil ihrer Oberfläche aus vollem Baustoff bestehen und über den Rest ihrer Oberfläche gitterförmig sind. Die vollen Teile dieser Elektroden sind dann auf der inneren Seite mit gut Sekundärelektronen emittierendem Stoff, z. B. Cäsiumoxyd überzogen.
Zweckmässig sind die Elektroden derart einander gegenüber angeordnet, dass der volle Teil der ersten Sekundäremissionselektrode gerade dem gitterförmigen Teil der folgenden gegenüberliegt, der volle Teile dieser Elektrode wieder dem gitterförmigen Teil der
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Anordnung der Sekundäremissionselektroden ermöglicht es, bei der Herstellung der Röhren das zur Aktivierung der sekundäremittierenden Teile der Elektroden benutzte Hochfrequenzfeld bequem durch die gitterförmigen Teile der Elektroden hindurch zur Einwirkung zu bringen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung durch Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt eine Entladungsröhre nach der Erfindung und die Fig. 2 und 3 stellen einen Teil einer Schaltung, in der eine solche Röhre zur Verwendung kommen kann, dar.
In Fig. 1 ist die Wand einer entlüfteten Entladungsröhre mit T bezeichnet. In der Röhre sind parallel zueinander zwei, z. B. aus Glimmer hergestellte plattenförmige Träger M und M'angeordnet,
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bezeichneten Elektroden liegen in zwei zueinander parallelen Ebenen in der Röhre. Sie bestehen je aus einem vollen Teil a und einem gitterförmigen Teil b ; der volle Teil der Elektroden 2,"j, 4, 5 und 6 ist mit einem gut Sekundärelektronen aussendenden Stoff, z. B. Cäsiumoxyd, überzogen. Jede Elektrode ist mittels Lappen n od. dgl. an den Trägern M und M'befestigt ; weiters ist eine Anzahl von Zu- führungsleitern 11, 12, 1 . H, , 15, 16 und 17 mit den Elektroden verbunden und durch die Quetsch- stelle der Röhre nach aussen geführt.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Elektroden 2, 4 und 6 derart angeordnet, dass der volle Teil derselben dem gitterförmigen Teil der Elektroden ; j, 5 und 7 gegenüberliegt. Der Teil 1 a der Elektrode 1, der als photoelektrische oder als Thermokathode wirken kann, bildet die Kathode der Röhre. Der Teil 7 a der Elektrode 7 bildet die Anode der Röhre.
Wie bereits erwähnt, haben die Sekundäremissionselektroden die gleichen Abmessungen und es beträgt der Abstand zwischen den beiden Ebenen, in denen sie angeordnet sind, drei Viertel der Länge einer jeden Elektrode.
Die Herstellung der Röhre nach Fig. 1 kann wie folgt vor sich gehen : Die Elektroden werden zunächst an den Trägern M und M'befestigt und dann mit ihren Zuführungsleitern verbunden ; das
Ganze wird sodann in die Quetschstelle der Röhre T eingeschmolzen, worauf die Röhre entlüftet wird.
Dann werden die Sekundäremissionselektroden aktiviert, was auf die für photoelektrische Kathoden, die aus Cäsium-Cäsiumoxyd bestehen, bekannte Art erfolgen kann.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, kann zur Erzielung der richtigen Spannungsverteilung die Kathode 1, in diesem Fall eine Photokathode, die von Lichtstrahlen aus einer Lichtquelle L getroffen wird, mit der negativen Seite eines Spannungsteilers R verbunden werden ; die erste Sekundäremissionselektrode, die Elektrode 2, deren Oberfläche der Kathode 1 gegenüberliegt, wird dann mit einem mehr positiven Punkt 1 V verbunden, während die weiteren Elektroden. 3,4, 5, 6 bzw. 7 an solche Punkte angelegt werden, dass ihre Spannungen 2 V, 3 V, 4 V, 5 V bzw. 6 V betragen. Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, werden Photoelektronen aus dem Teil 1 a der Kathode 1 austreten und längs durch die gestrichelten Linien e angedeuteter Bahnen über die Elektroden 2,. 3, 4, 5 und 6 schliesslich die Anode 7 auf dem Teil 7 a treffen.
Diese Anode ist über einem Widerstand r mit dem positiven Ende des Spannungsteilers R verbunden.
In der Schaltung der Fig. 3 ist eine Röhre mit etwas abgeänderter Kathodenbauart verwendet.
In einem Ansatz t der Entladungsröhre befindet sich ein Kathodenkörper 21, der bei 22 mit einem elektronenemittierenden Stoff versehen ist. Der Kathodenkörper ist von einer Elektrode 23 umgeben, die auf der dem Inneren der Röhre zugekehrten Seite durch einen gitterförmigen Teil 25 abgeschlossen ist, der mit den sekundäremittierenden Elektroden 3 und 5 in einer Ebene liegt und zur Bildung einer virtuellen Kathode auf der dem Inneren der Röhre zugewendeten Oberfläche dient. Die Schaltung enthält weiters noch einen Eingangswiderstand 26, eine Batterie 27 und einen Spannungsteiler 28.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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