DE1021505B

DE1021505B - Sekundaerelektronenvervielfacher mit einem Satz sekundaeremittierender Platten und einem elektrischen und einem magnetischen Feld

Info

Publication number: DE1021505B
Application number: DEB33781A
Authority: DE
Original assignee: Bendix Aviation Corp
Current assignee: Bendix Aviation Corp
Priority date: 1953-12-17
Filing date: 1954-12-16
Publication date: 1957-12-27

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung geht aus von einem Sekundärelektronenvervielfacher mit einem Satz sekundäremittierender Platten und einem elektrischen und magnetischen Feld.

Bekannte Sekundärelektronenvervielfacher können je nach Art der verwendeten Beschleunigungsfelder in zwei Gruppen eingeteilt werden, je nachdem, ob nur elektrostatische Felder oder elektrostatische und magnetische Felder verwendet werden.

Bei Sekundärelektronenvervielfachern, die nur mit elektrostatischen Feldern arbeiten, ist es im allgemeinen erforderlich, die aufeinanderfolgenden Elemente gedrängt anzuordnen, wobei die zusammenarbeitenden Flächen der Elemente unter genau bestimmten Winkern zueinander ausgerichtet sind, so daß die Elektronen die erforderlichen zusammengesetzten Bahnen durchlaufen. Infolge dieser gedrängten Anordnung wirken die elektrostatischen Felder auf die jeweils benachbarten ein und erzeugen eine Feldverzerrung. Um diese zu vermeiden, werden bekanntlich die Vervielfacherelemente in Form von Kammern oder raumumschließenden Elektroden ausgebildet.

Die Verwendung von vereinigten elektrostatischen und Magnetfeldern ist vorteilhaft, weil sie den Elektronen zwischen den aufeinanderfolgenden Vervielfacherelektroden eine zykloidische Flugbahn erteilt. Die Elektroden können daher als eine Reihe ebener, in einer gemeinsamen Ebene oder in räumlich nahe beieinander liegenden Ebenen ausgerichteter Platten angeordnet werden. Hier beeinflussen sich die elektrischen Felder nicht gegenseitig. Es tritt jedoch ein anderer Nachteil auf. Infolge der Ausrichtung der nebeneinanderliegenden emittierenden Flächen und der längeren Flugbahnen, die die Elektronen zwischen diesen zu durchfliegen haben, wird eine beträchtliche Anzahl von Elektronen nach den Seiten abgelenkt und geht verloren.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß einerseits die Elektronen in eine beliebige Richtung ausgesandt werden und andererseits die zwischen den Seitenteilen der unter einem hohen Potential stehenden Platten und den Panzerwänden der Vorrichtung entstehenden elektrischen Störfelder den nach den Seiten abgelenkten Elektronen eine Quergeschwindigkeitskomponente verleihen. Diese Ouergeschwindigkeitskomponente schleudert die Elektronen anstatt in Richtung zu der nächstfolgenden Platte in Richtung zur benachbarten Wand.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen, indem bei einem Sekundärelektronenvervielfacher mit einem Satz sekundäremittierender Platten und einem elektrischen und einem magnetischen Feld erfindungsgemäß die Platten mit Rändern längs der beiden Plattenkanten, die parallel zu der allgemeinen Wänderungsrichtung der Elektronen liegen, ausgebildet sind, und die Ränder einen stumpfen Winkel zu der Hauptfläche der Platte bilden, um die Querstreuung der Elektronen zu vermindern.

Sekundärelektronenvervielfacher

mit einem Satz sekundäremittierender

Platten und einem elektrischen

und einem magnetischen Feld

Anmelder:

Bendix Aviation Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Dezember 1953

Hierdurch wird bei dem erwähnten Sekundärelektronenvervielfacher in überraschender Weise eine hervorragende Wirkung erzielt, durch welche die Streuung der seitlich abgelenkten Elektronen vermieden wird.

Der Sekundärelektronenvervielfacher gemäß der Erfindung ist besonders zur Verwendung bei Massenspektrometern geeignet.

Nun soll die Erfindung an Hand der Zeichnungen in einer als Beispiel gewählten Ausführungsart beschrieben werden.

Abb. 1 zeigt einen Sekundärelektronenvervielfacher nach der Erfindung;

Abb. 2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt des Sekundärelektronenvervielfachers, bei dem eine Platte mit gebogenen Rändern zu sehen ist.

In der Abb. 1 weist der Sekundärelektronenvervielfacher einen Satz von Platten auf, die beispielsweise aus einer Kupferberylliumlegierung mit 2% Beryllium bestehen. Diese Platten können in beliebiger Anzahl vorhanden sein. Im vorliegenden Beispiel sind vier Platten 16, 20, 22, 24 abgebildet. Die erste Platte 16 erhält durch das vergitterte Fenster 12 in der Elektrode 14 Primärpartikel.

