DE1014242B - Secondary emission multiplier with a photocathode that produces glowing light in the anode compartment - Google Patents

Secondary emission multiplier with a photocathode that produces glowing light in the anode compartment

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DE1014242B
DE1014242B DEE5259A DEE0005259A DE1014242B DE 1014242 B DE1014242 B DE 1014242B DE E5259 A DEE5259 A DE E5259A DE E0005259 A DEE0005259 A DE E0005259A DE 1014242 B DE1014242 B DE 1014242B
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James Dwyer
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    • H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/04—Electron multipliers
    • H01J43/28—Vessels, e.g. wall of the tube; Windows; Screens; Suppressing undesired discharges or currents

Landscapes

  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft Sekundäremissionsvervielfacher der Ausführung, bei der eine oder mehrere Sekundärelektronen emittierende Sekundäremissionselektroden innerhalb einer Hülle angeordnet sind, in der sich ebenfalls eine Fotokathode und eine Anode befinden. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß das einfallende Licht an der Fotokathode die Emission von Elektronen hervorruft und der Aufprall dieser Elektronen auf der Sekundäremissionselektrode oder den Sekundäremissionselektroden die Emission einer größeren Anzahl Sekundärelektronen als Primärelektronen hervorruft, wodurch der durch die Anode aufgenommene Elektronenstrom größer ist als der Elektronenstrom, der von der Kathode herrührt. Bei derartigen Sekundäremissionsvervielfachern besteht die Hülle normalerweise aus Glas, und es wurde bisweilen festgestellt, daß Störsignale auftreten infolge des Einfalls an der Kathode von Licht, das in der Nachbarschaft der Anode durch Glimmentladung erzeugt wird und längs der Hülle infolge innerer Reflexion in ihrer Wandung und/oder zwischen der Wandung und der Vorrichtung oder den Vorrichtungen. Bei Vervielfachern der erwähnten Ausführung werden indessen die Sekundäremissionselektroden bisweilen von Glasstäben getragen, die parallel zur Achse der Hülle angeordnet sind, und es können Störeffekte hervorgerufen werden durch Licht, das auf die Kathode vermittels der Stäbe vom Anodenende der Röhre übertragen wird.The invention relates to secondary emission multipliers of the type in which one or more Secondary electron-emitting secondary emission electrodes are arranged within a shell, in which there is also a photocathode and an anode. The arrangement is made so that the incident light on the photocathode causes the emission of electrons and the impact of these electrons on the secondary emission electrode or electrodes cause the emission causes a greater number of secondary electrons than primary electrons, whereby the through The electron current absorbed by the anode is greater than the electron current drawn by the cathode originates. In such secondary emission multipliers, the envelope is usually made of Glass, and it has sometimes been found that spurious signals occur as a result of incidence at the Cathode of light that is generated in the vicinity of the anode by glow discharge and along the shell as a result of internal reflection in its wall and / or between the wall and the Device or devices. In the case of multipliers of the above-mentioned embodiment, however the secondary emission electrodes are sometimes supported by glass rods which are arranged parallel to the axis of the envelope are, and it can interfering effects are caused by light that mediates on the cathode the rods is transferred from the anode end of the tube.

Der Zweck der Erfindung ist die Angabe von Mitteln, um diese unerwünschten Effekte herabzusetzen.The purpose of the invention is to provide means to reduce these undesirable effects.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sekundäremissionsvervielfacher mit einer Fotokathode, einer Anode und dazwischenliegenden Sekundäremissionselektroden in einem evakuierten Glasgefäß, bei dem im Anodenraum Glimmlicht entsteht; gemäß der Erfindung wird die Einwirkung dieses Glimmlichtes auf die Fotokathode auf direktem Wege durch die Ausbildung der Sekundäremissionselektroden und auf indirektem Wege über die Glaswand durch Anbringung lichtschwächender Mittel an oder in die Glaswand zwischen Anode bzw. Sekundäremissionselektroden und Fotokathode verhindert. ,The invention relates to a secondary emission multiplier with a photocathode, an anode and secondary emission electrodes in between in an evacuated glass vessel in which glowing light is generated in the anode compartment; according to the invention the effect of this glow light on the photocathode is directly through the training the secondary emission electrodes and indirectly via the glass wall by attachment light attenuating agents on or in the glass wall between the anode or secondary emission electrodes and photocathode prevented. ,

Es sind Ausführungen von Sekundäremissionsvervielfachern mit mehreren Stufen bereits bekannt, bei denen der fotoempfindliche Teil von dem Vervielfacher durch Mittel in Gestalt von nach innen gerichteten Vorsprüngen aus isolierendem Material (Glas) getrennt wird. Diese Konstruktionen dienen indessen anderen Zwecken und betreffen nicht die Lösung der Aufgabe, die durch die vorliegende Erfindung gelöst wird.They are versions of secondary emission multipliers with several stages already known in which the photosensitive part of the multiplier by means in the form of inwardly directed projections made of insulating material (glass) is separated. These constructions, however, serve other purposes and do not relate to the solution Object that is achieved by the present invention.

