DE1037024B - Sekundaerelektronenvervielfacher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sekundärelektronenvervielfacher mit einer Hilfselektrode, die einen aus zwei nebeneinander angeordneten Platten gebildeten Spalt darstellt, für die Steuerung der Elektronenflugbahn.

Mit der vorliegend beschriebenen Erfindung wird bezweckt, Sekundärelektronenvervielfacher der vorgenannten Art so auszubilden und zu verbessern, daß der Elektronenfluß innerhalb des Elektronenvervielfachers zu einem gegebenen Zeitpunkt vollständig abgesperrt werden kann. Das Ziel besteht darin, den Elektronenfluß augenblicklich rechtwinklig von der normalen Flugbahn abzulenken, um hierdurch zu verhindern, daß irgendwelche Streuelektronen auf ihrem normalen Pfad weiterfliegen können.

Um diese ideale Schaltmöglichkeit zu schaffen und vor allem in Verbindung mit Massenspektrometern eine sehr große Genauigkeit zur Bestimmung der Massen von Gemischen zu erzielen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Sekundärelektronenvervielfächer so auszubilden, daß seine Hilfselektrode untsr einem bestimmten, vorzugsweise rechten Winkel zur Richtung der Prallelektrode und auf deren Rückseite angeordnet ist und an diese positive Spannungsimpulse anlegbar sind, um die Sekundärelektronen in den Spalt abzulenken. Am Ende des Spaltes kann eine Sammelelektrode vorgesehen sein, welche die abgelenkten Sekundärelektronen sammelt, um mit ihnen eine Anzeigevorrichtung, z. B. einen Kathodenstrahloszillographen, zu betätigen. In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise das von den positiven Spannungsimpulsen erzeugte elektrische Feld in solcher Weise einem senkrecht dazu ausgerichteten Magnetfeld zugeordnet, daß die abgelenkten Elektronen, ohne die Wandungen des Spaltes zu berühren, zum anderen Ende des Spaltes gelangen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darauf gerichtet, in Verbindung mit einem Massenspektrometer, welches zur Erregung des Elektronenvervrelfachers als Primärteilchen Ionen aussendet, den Impuls zur Erzeugung eines Feldes im Spalt zu einem Zeitpunkt anzulegen, zu dem Ionen einer vorbestimmten Masse auch aus dem Massenspektrometer eintreffen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Hilfselektroden des Elektronenvervielfachers auf einen Schlitz einer solchen Prallelektrode ausgerichtet, die sich im Bereich geringen Potentials gegenüber Masse befindet.

Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in welchen ein erfindungsgemäß ausgebildeter Elektronenvervielfacher dargestellt ist. Es zeigen Fig. 1 und 2 Grundrißansichten der Hauptteile des S ekundär elektronen vervielfacher

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 3. Januar 1955

Sekundärelektronenvervielfachers, wobei in diesen Ansichten die Flugbahnen der Sekundärelektronen in den beiden Betriebszuständen der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt sind.

Der Elektronenvervielfacher weist eine Reihe von Sekundäremissionsplatten 16, 20, 22. 24, 26, 28 auf, die in einer gleichen Ebene in einer Flucht liegen und aus einem Werkstoff l>estehen, der ihnen ein erhöhtes Sekundäremissionsvermögen gibt, beispielsweise aus einer Kupferlegierung mit einem Berylliumgehalt von 2°/o.

Aus weiter unten ersichtlichen Gründen ist zwischen den beiden Platten 22 und 24 ein Zwischenraum vorgesehen, der von zwei weniger breiten Platten 33 und 35 eingenommen wird, wobei diese Platten zwischen sich einen Zwischenraum lassen.

An der letzten Platte 28 der Plattenreihe befindet sich eine Anode oder Sammelelektrode 30. die dazu l>estimmt ist, den von dieser letzten Platte ausgesandten Sekundärelektronenfluß aufzusammeln. Durch die auf jeder der Sekundäremissionsplatten hervorgerufene Sekundärelektronenvervielfachung kann ein auf die Elektrode 16 fallender, sehr schwacher Strom von Primärteilchen bekanntlich einen bedeutenden Strom von auf der Anode 30 gesammelten Elektronen hervorrufen.

Über der ganzen Ausdehnung der Vorrichtung wird ein senkrechtes, magnetisches Feld erzeugt, das senkrecht auf der Ebene der Fig. 1 und 2 steht.

