DE1220946B

DE1220946B - Arrangement for cooling or heating a photoelectric layer, in particular a photocathode

Info

Publication number: DE1220946B
Application number: DEP32659A
Authority: DE
Inventors: Dr Joachim Schnell
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1963-09-25
Filing date: 1963-09-25
Publication date: 1966-07-14

Description

Anordnung zur Kühlung bzw. Erwärmung einer lichtelektrischen Schicht, insbesondere einer Photokathode Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Kühlung bzw. Erwärmung einer lichtelektrischen Schicht, insbesondere einer Photokathode, über eine an die Schicht angrenzende, wärmeleitende, lichtdurchlässige Flüssigkeit.Arrangement for cooling or heating a photoelectric layer, in particular a photocathode The invention relates to an arrangement for Cooling or heating of a photoelectric layer, in particular a photocathode, Via a thermally conductive, translucent liquid adjoining the layer.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art war die Photozelle vollständig in das Kühlmittel eingebettet. Dies verlangt ein verhältnismäßig großes und schweres Gefäß und erschwert die Temperatureinstellung, wenn die Photozelle auf einer von der normalen Umgebungstemperatur, z. B. Zimmertemperatur, wesentlich abweichende Temperatur gehalten werden soll.In a known arrangement of this type, the photocell was complete embedded in the coolant. This requires a relatively large and heavy one Vessel and makes it difficult to set the temperature if the photocell is on one of the normal ambient temperature, e.g. B. room temperature, significantly different Temperature should be maintained.

Es ist auch bekannt, Fernseh-Aufnahmeröhren außerhalb des Strahlenganges seitlich konzentrisch mit einer Kühlanordnung zu umgeben. Dabei wird sehr viel Raum beansprucht, und die Wärme kann erst über einen verhältnismäßig langen Weg von der photoempfindlichen Schicht zum Kühler gelangen.It is also known to have television pick-up tubes outside the beam path to surround the sides concentrically with a cooling arrangement. This creates a lot of space stressed, and the heat can only travel a relatively long way from the photosensitive layer to the cooler.

Es ist auch der Vorschlag gemacht worden, eine photoempfindliche Schicht von der Rückseite zu kühlen und die Vorderseite sowohl zum Lichtauffall wie für den Elektronenfluß zu verwenden; dies bedeutet jedoch eine Beschränkung des Konstruktionsprinzips und in manchen Fällen eine schlechtere Funktion.A photosensitive layer has also been suggested to cool from the back and the front to both light incidence and for to use the flow of electrons; however, this means a limitation of the construction principle and in some cases a worse function.

Bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art kann die Kühlzone eng .auf den zu kühlenden Teil beschränkt und -die Anordnung beträchtlich verkleinert werden. Das geschieht dadurch, @daß bei einer Anordnung zur Kühlung bzw. Erwärmung einer lichtelektrischen Schicht, insbesondere einer Photokathode, über eine an die Schicht angrenzende, wärmeleitende, lichtdurchlässige Flüssigkeit diese Flüssigkeit gemäß der Erfindung ausschließlich vor der Photoschicht angeordnet ist und daß ihre durch eine Gefäßwand begrenzte, außerhalb des Strahlenganges liegende Randzone mit einem gut wärmeleitenden, vorzugsweise ringförmigen Zwischenkörper unmittelbar verbunden ist, an den sich ein Abkühlungs- bzw. Erwärmungselement anschließt.With an arrangement of the type mentioned at the outset, the cooling zone can be narrow . confined to the part to be cooled and the arrangement considerably reduced will. This happens because @ that in an arrangement for cooling or heating a photoelectric layer, in particular a photocathode, via a to the Layer adjacent, thermally conductive, translucent liquid this liquid according to the invention is arranged exclusively in front of the photo layer and that their bordered by a vessel wall and lying outside the beam path with directly connected to a highly thermally conductive, preferably ring-shaped intermediate body is followed by a cooling or heating element.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing, for example explained in more detail.

