DE1197990B - Kaltkathode fuer Elektronenroehren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

HOIj

Deutsche Kl.: 21g-13/20

Nummer: 1197 990
Aktenzeichen: g

Anmeldetag: 20. Dezember 1961

Auslegetag: 5. August 1965

Die Erfindung betrifft eine Kaltkathode mit einer photoemittierenden Schicht für Elektronenröhren.

Bei üblichen Elektronenröhren wird die Emissionskathode direkt oder indirekt geheizt, um den Austritt der Elektronen zu ermöglichen.

Weiterhin ist es bereits bekannt, bei Photozellen und Sekundärelektronenvervielfachern Photokathoden vorzusehen, welche beim Auffallen von Licht entsprechend der Lichtstärke Elektronen abgeben, die dann unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes zu einer Auffangelektrode befördert werden.

Ziel der Erfindung ist eine Kaltkathode mit einer photoemittierenden Schicht für Elektronenröhren, welche ähnlich wie eine Glühkathode in irgendeine Elektronenröhre eingebaut und durch Anlegen einer elektrischen Spannung unter Ausnutzung des Photoeffektes zur Emission von Elektronen gebracht werden kann.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die photoemittierende Schicht auf der Außenseite eines lichtdurchlässigen Fensters einer mit unter geringem Druck stehenden Gas gefüllten Kammer angeordnet ist, und daß das die Elektronen aus der photoemittierenden Schicht auslösende Licht durch eine Glimmentladung in der Kammer erzeugt ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Kaltkathode ist so ausgebildet, daß die Kammer aus einem an dem einen Pol einer Spannungsquelle anschließbaren Metallzylinder besteht, der durch das lichtdurchlässige Fenster und ein Isolierteil abgeschlossen ist, wobei durch das Isolierteil eine an den anderen Pol der Spannungsquelle anschließbare Elektrode geführt ist.

Zwischen dem Fenster der photoemittierenden Schicht kann vorzugsweise eine lichtdurchlässige Metallschicht angeordnet sein. Die Innenwand der Kammer ist bei einer bevorzugten Ausführungsform mit einer fluoreszierenden Substanz bedeckt.

Die beschriebene Kaltkathode hat gegenüber bekannten Elektronenröhren einmal den Vorteil, daß die zur Auslösung der Elektronen erforderliche Leistung wesentlich geringer als bei Glühkathoden ist. Gegenüber einer Glühkathode liegt außerdem der Vorteil vor, daß wegen der erheblich geringeren Trägheit durch Anlegen einer entsprechenden Impulsspannung Elektronen in kurzen Impulsen emittiert werden können. Wird die die Gasentladung aufrechterhaltene Spannung moduliert, so wird diese Modulation auf die aus der Kathode emittierten Elektronen übertragen. Durch gleichzeitige Modulation der Kathode und des Steuergitters einer Röhre kann eine zweifache Modulation ausgeführt werden.

Kaltkathode für Elektronenröhren

Anmelder:

CSF Compagnie Generale de Telegraphie

sans FiI, Paris

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore und Dipl.-Ing. H. Gralfs,
ίο Patentanwälte, Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:
Daniel Charles,
_t Serge Veron, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 21. Dezember 1960 (847 559)

Die beschriebene Kaltkathode wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt der beschriebenen Kathode und

Fig. 2 einen Querschnitt einer Elektronenröhre mit einer Kaltkathode.
In der Zeichnung sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. In Fi g. 1 bezeichnet Bezugsziffer 1 eine Gaskammer, deren durch einen metallischen Zylinder gebildetes Gehäuse mit 2 bezeichnet ist. Das Gehäuse wird durch ein transparentes Fenster 3 aus Glas oder entspre-

chendem Material und durch ein Verschlußstück 4 aus keramischem Material oder Glas, welches von einer Metallelektrode 5 durchdrungen wird, abgeschlossen.
Die Kammer 1 enthält Gas unter geringem Druck.

Ihre Innenfläche ist mit einem fluoreszierenden Material 8 bedeckt.

Eine leitende Schicht bzw. ein leitender Film 7, der relativ dünn und durchsichtig ist, bedeckt die Außenfläche des Fensters 3.

Dieser leitende Film wird seinerseits von einer durchsichtigen Schicht photoemittierenden Materials 8 bedeckt.

Zwischen Elektrode 5 und die Metallwand 2 der Gaskammer 1 kann eine Spannungsquelle 9 geschaltet werden, wobei ein geeigneter Schalter 10 in der Zuleitung das Öffnen oder Schließen des Kreises gestattet.

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Wird im Betrieb die Spannungsquelle 9 durch Schalter 10 mit dem Metallgehäuse 2 und der Elektrode 5 verbunden, so wird das Gas innerhalb der Kammer 1 kontinuierlich ionisiert und die Gasentladung erzeugt ein Leuchten des fluoreszierenden Materials 6. Dieses Licht scheint durch das Fenster 3 und erregt wiederum die photoemittierende Substanz 8, die dann Elektronen emittiert.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß eine Fluoreszenzschicht wie die Schicht 6 auf den Innenwänden der Gaskammer 1 nicht immer erforderlich ist, da durch die Wahl des Gases und der Zusätze festgelegt wird, ob die Gasentladung selbst hinreichend leuchtstark ist oder nicht, um die Photokathode 8 zu erregen.

Für den Fall, daß ein Fluoreszenzmaterial erforderlich ist, wird ein Material mit einer sehr kurzen Emissionsdauer verwendet, damit die Photokathode mit sehr kurzen Impulsen betrieben werden kann. Ein derartiges System gestattet, aus der Photokathode Ströme zu erzielen, die beträchtlich größer sind als bei Daueremission, da die Gasentladung von sich aus für einen Impulsbetrieb sehr geeignet ist, vorausgesetzt, daß die Intervalle zwischen den Impulsen nicht kurzer sind als die Zeit für eine Entionisierung des Gases.

F i g. 2 zeigt schematisch und zur Erläuterung als Anwendungsbeispiel eine Kathodenstrahlröhre 11 mit einer Kathode 1. Zur Kennzeichnung entsprechender Elemente wurden dabei die gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 1 verwendet.

Zusätzlich zur Kathode 1 sind in der Röhre 11 die üblichen Elektroden vorgesehen, wie eine Wehneltelektrode 12, Anoden 13, 14 und 15 und Ablenkplatten 16'.

Die Photoemissionsschicht 8 der Kathode 1 und die anderen Elektroden erhalten ihre entsprechenden Potentiale von einer Spannungsquelle 16, die mit den Klemmen des Spannungsteilers 17 verbunden ist. Aus F i g. 2 geht hervor, daß die Spannungsteileranordnunglö, 17 auch die Spannung zur Erzeugung der Gasentladung in der Kammer 1, d.h. die Gleichspannung zwischen der Elektrode 5 und der Metallwand des Gehäuses 1, die mit der Photokathode 8 verbunden ist, liefert. Es werden demnach alle Span- nungen von der Spannungsquelle 16 einschließlich der, die die Emission der Kaltkathode bestimmt, bereitgestellt.

Das Gehäuse der Röhre 11 ist wie üblich evakuiert. Das Kathodengehäusel jedoch enthält ein Gas geeigneter bekannter Art wie vorstehend beschrieben.

Beispielsweise kann der Aufbau abweichend von der in F i g. 1 gezeigten Form so abgewandelt werden, daß diePhotokathode Licht von einer die Kathode umgebenden reflektierenden Fläche empfängt. Die photoemittierende Schicht braucht in diesem Fall nicht durchscheinend zu sein und kann beachtlich dicker sein. Das Licht, das durch Reflexion zum Betrieb der Kathode verwendet wird, kann dabei in irgendeiner geeigneten Art erzeugt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kaltkathode mit einer photoemittierenden Schicht für Elektronenröhren, dadurch gekennzeichnet, daß die photoemittierende Schicht (8) auf der Außenseite eines lichtdurchlässigen Fejisters (3) einer mit unter geringem Druck stehenden Gas gefüllten Kammer (1) angeordnet ist und daß das die Elektronen aus der potoemittierenden Schicht auslösende Licht durch eine Glimmentladung in der Kammer (1) erzeugt ist.

2. Kaltkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) aus einem an dem einen Pol einer Spannungsquelle (9) anschließbaren Metallzylinder (2) besteht, der durch das lichtdurchlässige Fenster (3) und ein Isolierteil (4) abgeschlossen ist, wobei durch das Isolierteil (4) eine an den anderen Pol der Spannungsquelle (9) anschließbare Elektrode (5) geführt ist.

3. Kaltkathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fenster (3) und der photoemittierenden Schicht (8) eine lichtdurchlässige Metallschicht (7) angeordnet ist.

4. Kathode nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Kammer (1) mit einer fluoreszierenden Substanz (6) bedeckt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift »Elektronik«, Mai 1956, S. 117 bis 123.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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