Die von der Platte 16 emittierten Elektronen werden durch die gemeinsame Wirkung der elektrischen und magnetischen Felder dazu gezwungen, eine zykloiden-

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Claims (5)

förmige Bahn 50 (Fig. 1) zu beschreiben, die sie zur nächstfolgenden Platte 20 bringt, wo sie eine neue Emission von Sekundärelektronen hervorrufen, so daß ihre Zahl noch weiter anwächst. Erfindungsgemäß bilden, wie bereits erwähnt, die beiden kleinen Platten 33 und 35 zwischen sich einen Spalt, der in einer zur Ebene der Platten senkrechten Richtung in einen Zwischenraum verlängert wird, wobei dieser Raum zwischen zwei parallelen, zur Ebene der Plattenreihe senkrecht liegenden Platten 32 und 34 liegt. Das Ende dieses Kanals ist durch eine Querplatte 36 abgeschlossen, die, wie noch gezeigt wird, als Sammelanode dient. Die beiden Platten 32 und 34 liegen normalerweise an fast gleichen oder gleichen negativen Spannungen und bilden zwischen sich ein elektrisches Feld, das sehr schwach oder gleich Null ist. Darüber hinaus ist die Platte 34 mittels eines Kondensators an eine Impulsquelle angeschlossen. Die Hilfsanode 36 ist einerseits über einen Widerstand an Masse angeschlossen und andererseits mit einem Anzeigegerät, wie etwa einem Kathodenstrahloszillographen verbunden. Im Normalzustand, wenn also die beiden Platten 32 und 34 auf gleichen oder fast gleichen negativen Potentialen liegen, fallen die von der Platte 22 des Sekundärelektronenvervielfachers emittierten Sekundärelektronen in die Mitte des zwischen den beiden Platten 33 und 35 vorgesehenen Zwischenraumes und werden zur folgenden Platte 24 der Plattenreihe weitergeleitet und folgen einer neuen Zykloidenbahn, wie Fig. 1 zeigt. Wenn man aber mittels einer Impulsquelle der Platte 34 einen positiven Spannungsimpuls zuführt, dringen die Sekundärelektronen in den Bereich der nunmehr zwischen den beiden Platten 32 und 34 bestehenden elektrischen Feldes ein. Infolge der Anwesenheit des senkrecht stehenden magnetischen Feldes beschreiben die Elektronen eine Bahn 52 (Fig. 2), die aus einer Reihe von Zykloidenbögen gebildet wird, und gelangen zur Sammelanode 36. Die Stärke des zwischen den Platten 32 und 34 errichteten elektrischen Feldes wird auf die des magnetischen Feldes derart abgestimmt, daß die Elektronenbahn 52 aus einer Reihe von Zykloidenbögen mit kleiner Amplitude gebildet wird, so daß die Elektronen der Anode 36 zugeführt werden, ohne daß sie von den Wänden 32 und 34 absorbiert werden. Der Sekundärelektronenvervielfacher, der die Schleusen- oder Steuervorrichtung nach der Erfindung enthält, kann auch in anderer als der erläuterten Weise angeordnet werden; die Sekundäremissionsplatten müssen sich nicht notwendigerweise in einer gleichen Ebene befinden, und die Elektronenbahn durch den Sekundärelektronenvervielfacher muß nicht notwendigerweise aus einer Reihe von geradlinig angeordneten Zykloidenbögen bestehen. Andererseits können die kleinen Platten 33 und 35 ausgelassen werden oder ein Teil der Ablenkplatten 32 und 34 selbst sein. Diese sind ihrerseits nicht unbedingt eben, noch müssen sie notwendigerweise senkrecht zu den Sekundäremissionsplatten gerichtet sein; sie können im Gegenteil derart angeordnet werden, daß sie einen schrägen, winkligen oder gekrümmten Kanal eingrenzen. Paten τ λ χ s ρ ρ. ν c η ε :

1. Sekundärelektronenvervielfacher mit einer Hilfselektrode, die einen aus zwei nebeneinander angeordneten Platten gebildeten Spalt darstellt, für die Steuerung der Elektronenflugbahn, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hilfselektrode unter einem bestimmten, vorzugsweise rechten Winkel zur Richtung der Prallelektrode und auf deren Rückseite angeordnet ist und an diese positive Spannungsimpulse anlegbar sind, um die Sekundärelektronen in den Spalt abzulenken.

2. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Spaltes eine Sammelelektrode (36) vorgesehen ist, welche die abgelenkten Sekundärelektronen sammelt, um mit ihnen eine Anzeigevorrichtung, z. B. einen Kathodenstrahloszillographen, zu betätigen.

3. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von den positiven Spannungsimpulsen erzeugte elektrische Feld in solcher Weise einem senkrecht dazu ausgerichteten Magnetfeld zugeordnet ist, daß die abgelenkten Elektronen, ohne die Wandungen des Spaltes zu berühren, zum anderen Ende des Spaltes gelangen.

4. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 3 in Verbindung mit einem Massenspektrometer, welches zur Erregung des Elektronenvervielfachers als Primärteilchen Ionen aussendet, dadurch gekennzeichnet, daß der Impuls zur Erzeugung eines Feldes im Spalt zu einem Zeitpunkt angelegt wird, zu dem Ionen einer vorbestimmten Massengruppe aus dem Massenspektrometer eintreffen.

5. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden (32, 34) auf einen Schlitz einer solchen Prallelektrode des Sekundärelektronenvervielfachers ausgerichtet sind, die sich im Bereich geringen Potentials gegenüber Masse befindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 525 758, 501 740,
586.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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