Die Erfindung wird nun an Hand der ZeichnungenThe invention will now be made with reference to the drawings

SekundäremissionsvervielfacherSecondary Emission Multiplier

mit einer Fotokathode,with a photocathode,

bei dem im Anodenraumwith the one in the anode compartment

Glimmlicht entstehtGlow light is created

Anmelder:Applicant:

Electric & Musical Industries Limited,
Hayes, Middlesex (Großbritannien)Electric & Musical Industries Limited,
Hayes, Middlesex (Great Britain)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Bischoff, Patentanwalt,
Hannover, Hainhoelzerstr. 3Representative: Dipl.-Ing. W. Bischoff, patent attorney,
Hanover, Hainhoelzerstr. 3

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 27. März 1951 und 17. März 1952Claimed priority:
Great Britain March 27, 1951 and March 17, 1952

James Dwyer, McGee, London,
ist als Erfinder genannt wordenJames Dwyer, McGee, London,
has been named as the inventor

beispielsweise näher erläutert, wobei die Fig. 1, 2 und 3 verschiedene Ausführungsformen der Erfindung darstellen, angewandt auf Sekundäremissionsvervielfacher der obenerwähnten Ausführung.for example explained in more detail, with FIGS. 1, 2 and 3 different embodiments of the invention are applied to secondary emission multipliers of the above-mentioned embodiment.

Die in Fig. 1 dargestellte Sekundäremissionsvervielfacherröhre ist mit einer im wesentlichen zylindrischen Glashülle 1 versehen, deren eines Ende durch eine im wesentlichen flache, durchsichtige Glasendwand 2 abgeschlossen ist, an deren Innenflächen eine Fotokathode 3 angebracht ist. Eine elektrische Verbindung zur Kathode 3 wird mittels eines Kontaktteiles 4 hergestellt, das luftdicht zwischen der Wandung 2 und dem Ende der Hülle 1 eingeschweißt ist. Das andere Ende der Hülle 1 wird durch eine Grundplatte 5, die Kontakte trägt, abgeschlossen.
-™ Innerhalb der evakuierten Hülle 1 ist zwischen der 4S Kathode 3 und der Grundplatte 5 eine Anzahl von Sekundärelektronen emittierenden Sekundäremissionselektroden 6 und eine Elektronensammelanode 7 angebracht. Jede der Sekundäremissionselektroden 6 besteht aus einem schachteiförmigen Gefüge 8, wobei die nach der Kathode gerichtete Seite durch ein Drahtnetz 9 abgedeckt ist, während die andere Seite eine Anzahl schräg angeordneter Entlüftungsöffnungen 10 hat. Jede Sekundäremissionselektrode 6 ist mit Flanschen 11 versehen, wodurch eine Reihe von ihnen alsThe secondary emission multiplier tube shown in Fig. 1 is provided with a substantially cylindrical glass envelope 1, one end of which is closed by a substantially flat, transparent glass end wall 2, on the inner surfaces of which a photocathode 3 is attached. An electrical connection to the cathode 3 is established by means of a contact part 4 which is welded in airtight manner between the wall 2 and the end of the casing 1. The other end of the sheath 1 is closed off by a base plate 5 which carries contacts.
- ™ within the evacuated envelope 1 is mounted between the 4 S cathode 3 and the base plate 5, a number of secondary electron emitting secondary emission electrodes 6, and an electron collection anode. 7 Each of the secondary emission electrodes 6 consists of a box-shaped structure 8, the side facing the cathode being covered by a wire mesh 9, while the other side has a number of obliquely arranged ventilation openings 10. Each secondary emission electrode 6 is provided with flanges 11, whereby a number of them as

709 658/315709 658/315

ein Einlieitsgefüge durch Glasstäbe 12 zusammengefaßt werden kann. Die Eritlüftungsöffnungen 10 der benachbarten Sekundäremissionselektroden 6 sind, wie dargestellt, entgegengesetzt gerichtet. In der Zeichnung sind sechs Sekundäremissionselektroden beispielsweise dargestellt Die verwendete Anzahl kann natürlich für verschiedene Röhren nach dem Grad der verlangten Verstärkung verändert werden. Die Anode 7 wird durch'' einen Arm 13 gehalten, der durch die Wandung der:Hüllel eingeschmolzen ist ίο und elektrisch mit der Kontaktkappe 14 verbunden ist. Zwischen der Kathode· 3 und der ersten Sekundäremissionselektrode 6 ist die Hülle 1 zu einem hineinragenden Teil 15 ausgebildet, dessen innere und/oder äußere Flächen undurchsichtig gemacht sind, beispielsweise durch Bemalung. Falls gewünscht, kann das für den Teil 15 der Hülle 1 verwendete Glas von dunkler Farbe sein, so daß es das Licht in dieser Gegend schwächt. Wird die Vorrichtung mit Licht, das auf die Kathode. 3 einfällt, betrieben und die Sekundäremissionselektroden' 6 und die Anode 7 positiv in bezug auf die.Kathode gehalten, so prallen Elektronen, die durch die Kathode 3 emittiert werden, auf die erste Sekundäremissionselektrode 6 auf und erzeugen Sekundärelektronen, die auf die nächste Sekundäremissionselektrode der Reihe aufprallen und weitere Sekundärelektronen frei machen usw., wobei die Sekundärelektronen, die durch die letzte Sekundäremissionselektrode 6 der Reihe emittiert werden, durch die Anode 7 aufgefangen werden.an infiltration structure combined by glass rods 12 can be. The ventilation openings 10 of the adjacent secondary emission electrodes 6 are as shown, in the opposite direction. In the drawing there are six secondary emission electrodes shown for example The number used can of course be varied for different tubes according to the degree of gain required. The anode 7 is held by an arm 13 which is melted through the wall of the shell ίο and is electrically connected to the contact cap 14. Between the cathode x 3 and the first secondary emission electrode 6, the shell 1 is formed into a protruding part 15, the inner and / or outer surfaces are made opaque, for example by painting. If desired, can the glass used for the part 15 of the envelope 1 must be of a dark color so that there is the light in this Area weakens. Will the device with light shining on the cathode. 3 occurs, operated and the Secondary emission electrodes' 6 and the anode 7 held positive with respect to the cathode, so bounce Electrons emitted through the cathode 3 onto the first secondary emission electrode 6 and generate secondary electrons which impinge on the next secondary emission electrode in the row and freeing more secondary electrons etc., with the secondary electrons passing through the last secondary emission electrode 6 of the series are emitted by the anode 7 are collected.

Während des Betriebes der Vorrichtung, auch wenn sie hochgradig evakuiert ist, tritt leicht eine Glimmentladung in der Gegend der Anode 7 auf, deren Licht, wenn man es" die Kathode 3 erreichen läßt, Anlaß zu einer unerwünschten Elektronenemission gibt. Wenn man eine Lichtbarriere wie 15 vorsieht, so wird Licht, das aus der Gegend der Anode 7 zur Kathode 3 entweder längs der Hülle 1 durch innere Reflexion oder durch die Glasstäbe -12 läuft, mindestens teilweise abgefangen, und der Einfall solchen Lichtes auf die Kathode 3 wird dadurch herabgesetzt.During the operation of the device, even if it is highly evacuated, a glow discharge easily occurs in the area of the anode 7, the light of which, if it is allowed to reach the cathode 3, gives rise to leads to undesirable electron emission. If you put in a light barrier like 15, so will Light emitted from the area of the anode 7 to the cathode 3 either along the envelope 1 by internal reflection or runs through the glass rods -12, at least partially intercepted, and the incidence of such light on the cathode 3 is thereby reduced.