Die lichtelektrische Vorrichtung 1, z. B. eine Photozelle oder eine Feraseh-Aufnahmeröhre, die aus einer evakuierten Glashülle mit den erforderlichen Elektroden besteht, trägt an ihrer Vorderfläche eine photoempfindliche Schicht 2. Diese kann im Betrieb, z. B. durch auffallende Strahlung oder durch den abtastenden Elektronenstrahl, eine störende Temperaturerhöhung aufweisen. Auch kann es zweckmäßig sein, die Schicht 2 bei sehr niedriger Temperatur zu betreiben in einem Bereich, in dem der optisch elektrische Wirkungsgrad besonders hoch ist und wobei Störsignale durch Rauschen weitgehend vermindert sind.The photoelectric device 1, e.g. B. a photocell or a Feraseh receiving tube, which is made of an evacuated glass envelope with the required If there are electrodes, it has a photosensitive layer 2 on its front surface. This can be done during operation, e.g. B. by incident radiation or by the scanning Electron beam, have a disruptive increase in temperature. It can also be useful be to operate layer 2 at very low temperature in an area in which the optical electrical efficiency is particularly high and where interference signals are largely reduced by noise.

Nach der Erfindung ist vor der Schicht 2 ein lichtdurchlässiges Material 3, z. B. eine Flüssigkeit, angebracht, die außerhalb des Strahlenganges über einen gut wärmeleitenden, etwa ringförmigen Zwischenkörper 4 mit einer Abkühlungsanordnung verbunden ist. Diese besteht aus Peltierelement P, deren andere Seite mit einer Anordnung W zur Abgabe oder Aufnahme von Wärme verbunden ist, die vorzugsweise konstante Temperatur aufweist. Über Rohre 5 und 6 kann mit Hilfe einer weiteren Flüssigkeit oder eines Gases der Wärmetransport zu einem Kühler oder gegebenenfalls zu einer Heizvorrichtung durchgeführt werden.According to the invention, in front of the layer 2 is a light-permeable material 3, e.g. B. a liquid attached, the outside of the beam path via a Good heat-conducting, approximately annular intermediate body 4 with a cooling arrangement connected is. This consists of Peltier element P, the other side with a Arrangement W is connected to the release or absorption of heat, which is preferably constant Temperature. A further liquid can be used via pipes 5 and 6 or a gas transporting heat to a cooler or optionally to a Heating device are carried out.

Innerhalb des Ringes 4 wird die Flüssigkeit 3 auf der anderen Seite von einer lichtdurchlässigen Platte 7 begrenzt, vor der noch ein mit einem feuchtigkeitsfreien Gas gefüllter oder gegebenenfalls wenigstens annähernd evakuierter Raum 8 liegt, der nach vorn mit einer lichtdurchlässigen Platte 9 abgeschlossen ist. Durch den Raum 8 wird die Wärmeleitung zwischen der Umgebung und der Flüssigkeit 3 herabgesetzt und insbesondere verhindert, daß sich Feuchtigkeit auf die Fenster 7 und 9 niederschlägt.Inside the ring 4, the liquid 3 is on the other side bounded by a translucent plate 7, in front of which one with a moisture-free Gas-filled or possibly at least approximately evacuated space 8 is located, which is closed at the front with a translucent plate 9. Through the Space 8, the heat conduction between the environment and the liquid 3 is reduced and in particular prevents moisture from condensing on the windows 7 and 9.