Auf die letzte Platte 24 folgt eine Sammelelektrode 44, die einerseits über einen Widerstand 46 an Masse und andererseits an einen der Ablenkungselemente eines Kathodenstrahloszillographen 48 angeschlossen ist. Vorzugsweise weisen die Elektroden 14 und 44 die dargestellte teilweise dachziegelförmige Anordnung auf, weil die

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Claims

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Elektrode 14 gekröpft und die Elektrode 44 rechtwinklig weder theoretisch oder experimental bestimmt werden,

abgebogen ist. Für das angeführte Zahlenbeispiel beträgt der günstigste

An eine jede der Platten 16 bis 24 werden durch eine Winkel 63° 30'. Die Größe des Mittelteiles der Platte ist Gleichstromquelle 42 über Widerstände 32, 34, 36, 38 ungefähr 19 mm. Das äußere Ende des Randes 30 benegative Spannungen angelegt. Außerdem wird durch 5 findet sich in einem Abstand von etwa 5 mm von der einen Magneten mit den Polschuhen ein magnetisches Fläche der benachbarten Wand 31. Feld erzeugt. Die Ausgestaltung der Platten mit gebogenen Rändern

Beispielsweise können folgende Zahlenwerte für eine kann auch bei Sekundärelektronenvervielfachern angepraktische Ausführung der Erfindung angegeben werden: wendet werden, in denen die Platten nicht alle in einer

ίο gemeinsamen Richtung angeordnet sind.

Breite einer jeden der Platten 18 9,5 mm

Abstand zwischen der aktiven Fläche der Patentansprüche·

Platte 16 und der Elektrode 14 5,7 mm

Verschiebung zwischen den aktiven Flächen 1. Sekundärelektronenvervielfacher mit einem Satz

zweier benachbarten Platten 18, senk- 15 sekundäremittierender Platten und einem elektrischen

recht zu der Ebene 0,635 mm und einem magnetischen Feld, dadurch gekenn-

Gesamthöhe der Platten 25,4 mm zeichnet, daß die Platten (16 bis 24) mit Rändern (30)

längs der beiden Plattenkanten, die parallel zu der

An die erste Platte 16 angelegte Spannung -180OVoIt allgemeinen W^randerungsrichtung der Elektronen

An die zweite Platte 20 angelegte Spannung -160OVoIt ₂o liegen, ausgebildet sind und die Ränder (30) einen

An die dritte Platte 22 angelegte Spannung —1400 Volt stumpfen Winkel zu der Hauptfläche der Platte bilden.

An die vierte Platte 24 angelegte Spannung —1200 Volt _um die Querstreuung der Elektronen zu vermindern.

Stärke des magnetischen Feldes 400 Gauß 2. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Platten in der Nor-

Unter der gemeinsamen Wirkung des elektrischen und 25 malrichtung ihrer Ebenen gegeneinander gestaffelt an-

des magnetischen Feldes beschreiben die Sekundärelek- geordnet sind.

tronen eine zykloidische Flugbahn, die sie zur Platte 20 3. Verwendung eines Sekundärelektronenverviel-

befördert; diese sendet ihrerseits wieder eine größere fachers nach Anspruch 1 oder 2 bei einem auf der

Anzahl von Sekundärelektronen aus, die zur Platte 22 Grundlage der Flugzeitmessung arbeitenden Massen-

fliegen, usw. Die durch die letzte Platte 24 der Reihe 30 spektrometer, dadurch gekennzeichnet, daß die erste

ausgesandten Sekundärelektronen treffen auf die Sammel- Platte (16) des Vervielfachers Ionengruppen empfängt,

elektrode 44 auf und fließen über den Widerstand 46 zur die von einem Spektrometer freigegeben werden, und

Masse. Die dadurch hervorgerufene Spannung betätigt daß die letzte Platte bzw. die Sammelelektrode (44)

die Ablenkungselemente des Kathodenstrahloszillogra- an ein Anzeigeinstrument, z. B. einen Kathodenstrahl-

phen 48. 35 Oszillographen, angeschlossen ist.

Wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, kann die Stärke des

Störfeldes 65 in bezug auf das Hauptfeld 64 bedeutend In Betracht gezogene Druckschriften:

verringert werden. Deutsche Patentschriften Nr. 879 426, 890 544;

Der günstigste Wert des durch den Rand 30 mit der schweizerische Patentschriften Nr. 194271, 234441,

Hauptfläche 28 der Platte gebildeten Winkels kann ent- 40 214272, 188 161.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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