DE1073638B

DE1073638B - Strahlerzeugungssystem für Kathodenstrahlröhren mit Ionenfalle

Info

Publication number: DE1073638B
Application number: DENDAT1073638D
Authority: DE
Inventors: Stuttgart-Weil im Dorf Dipl.-Phys. Wolf gang Berthold
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1953-02-19
Publication date: 1960-01-21
Also published as: BE526615A; US2836752A; GB766158A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektronenstrahlerzeugungssystem für eine Kathodenstrahlröhre, bei dem die Ionenfalle durch eine unsymmetrische Blende erzielt ist.

Zur Vermeidung des Ionenfleckes auf dem Leuchtstoff des Bildschirmes durch die aus der Kathode austretenden oder in Kathodennähe entstehenden negativen Ionen sind bereits verschiedene Anordnungen bekannt. Bei all diesen Anordnungen werden die Elektronen und negativen Ionen zunächst durch ein elektrisches Querfeld aus der Achse des Systems ausgelenkt, und beide werden ohne weitere Beeinflussung von einer Blende im feldfreien Raum weggefangen. Ein von außen justierbarer Magnet lenkt jedoch die Elektronen wieder zur Achse zurück, so daß sie durch die Blendenöffnungen des Systems zum Leuchtschirm gelangen können, während die Ionen wegen ihrer größeren Masse durch den Magneten nicht zurückgelenkt und weiterhin durch die Blende aufgefangen werden. Das elektrische Querfeld wird bei den bekannten Anordnungen auf verschiedene Art und Weise erzeugt. So kann das elektrische Querfeld beispielsweise durch ein Kondensatorfeld erzielt werden. Es sind ferner Anordnungen bekannt, bei welchen das elektrische Querfeld durch eine schräge Linse zwischen zwei Elektroden des Strahlerzeugungssystems as erzeugt wird. Es gibt auch Anordnungen, bei welchen das ganze System schief angeordnet ist und der Elektronenstrahl dann durch einen Magneten in die gewünschte Strahlrichtung gebracht wird. Schließlich gibt es noch Anordnungen, bei welchen der Anodenzylinder mit zentraler Blendenöffnung gegen das übrige System versetzt ist, so daß die Ionen auf die Blenden im Anodenzylinder treffen, während der Elektronenstrahl magnetisch zurückgeführt wird.

Alle diese Anordnungen weisen jedoch Mangel auf. Die Anordnungen mit dem Kondensatorfeld erfordern zusätzliche Elektroden; die Systeme mit schräger Linse ergeben einen elliptischen Strahlquerschnitt, und die Anordnungen mit schiefem Systemaufbau oder versetztem Anodenzylinder sind umständlich zu fertigen und erfordern zusätzlichen Justieraufwand.

Es sind weiterhin Elektronensysteme bekannt, bei denen eine Elektrode des Strahlerzeugungssystems mit einer unsymmetrischen Blende versehen ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, den ganzen bisherigen Systemaufbau beizubehalten; es wird lediglich eine Blende eingeführt, deren Mittelpunkt nicht mit der Zylinderachse übereinstimmt. Da sich die Blende im Beschleunigungsraum der Elektronen befindet, formt sie die Potentiallinien in der Weise um, daß das Elektronen- und Ionenbündel aus der Zylinderachse ausgelenkt wird; die Elektronen werden dann in bekannter Weise magnetisch zurückgeführt, während die Ionen durch eine geeignete Blende aufgefangen werden.

Strahlerzeugungssystem
für Kathodenstrahlröhren mit Ionenfalle

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz

Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Zuffenhausen,

Kellinuth-Hirth-S.tr. 42

Dipl.-Phys. Wolf gang Berthold,
^v Stuttgart-Weil im Dorf,
ist als Erfinder genannt worden

In der britischen Patentschrift 556 046 ist ein Elektronenstrahlerzeugungssystem für Kathodenstrahlröhren beschrieben, bei dem durch geeignete Gestaltung der Elektroden und Blenden sowie durch geeignete Wahl der Spannung ein solches elektrisches Feld geschaffen wird, daß die Elektronen in einem möglichst kleinen Überkreuzungspunkt zusammengeschnürt werden. Bei diesem Strahlerzeugungssystem ist sowohl die Steuerblende als auch die in Strahlrichtung darauf folgende, auf positivem Potential befindliche Elektrode mit einer symmetrischen Öffnung versehen, und die beiden Elektroden sind gegen die Kathode gewölbt.

