DE1035812B

DE1035812B - Magnetische Elektronenlinse

Info

Publication number: DE1035812B
Application number: DEN10284A
Authority: DE
Inventors: Adriaan Rademakers; Eduard Johan Haes
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1954-03-05
Filing date: 1955-03-02
Publication date: 1958-08-07
Also published as: NL87140C; US2799813A; GB766857A; FR1120026A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Elektronenlinse mit zwei runden Ringen aus dauermagnetischem Material. Es sind Elektronenlinsen bekannt, bei denen die Magnetisierungsringe in den Ringen radial oder auch axial gegenüber der Ringenachse liegt. Das erstgenannte Magnetisierungsverfahren hat zwar unter anderem den Nachteil, daß das Streufeld auf der Achse außerhalb der Magnete größer ist als bei dem letztgenannten Magnetisierungsverfahren, aber hingegen den Vorteil, daß eine kleinere Menge von Magnetmaterial erforderlich ist, um eine gleiche Linsenstärke zu erzielen.

Die vorliegend beschriebene Bauart bezweckt, eine Elektronenlinse zu schaffen, bei der die Magnetringe derart magnetisiert sind, daß eine noch kleinere Menge von Magnetmaterial erforderlich ist und eine wirksame Linse bezüglich höherer Feldstärke, aber geringerem Streufeld herstellbar ist. Bei der vorliegend beschriebenen magnetischen Elektronenlinse aus zwei anderen Ringen aus dauermagnetischem Material wird dieses dadurch erreicht, daß die innere Zylinderfläche je eines Ringes eine Polfläche mit dem einen Magnetismus und die Seitenfläche des Ringes eine Polfläche mit dem anderen Magnetismus bildet und daß die beiden einander zugewandten Ringflächen die Polflächen mit dem entgegengesetzten Magnetismus bilden.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer magnetischen Elektronenlinse nach der Erfindung;

Fig. 2 zeigt graphische Darstellungen zur Erläuterung von Fig. 1, und

Fig. 3 zeigt eine Abart der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 4 zeigt eine Polarisierungseinrichtung für die Magneten nach Fig. 1;

Fig. 5 zeigt eine magnetische Elektronenlinse mit Mitteln zum Ausgleichen der Temperaturabhängigkeit der Linsenstärke.

Fig. 1 zeigt eine magnetische Elektronenlinse mit zwei einander gegenüberstehenden, runden Ringen 1 und 2 aus dauermagnetischem Material, z. B. einem Oxydmaterial, das im wesentlichen nicht kubische Kristalle von Polyoxyden des Eisens und eines der Metalle Barium, Strontium, Blei und gegebenenfalls Kalzium enthält, die um den Hals einer Elektronenstrahlröhre angebracht werden können. Im Gegensatz zum Bekannten, bei dem die Ringe radial oder auch axial magnetisiert waren, haben die Ringe in diesem Falle eine Magnetisierung /, bei der die innere Zylinderfläche 3 des Ringes 1 eine Polfläche mit Südmagnetismus, die innere Zylinderfläche 4 des Ringes 2 hingegen eine Polfläche mit Nordmagnetismus bildet, während die beiden einander zugewendeten Seiten-

Magnetische Elektronenlinse

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 5. März 1954

Adriaan Rademakers und Eduard Johan Haes,

Eindhoven (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

flächen 5 bzw. 6 der Ringe 1 bzw. 2 die Polflächen mit Nord- bzw. Südmagnetismus bilden.

In Fig. 2 veranschaulichen die Kurven die Größe der magnetischen Feldstärke H längs der optischen Achse 7 gemessen bei zwei verschiedenen Werten des Abstandes / zwischen den beiden Ringen 1 und 2, dabei beziehen sich die Kurven r auf den Fall, in dem die Ringe radial magnetisiert sind, während die Kurven s sich auf den Fall beziehen, in dem sie gemäß der Erfindung magnetisiert sind.

Es ist daraus ersichtlich, daß die Feldstärke H und somit auch die Linsenstärke, die proportional mit \ H² · dz ist, dabei bezeichnet ζ die Koordinate längs der optischen Achse im Falle radialer Magnetisierung geringer bleiben als im Falle der Magnetisierung nach der Erfindung. Dies bedeutet, daß im letzteren Falle zur Erzeugung einer bestimmten Linsenstärke eine kleinere Menge von Magnetmaterial genügt als im ersteren Falle. Zwar ist das Streufeld auf der Achse 7 außerhalb der Magneten 1 und 2 in diesem Falle etwas größer, aber dieses Feld kann nötigenfalls mit Hilfe einer gegebenenfalls innerhalb der Elektronenstrahlröhre untergebrachten Scheibe 8 aus hochpermeablem Material, z. B. Weicheisen, beschränkt werden. Es besteht somit Bedürfnis an zylinderförmigen Dauermagneten, deren innere Zylinderfläche den einen Magnetismus und deren Seitenfläche den anderen Magnetismus aufweisen, d. h. daß die Magnetisierungsrichtungen des Ringes derart geneigt sind, daß sie auf mit dem Ring gleichachsigen Kegelflächen liegen. Derartige Magnete sind auch sonst vorteilhaft, weil ihr

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äußeres Streufeld geringer ist als bei axialer bzw. radialer Magnetisierung.