Der Wärmeaustauscher W kann in bekannter Weise auf konstante Temperatur gebracht werden, während demgegenüber die weitere Abkühlung des Körpers 4 durch die Peltierelemente P erreicht wird, der über Klemmen 10 der erforderliche Strom zugeführt wird. Durch Ändern des Stromes läßt sich die Temperatur der Kühlflüssigkeit 3 einstellen, wodurch gegebenenfalls eine Anpassung an die Betriebsbedingungen möglich ist. Die Temperaturregelung kann auch von den Peltierelementen P durchgeführt werden. Selbst bei großen Temperaturunterschieden im Wärmeaustauscher (wenn z. B. Luftkühlung bei verschiedenen Umgebungstemperaturen benutzt wird) kann man durch automatisches Einregulieren des Stromes durch die Peltierelemente oder An- und Abschalten des Stromes (Zweipunktregelung) die Temperatur in der Kühlflüssigkeit 3 und damit an der Schicht 2 konstant halten. Bei genügend großem Aufwand läßt sich eine Temperaturkonstanz von besser .als ± 0,01° C zu erreichen, mit geringem Aufwand ±0,5° C.The heat exchanger W can in a known manner at constant temperature be brought, while, in contrast, the further cooling of the body 4 by the Peltier elements P is reached, the required current via terminals 10 is fed. The temperature of the cooling liquid can be changed by changing the current 3, whereby an adaptation to the operating conditions is possible if necessary is. The temperature control can also be carried out by the Peltier elements P. Even with large temperature differences in the Heat exchanger (if z. B. air cooling is used at different ambient temperatures) one can by automatically regulating the current through the Peltier elements or and switching off the current (two-point control) the temperature in the coolant 3 and thus keep constant at layer 2. With enough effort can to achieve a temperature constancy of better than ± 0.01 ° C with little effort ± 0.5 ° C.

Die Flüssigkeit 3 kann, z. B. dadurch, daß sie eine hohe, etwa ölartige Viskosität besitzt, ruhen und die Wärme durch Leitung übertragen. Die Flüssigkeit 3 kann aber auch dünnflüssig sein und die Wärme im wesentlichen durch Konvektion übertragen. Erforderlichenfalls kann die Flüssigkeit 3 mechanisch bewegt werden, z. B. durch eine Pumpe; in diesem Fäll kann die Dicke der Flüssigkeitsschicht zwischen der Zelle 1 und der Platte 7 erheblich vermindert werden.The liquid 3 can, for. B. by having a high, about oily Has viscosity, rest and transfer heat by conduction. The liquid 3 can, however, also be fluid and the heat essentially by convection transfer. If necessary, the liquid 3 can be moved mechanically, z. B. by a pump; in this case the thickness of the liquid layer can be between of the cell 1 and the plate 7 can be reduced considerably.

Als Kühlflüssigkeit wird vorzugsweise eine solche verwendet, deren Brechungsindex sich in dem betreffenden Temperaturbereich nur wenig mit der Temperatur ändert, so daß die Bildung von Schlieren vermieden wird.The cooling liquid used is preferably one whose The refractive index varies only slightly with the temperature in the relevant temperature range changes so that the formation of streaks is avoided.

Claims

Claims: 1. Arrangement for cooling or heating a photoelectric Layer, in particular a photocathode, via an adjacent to the layer, heat-conducting, translucent liquid, characterized in that this Liquid (3) is arranged exclusively in front of the photo layer (2) and that its bordered by a vessel wall and lying outside the beam path with a preferably ring-shaped intermediate body (4) with good thermal conductivity is connected, which is followed by a cooling or heating element.

2. Arrangement according to Claim 1, characterized in that the transparent, heat-conducting Liquid (3) on the side of the photo layer (2) opposite from one translucent plate (7) is limited, in front of a: with .a moisture-free Gas-filled or possibly at least approximately evacuated space (8) is located, which is completed at the front with another translucent plate (9).

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the photo layer is carried by the wall of the vacuum vessel.

4. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid (3) is thin and the heat transfers by convection.

5. Arrangement according to claim 1, 2 or 4, characterized in that that the liquid is moved mechanically, e.g. B. by a pump.

6. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that for Peltier elements (P) are used for cooling and / or heating.

7. Arrangement according to claim 8, characterized in that the Peltier elements with a device (W) for Release or absorption of heat are connected. Considered publications: French Patent No. 1287 168; U.S. Patent No. 2,402,662.