Es ist auch eine Anordnung bekannt, bei der die Steuerblendenöffnung außerhalb der Röhrenachse liegt und die Blende gegen die Kathode gewölbt ist. Durch die außerhalb der Achse angeordnete Blendenöffnung wird erreicht, daß der Elektronenstrahl in die Röhrenachse gelenkt wird, obwohl das elektrische Querfeld und das magnetische Feld sehr verschiedene Ausdehnung aufweisen. Ohne diese Maßnahme würde der Strahl am Ende schief zur Achse verlaufen. Die Wölbung der Steuerblende soll den Strahl vorfokussieren und das wirksame elektrische Feld verlängern. Eine zusätzliche Ablenkung wird durch diese Wölbung nicht erreicht. Das elektrische Querfeld, durch das eine unsymmetrische Blende bzw. Blendenöffnung erzeugt werden kann, ist begrenzt, weil der Blendenrand nur bis an den äußeren Rand des Strahlenbündels reichen darf. Es ist daher besonders bei kurzen Systemaufbauten möglich, daß trotz dieser Anordnung negative Ionen auf den Leuchtschirm gelangen.

Die Nachteile werden bei einem Strahlerzeugungssystem, bei welchen die unsymmetrische Blende auf

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positivem Potential liegt, vermieden, wenn erfindungsgemäß die Blende gegen die Kathodenachse gewölbt ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die ablenkende Wirkung der unsymmetrischen Blende durch die Ablenkwirkung einer schiefen Linse unterstützt wird. Der Ablenkwinkel des Elektronenstrahls kann durch eine derartige Maßnahme wesentlich vergrößert werden, ohne daß der Strahl zu weit in die Randzonen der Linse gelangt, wodurch unter Umständen Verzerrungen oder Ausblendungen auftreten könnten. Die Anordnung ist besonders vorteilhaft bei großen Strahlströmen und entsprechend großem Öffnungswinkel des Elektronen- bzw. Ionenstrahles, da in diesem Falle bei nicht genügender Auslenkung des Strahles ein Teil der Ionen auf den Schirm gelangen könnte.

Eine weitere Verbesserung der Anordnung kann man noch dadurch erreichen, daß die gegen die Kathode gewölbte unsymmetrische Blendenöffnung nicht rund, sondern elliptisch oder oval ausgebildet wird. Auf diese Weise gelingt es, den schwachen Astigmatismus vollständig zu beseitigen.

An Hand der Ausführungsbeispiele der Zeichnungen sei die Erfindung näher erläutert. In Fig. 1 ist als Ausführungsbeispiel eine Tetrode zur Fokussierung eines Elektronenstrahles wiedergegeben. Mit 1 ist die Kathode, mit 2 der Wehneltzylinder, mit 3 die erste Linsenelektrode und mit 4 die Anode bezeichnet, 5 ist die gegen die Kathode gewölbte unsymmetrische Anodenblende.

In Fig. 2 ist eine Aufsicht auf die gegen die Kathode gewölbte unsymmetrische Blende wiedergegeben. Um den Astigmatismus zu beseitigen, ist das Blendeiüoch oval oder ellipsenförmig ausgeführt, um das Verhältnis der großen Halbachse α zu der kleinen Halbachse b ungefähr gleich 1,15, und die Blende— oder besser der Ionenfallenmagnet ·— ist so angeordnet, daß die große Halbachse in Richtung der magnetischen Feldlinien des Ionenfallenmagneten zeigt.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahlerzeugungssystem für eine Kathodenstrahlröhre, bei dem die Ionenfalle durch eine unsymmetrische Blende erzielt ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Blende gegen die Kathode gewölbt ist.

2. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blendenloch dieser unsymmetrischen, gewölbten Blende rund, oval oder elliptisch ist.

3. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem elliptischen Loch die Exzentrizität der Ellipse (große Halbachse α zu kleiner Halbachse b) gleich 1,15 + 0,1 ist, und die große Halbachse in Richtung der magnetischen Feldlinien des Ionenfallenmagneten zeigt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 556 046;
französische Patentschrift Nr. 1 021 531;
Zeitschrift ETZ-A, 1953, S. 55.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen