DE1209216B - Sekundaerelektronenvervielfacher - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 g -13/19

Nummer: 1 209 216

Aktenzeichen: B 78585 VIII c/21 g

Anmeldetag: 17. September 1964

Auslegetag: 20. Januar 1966

Die Hauptpatentanmeldung B 62285 VIII c/21 g (deutsche Auslegeschrift 1197179) betrifft einen Sekundärelektronenvervielfacher mit einem geradlinig verlaufenden Kanal, dessen Innenfläche mit einer sekundäremittierenden Widerstandsschicht belegt ist, an die zur Erzeugung eines parallel zur Kanalachse verlaufenden elektrischen Feldes eine Spannung angelegt ist, wobei der Kanal sich etwa in der Bahnrichtung der in ihn eintretenden Primärelektronen erstreckt und das Verhältnis der Länge zur Weite des Kanals derart groß gewählt ist, daß die mit einer Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Kanalachse in den Vervielfacher eintretenden Elektronen mindestens einmal auf die Widerstandsschicht auftreffen.

Bei einem derartigen Vervielfacher ist die Intensität des austretenden Elektronenstrahls durch die Größe des in der inneren Widerstandsschicht fließenden Stromes begrenzt, der hier auch als »Randstrom« bezeichnet werden soll; denn die Größe dieses Stromes bestimmt die Anzahl der beim Sekundäremmissionsprozeß emittierbaren Elektroden. Die Größe dieses Randstromes kann nicht über eine bestimmte Grenze hinaus erhöht werden, da die sich dann ergebende Wärmeentwicklung zu einem Ausfall des Vervielfachers führen könnte. Folglich ist die obere Grenze für die Intensität des aus einem Vervielfacherkanal austretenden Elektronenbündels von der Größe des Randstromes abhängig, der wiederum insbesondere vom Wärmezerstreuungsvermögen der Einrichtung begrenzt ist.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Sekundärelektronenvervielfacher der angegebenen Art zu schaffen, der die erwähnten Beschränkungen nicht aufweist.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Kanal aus mehreren hintereinanderliegenden Abschnitten besteht, von denen jeder einen größeren Durchmesser und einen größeren Strom in der Widerstandsschicht als der vorhergehende Kanal aufweist.

Dieser Elektronenvervielfacher besitzt erhebliche Vorteile: die aufeinanderfolgenden Kanäle haben dadurch, daß sie zunehmende Durchmesser aufweisen, eine zunehmende innere Oberfläche und einen abnehmenden inneren Widerstand. Auf diese Weise kann die Größe des Randstromes von einem Kanal zum nächsten erhöht werden, da eine erheblich größere Wärmemenge durch die größere Oberfläche des Kanals abgestrahlt werden kann. Daraus ergibt sich, daß man ein austretendes Elektronenbündel wachsender Intensität erhält und dabei dasselbe Auflösungsvermögen beibehalten kann.

Sekundärelektronenvervielfacher

Zusatz zur Anmeldung: B 62285 VIII c/21 g Auslegeschrift 1197179

Anmelder:

The Bendix Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

Donald Hipolit Ceckowski, Ferndale, Mich.;
George W. Goodrich, Oak Park, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. September 1963
(312414)

F i g. 1 stellt eine perspektivische Ansicht eines beschriebenen Vervielfachers mit teilweise weggebrochenen Seitenwänden dar, und

F i g. 2 ist eine schematische Darstellung der F i g. 1 im Längsschnitt, in die außerdem die zugehörigen Elektronenbahnen eingezeichnet sind.

Gemäß F i g. 1 erreichen die von einer nicht dargestellten Quelle ausgehenden Elektronen zunächst den Kanal 2. Ein zweiter Kanal 4 mit sehr viel größerem Durchmesser ist am Ausgang des ersten Kanals 2 angeordnet. Folglich bilden die aus dem Kanal 2 austretenden Elektronen das Eingangsbündel für den Kanal 4. Die Elektronen dieses eintretenden Bündels werden im Inneren des Kanals 4 durch Sekundäremission weiter vervielfacht und die austretenden Elektronen durch eine Anode 6, die am Ausgang des Kanals 4 angeordnet ist, gesammelt. An die verschiedenen Teile des Vervielfachers sind Gleichspannungen geeigneter Größe angelegt. Beispielsweise ist in F i g. 2 eine Gleichspannungsquelle 8 dargestellt, welche folgende Spannungen abgibt: -2000, -1150, —1150~ -300 und OVoIt in der

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angegebenen Reihenfolge an die folgenden Stellen des Vervielfachers: Eingang 10 und Ausgang 12 des Kanals 2, Eingang 14 und Ausgang 16 des Kanals 4 und Anode 6.

Wenn die Elektronen in den Kanal 2 durch seinen Eingang 10 in der angegebenen Richtung eintreten, folgen sie einer Bahn, wie sie durch die gestrichelte Linie 18 in F i g. 2 dargestellt ist, und vervielfachen sich durch Sekundäremission jedesmal, wenn sie auf den inneren Belag des Kanals 2 auftreffen. Nachdem sie den Kanal 2 durchlaufen haben, durchlaufen sie den ihm folgenden Kanal 4, in dem derselbe Vorgang stattfindet. Das Bündel Sekundärelektronen 18 trifft schließlich auf die als Schirm abgebildete Anode 6 auf.

Die Kanäle 2 und 4 und die Anode 6 sind im Inneren eines evakuierten Gehäuses angeordnet.

Bei Verwendung eines Elektronenvervielfachers mit einem einzigen Kanal zur automatischen Verfolgung eines Sternes zwingen Fragen des optischen Auflösungsvermögens zur Verwendung eines Kanals mit einem Durchmesser, der kleiner oder gleich etwa V₂ mm ist. In diesem Fall begrenzt der mit relativ geringer Intensität austretende Elektronenstrahl die Wirksamkeit der Einrichtung. Wenn nämlich ein einziger Kanal ein Verhältnis Länge zu Durchmesser von 60 und einen inneren Durchmesser von 72^mm besitzt, wird ein maximaler Ausgangsstrom geliefert, der lediglich 0,2 Mikroampere beträgt. Wenn man diesen einzigen Kanal durch einen ersten Kanal ersetzt, der einen inneren Durchmesser von 72 mm und ein Verhältnis Länge zu Durchmesser von 30 besitzt, und diesem einen zweiten Kanal nachordnet, der einen inneren Durchmesser von 0,75 mm und ein Verhältnis Länge zu Durchmesser von 30 besitzt, erhält man eine Einrichtung, welche in der Lage ist, einen Ausgangsstrom von etwa 2 Mikroampere zu liefern. Man erhält somit eine Erhöhung der Verstärkung um den Faktor 10, bezogen auf einen einzigen Kanal mit 72 mm Durchmesser und mit einem Verhältnis Länge zu Durchmesser von 60. Zwar ist in dem ausgewählten Beispiel die Gesamtlänge der beiden Kanäle gleich 3,8 cm gegenüber einer Länge von cm bei einem einzigen Kanal; dieser Nachteil wird jedoch mehr als kompensiert durch die wesentliche Erhöhung der Verstärkung des Ausgangsstromes.

ίο Obwohl der Vervielfacher an Hand eines Beispieles mit zwei aufeinanderfolgenden Kanälen beschrieben ist, ist es offensichtlich, daß auch eine größere Anzahl von aufeinanderfolgenden Kanälen verwendet werden kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Sekundärelektronenvervielfacher mit einem geradlinig verlaufenden Kanal, dessen Innenfläche mit einer sekundäremittierenden Widerstandsschicht belegt ist, an die zur Erzeugung eines parallel zur Kanalachse verlaufenden elektrischen Feldes eine Spannung angelegt ist, wobei der Kanal sich etwa in der Bahnrichtung der in ihn eintretenden Primärelektronen erstreckt und das Verhältnis der Länge zur Weite des Kanals derart groß gewählt ist, daß die mit einer Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Kanalachse in den Vervielfacher eintretenden Elektronen mindestens einmal auf die Widerstandsschicht auftreffen, nach Patentanmeldung B 62285 VIII c/21 g (deutsche Auslegeschrift 1197 179), dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal aus mehreren hintereinanderliegenden Abschnitten besteht, von denen jeder einen größeren Durchmesser und einen größeren Strom in der Widerstandsschicht als der vorhergehende Kanal aufweist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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