In einer in Fig. 2 dargestellten Abwandlung kann an Stelle der Ausbildung der Hülle 1 mit einem ringförmigen hineinragenden Teil 15 die Lichtbarriere durch einen Metallring 16 gebildet werden, der in die zylindrische Wandung der Hülle 1 eingeschmolzen ist. Der Ring 16 kann beispielsweise aus einem Material, das für Hartglas-Metall-Verschmelzungen geeignet ist, bestehen, z. B. durch eine Fe-Ni-Co-Legierung, wie sie unter- der;feingetragenen Schutzmarke »Kovaf« bekannt ist,, wobei die Hülle 1 aus zwei Teilen gemaichf wird, jeder aus einem Glas, das an »Kovar« angeschmolzen werden kann und ebenso entsprechend'an die beiden/Seiten des Metallringes 16. Der Ring 16 ist so angeßfdnet, daß er nach innen um einen genügenden Betrag^hervorragt, um Licht abzusperren, das sonst die Kathode 3 erreichen würde, indem es längs der Röhren'zwischen deren zylindrischer Wandung und den Sekundäremissionselektroden 6 oder längs der Glashaltestäbe 12 läuft. Der Metallring 16 kann mit der Kathode" 3 entweder innerhalb oder außerhalb der Röhre verbunden werden. In jeder anderen Hinsicht ist die; Röhre so wie die vorher in Verbindung mit Fig; 1 beschriebene. Die einzelnen Bestandteile haben dieselben-Bezugszeichen erhalten. . Eine alternative Ausführung ist in Fig. 3 dargestellt, in der zusätzlich 'zünder Lichtbarriere, die einen Teil der Hülle bildet; ,eine weitere Lichtbarriere innerhalb der HuUe zwischen- der :Kathode 3 und der ersten Sekundäremissionselektrode 6 vorgesehen ist.In a modification shown in FIG. 2, the light barrier can be formed by a metal ring 16, which is fused into the cylindrical wall of the shell 1, instead of forming the shell 1 with an annular protruding part 15. The ring 16 may, for example, be made of a material suitable for hard glass-to-metal fusions, e.g. For example, by a Fe-Ni-Co alloy as the sub f registered trademark "Kovaf" is known ,, wherein the sheath is 1 gemaichf of two parts, each consisting of a glass, which are fused to "Kovar" can and also correspondingly on the two / sides of the metal ring 16. The ring 16 is formed in such a way that it protrudes inward by a sufficient amount to block light which would otherwise reach the cathode 3 by being runs between the cylindrical wall and the secondary emission electrodes 6 or along the glass holding rods 12. The metal ring 16 can be connected to the cathode "3" either inside or outside the tube. In all other respects the tube is as previously described in connection with FIG. 1. The individual components have been given the same reference numerals. An alternative embodiment is illustrated in Figure 3, in addition 'dynamos light barrier which forms part of the sheath;, a further light barrier within the HuUe the intermediate. cathode 3 and the first secondary emission electrode 6 is provided.

In Fig. 3 besitzt die Hülle 1 der Vorrichtung eine ununterbrochene, zylindrische Form entlang ihrer Länge von der Kontaktgrundplatte 5 bis zur Endwandung 2. Von den Glasstäben 12 gehalten wird ein zylindrisches Teilstück 17, das im wesentlichen den Raum zwischen der Kathode 3 und der ersten Sekundäremissionselektrode 6 umschließt. Das.Teilstück 17 ist aus Metall mit einem nur unbedeutend geringeren Durchmesser als dem Innendurchmesser der zylindrischen Hülle 1. Ein Ende des Teilstückes 17 liegt an der Oberfläche der Kathode 3 an, das andere Ende ist mit einem nach innen gerichteten kreisförmigen Flansch 18 versehen, der eine kreisförmige öffnung 19 hat, um Elektronen den Durchtritt von der Kathode 3 zur ersten Sekundäremissionselektrode 6 zu gestatten. Die Enden der Stäbe 12, die durch die öffnungen im Flansch 18 hindurchgehen, werden durch becherförmige ösen 20 abgedeckt, die sämtlich mit dem Flansch 18 verschweißt sind.In Fig. 3, the sheath 1 of the device has an uninterrupted cylindrical shape along it Length from the contact base plate 5 to the end wall 2. The glass rods 12 hold a cylindrical section 17 which essentially forms the space between the cathode 3 and the first secondary emission electrode 6 encloses. Das.Teilstück 17 is made of metal with an only insignificantly smaller Diameter than the inner diameter of the cylindrical shell 1. One end of the section 17 rests the surface of the cathode 3, the other end is circular with an inwardly directed one Flange 18 is provided which has a circular opening 19 to allow electrons to pass through Allow cathode 3 to the first secondary emission electrode 6. The ends of the rods 12 through the Openings in the flange 18 are covered by cup-shaped eyelets 20, all of which are welded to the flange 18.

Das Teilstück 17 wird auf dem Potential der Kathode 3 mittels eines innen befindlichen Verbindungsstreifens 21 gehalten. Beim Betrieb der Vorrichtung sind die elektrostatischen Feldbedingungen, die durch die Hereinnahme des Teilstückes 17 zwischen die Kathode 3 und die erste Sekundäremissionselektrode 6 auftreten, so, daß ein gleichmäßiger Abzug von Elektronen von der gesamten Oberfläche der Kathode 3 erzielt wird. ·The section 17 is at the potential of the cathode 3 by means of a connecting strip located on the inside 21 held. In operation of the device, the electrostatic field conditions are the by taking the section 17 between the cathode 3 and the first secondary emission electrode 6 occur so that a uniform withdrawal of electrons from the entire surface of the Cathode 3 is achieved. ·

Das Teilstück 17 zusammen mit den ösen 20 fängt wirksam das Licht auf, das sonst die Kathode 3 erreichen würde, indem es die Röhre zwischen ihrer inneren zylindrischen Wandung und den Sekundäremissionselektroden 6 oder längs der Glasstäbe 12 entlang geht, verhindert aber nicht den Durchgang von Licht zur Kathode durch innere Reflexion innerhalb der Glashülle 1. Um deshalb die Lichtbarriere zu vervollständigen, ist es notwendig, mindestens einen Teil der Hülle 1 nahe an der Endwandung 2 aus einem lichtschwächenden Glas zu konstruieren, wie bei 22 angedeutet.The section 17 together with the eyelets 20 catches effectively on the light that would otherwise reach the cathode 3 by passing the tube between them inner cylindrical wall and the secondary emission electrodes 6 or along the glass rods 12 goes along but does not prevent the passage of light to the cathode by internal reflection within the glass envelope 1. In order to complete the light barrier, it is necessary to at least one part to construct the envelope 1 close to the end wall 2 from a light-attenuating glass, as at 22 indicated.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Sekundäremissionsvervielfacher mit einer Fotokathode, einer Anode und dazwischenliegenden Sekundäremissionselektroden in einem evakuierten Glasgefäß, bei dem im Anodenraum Glimmlicht entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung dieses Glimmlichtes auf die Fotokathode auf direktem Wege durch die Ausbildung der Sekundäremissionselektroden und auf indirektem Wege über die Glaswand durch Anbringung lichtschwächender Mittel an oder in die Glaswand zwischen Anode bzw. Sekundäremissionselektroden und Fotokathode verhindert wird.1. Secondary emission multiplier with a photocathode, an anode and in between Secondary emission electrodes in an evacuated glass vessel, in which in the anode compartment Glow light arises, characterized in that the action of this glow light on the photocathode directly through the formation of the secondary emission electrodes and indirectly Paths across the glass wall by attaching light-weakening agents to or in the glass wall between anode or secondary emission electrodes and photocathode is prevented. 2. Sekundäremissionsvervielfacher nach Anr Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die GläS~ wand der Vorrichtung mit einem ringförmig "hin1-einragenden Teil versehen ist, der zwischen der Fotokathode und der ersten Sekundäremissionselektrode liegt, wobei der hineinragende Teil der Glaswand aus lichtschwächendem Material besteht oder damit überzogen ist.2. Secondary emission multiplier according to claim 1, characterized in that the glass wall of the device is provided with a ring-shaped "towards 1 -injecting part, which lies between the photocathode and the first secondary emission electrode, the protruding part of the glass wall being made of light-attenuating material or is covered with it. 3. Sekundäremissionsvervielfacher nach Anr Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaswand der Vorrichtung aus zwei röhrenförmigen Glasteilen besteht, die mit Hilfe eines Metallringes zusammengeschweißt sind. : :j< r -·"3. Secondary emission multiplier according to claim 1, characterized in that the glass wall of the device consists of two tubular glass parts which are welded together with the aid of a metal ring. :: J <r - · " 4. Sekundäremissionsvervielfacher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Schutzteil innerhalb des Glasgefäßes der Vorrichtung angebracht ist, so daß dieser im wesentlichen den Raum zwischen Fotokathode und der
trode umgibt.4. secondary emission multiplier according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a metallic protective part is mounted within the glass vessel of the device, so that this substantially the space between the photocathode and the
trode surrounds. ersten Sekundäremissionselek-first secondary emission elec- In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 837 484, 864 360.Publications considered: French Patent Nos. 837 484, 864 360. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 709 658015 8.57© 709 658015 8.57
DEE5259A 1951-03-27 1952-03-25 Secondary emission multiplier with a photocathode that produces glowing light in the anode compartment Pending DE1014242B (en)

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