Die erwähnte Materialersparnis ergibt sich als besonders wichtig, wenn die axiale Dicke d sich wenig von der radialen Dicke/2 der Ringe unterscheidet; ihr Verhältnis liegt vorzugsweise zwischen den Werten ²Zs und ^s/s, in welchem Falle mindestens 20% an Material erspart werden kann. Es ergibt sich außerdem, daß das Material in der Nähe der von den erwähnten Polflächen 3, 5 bzw. 4, 6 abgewendeten Winkel 9 bzw. 10 zu einem geringeren Maß als das übrige Material zu dem Felde H auf der Achse 7 beiträgt. Es ist daher in Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem diese Winkel abgeschrägt sind, was eine weitere Materialersparnis von wieder 20% erbringen kann.

Fig. 4 zeigt eine Polarisationseinrichtung zum Erzeugen der Magnetisierung/ nach Fig. 1. Sie besteht aus zwei koaxialen Magnetspulen 13 und 14, zwischen denen der zu polarisierende Magnet 1 angebracht ist und die z. B. durch Umkehrung des Wicklungssinnes und/oder durch verschiedene Wahl der Windungszahl drehsymmetrische Felder verschiedener Größe in dem Raum zwischen den beiden Spulen erzeugen, deren Resultante H_p schräg zur Achse 7 der Spulen liegt, welche Resultante also die erwünschte Magnetisierung / im Magnet 1 erzeugt.

Die Linsenstärke der Elektronenlinsen nach Fig. 1 bzw. 3 ergibt sich im allgemeinen als temperaturabhängig, da das von den Magnetringen erzeugte Feld üblicherweise mit der Temperatur abnimmt. Diese Verringerung der Linsenstärke kann, gemäß Fig. 5, mittels einer Feder 17 ausgeglichen werden, die die Ringe 1 und 2 gesperrt hält und deren Steifheit einen vorgeschriebenen Wert hat. Infolge der Verringerung des von den Ringen 1 und 2 erzeugten Magnetfeldes verringert sich nämlich nicht nur die Linsenstärke, sondern auch die Kraft, mit der die Ringe 1 und 2 sich gegenseitig anziehen. Infolge des Vorhandenseins der Feder 17 wird somit der Abstand zwischen den Ringen vergrößert, was jedoch wieder eine Erhöhung der Linsenstärke mit sich bringt, die bei richtiger Bemessung die erwähnte Verringerung praktisch ausgleichen kann.

Vorzugsweise wird die Feder 17 als Druck- oder Zugfeder zwischen dem Magnetring 1 und einem in einem gewissen Abstand von dem Ring 2 fest oder einstellbar angeordneten Punkt (nicht dargestellt) angeordnet. Gewünschtenfalls können mehrere Federn zwischen dem Ring 1 und festen bzw. einstellbaren Punkten angebracht werden, um einen Temperaturausgleich unabhängig von der Abstandseinstellung zwischen den Ringen 1 und 2 zu erzielen. Das erwähnte Kompensationsverfahren läßt sich auch durchführen, wenn die Ringe 1 und 2 in radialer Richtung magnetisiert sind, also im allgemeinen, wenn die Ringe 1 und 2 sich gegenseitig anziehen.

Claims

PaTENTANSPRCCHE:

1. Magnetische Elektronenlinse mit zwei runden Ringen aus dauermagnetischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Zylinderfläche je eines Ringes eine Polfläche mit dem einen Magnetismus und die Seitenfläche des Ringes eine Polfläche mit dem anderen Magnetismus bildet und daß die beiden einander zugewandten Ringflächen die Polflächen mit dem entgegengesetzten Magnetismus bilden.

2. Elektronenlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der axialen und radialen Dicke der Ringe zwischen Vs und */s liegt.

3. Elektronenlinse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe an den von den erwähnten Polflächen abgewendeten Winkeln abgeschrägt sind (Fig. 3).

4. Dauermagnetischer Ring für eine magnetische Elektronenlinse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungsrichtungen des Ringes derart geneigt sind, daß sie auf mit dem Ring gleichachsigen Kegelflächen liegen.

5. Magnetische Elektronenlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Temperaturabhängigkeit der Linsenstärke eine Feder vorgeschriebener Starrheit die beiden Ringe in einem Abstand voneinander hält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift Electronics, März 1951, S. 97.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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