DE1236679B

DE1236679B - Photocell with secondary electron multiplier and with shielding devices against transmission of light from the space containing the secondary electron multiplier to the photocathode

Info

Publication number: DE1236679B
Application number: DE1965F0044968
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Tretner
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1965-01-15
Filing date: 1965-01-15
Publication date: 1967-03-16

Description

Photozelle mit Sekundärelektronen-Vervielfacher und mit Abschirmvorrichtungen gegen eine übertragung von Licht aus dem den Sekundärelektronen-Vervielfacher enthaltenden Raum zur Photokathode Die Erfindung bezieht sich auf eine Photozelle mit Sekundärelektronen-Vervielfacher und mit Abschirmvorrichtungen gegen eine übertragung von Licht aus dem den Sekundärelektronen-Vervielfacher enthaltenden Raum zur Photokathode, bei der die als Eintrittspupille für die Photoelektronen in die erste Stufe des Sekundärelektronen-Vervielfachers dienende scheibenförmige Blende sich bis unmittelbar an die Kolbenwand erstreckt. Die zwischen dem Vervielfachersystem und der Photokathode angebrachte metallische Blende dient zur Absaugung der Photoelektronen und zur Fokussierung derselben auf die erste Dynode des Vervielfachers und liegt demgemäß auf einem Potential nahe demjenigen der ersten Dynode.Photocell with secondary electron multiplier and shielding devices against transmission of light from the one containing the secondary electron multiplier Space for the photocathode The invention relates to a photocell with a secondary electron multiplier and with shielding devices against transmission of light from the secondary electron multiplier containing space to the photocathode, in which the entrance pupil for the photoelectrons disk-shaped serving in the first stage of the secondary electron multiplier Orifice extends right up to the piston wall. The one between the multiplier system and the metallic screen attached to the photocathode is used to extract the photoelectrons and for focusing it on the first dynode of the multiplier and lies accordingly at a potential close to that of the first dynode.

Bei Vervielfacher-Photozellen ist eine Störerscheinung bekannt, welche darin besteht, daß dem Dunkelstrom unregelmäßige impulsartige Schwankungen überlagert sind. Diese Schwankungen sind sehr unerwünscht, da sie bei Impuls- und Hochfrequenzmessungen Signale vortäuschen.In the case of multiplier photocells, a disturbance phenomenon is known, which consists in that irregular pulse-like fluctuations are superimposed on the dark current are. These fluctuations are very undesirable as they occur with pulse and high frequency measurements Fake signals.

Man hat auch schon festgestellt, daß diese impulsartigen Schwankungen des Dunkelstroms mit Entladungserscheinungen in der Röhre zusammenhängen. Durch solche Entladungserscheinungen werden Funken und Glimmerscheinungen hervorgerufen, deren Licht entweder direkt oder über Reflexionen an der Kolbenwand auf die Photokathode gelangt und dort Stromimpulse auslöst. Diese Störungen kann man ziemlich weitgehend unterdrücken, wenn man nach einer bekannten Anordnung die zur Absaugung der Photoelektronen dienende Blende in die Röhrenwand einschmilzt. Eine solche Konstruktion ist jedoch ziemlich umständlich und erfordert zusätzliche Glasbearbeitung. Im allgemeinen vergrößert die durch die Zellenwand hindurchgeführte Blende den Röhrendurchmesser in unerwünschter Weise und erfordert zusätzliche Isolationsmaßnahmen. Aus ähnlichen Gründen hat sich auch eine Einschnürung der Zelle zwischen Photokathode und Vervielfacher in der Praxis nicht eingeführt. Ein anderer bekannter Weg zur Unterdrückung der Störungen besteht darin, die Weiterleitung des von den Entladungen herrührenden Lichtes zur Photokathode durch Mattieren der Kolbenwand und Einfärben des Glases zu unterbinden. Diese Maßnahmen führen jedoch nur zu einem Teilerfolg, und zwar selbst dann, wenn der äußere Umfang der Blende so groß gewählt wird, daß die lichte Weite des Kolbens ganz abgesperrt ist, so daß noch immer jene Störimpulse beobachtet werden.It has also already been established that these pulse-like fluctuations of the dark current are related to discharge phenomena in the tube. By such discharge phenomena produce sparks and glowing phenomena, their light either directly or via reflections on the bulb wall onto the photocathode arrives and triggers current pulses there. These glitches can be pretty extensive suppress, if one uses a known arrangement to extract the photoelectrons serving aperture melts into the tube wall. However, such a construction is quite awkward and requires additional glass processing. Generally enlarged the aperture passed through the cell wall undesirably reduces the tube diameter Way and requires additional isolation measures. For similar reasons also a constriction of the cell between the photocathode and the multiplier in the Practice not introduced. Another well-known way to suppress the interference consists in the transmission of the light from the discharges to the To prevent the photocathode by matting the bulb wall and coloring the glass. However, these measures only lead to partial success, even if the outer circumference of the diaphragm is chosen so large that the inside width of the piston is completely closed off, so that those glitches can still be observed.

Es wurde nun gefunden, daß diese restlichen Störsignale von der Blende selbst herrühren. Da nämlich der Kolben nicht völlig rund ist und die Blende daher nicht überall satt an der Röhrenwand anliegen kann, so verbleiben auf der Röhrenwand einzelne Stellen, die sich durch Streuelektronen aufladen und dort, wo die Feldstärke zu der nahe liegenden Blende groß ist, sich unter Funkenüberschlag entladen. Dieser Funkenüberschlag gibt dann offenbar zu den Impulsstörungen Anlaß. Ein größerer Abstand zwischen Röhrenwand und Blende schafft keine Ab- hilfe, weil dann durch den Spalt wiederum Licht von den Entladungen im Sekundärverstärkerraum zur Photokathode gelangen kann.It has now been found that these residual interference signals originate from the diaphragm itself. Since the piston is not completely round and the diaphragm cannot fit snugly against the tube wall everywhere, individual spots remain on the tube wall that are charged by stray electrons and where the field strength is high to the nearby diaphragm Discharge sparkover. This sparkover then evidently gives rise to the impulse disturbances. A greater distance between the tube wall and aperture creates no waste help because then you can get through the gap again light of the discharges in the secondary booster chamber to the photocathode.

Die beschriebenen Störsignale werden bei einer Vervielfacher-Photozelle, welche mit Abschirmvorrichtungen gegen eine übertragung von Licht aus dem den Sekundärelektronen-Vervielfacher enthaltenden Raum versehen ist und die als Eintrittspupille für die Photoelektronen in die erste Stufe des Vervielfachers dienende Blende sich bis unmittelbar an die Kolbenwand erstreckt, erfindungsgemäß dadurch unterdrückt, daß die Blende mit einem in der Umgebung der Berührungsstelle auf der Kolbenwand angebrachten Ring aus aufgedampftem Metall, vorzugsweise Aluminium, in elektrischem Kontakt steht.The described interference signals are generated by a multiplier photocell, which with shielding devices against the transmission of light from the secondary electron multiplier Containing space is provided and as the entrance pupil for the photoelectrons in the first stage of the multiplier serving aperture up directly to the Piston wall extends, suppressed according to the invention in that the diaphragm with a In the vicinity of the point of contact on the piston wall attached ring made of vapor-deposited Metal, preferably aluminum, is in electrical contact.

Auf Grund dieser Maßnahmen treten die bisher störenden Impulse nicht mehr oder nur in ganz geringem Maße auf, so daß die Zelle für Impulsmessungen höchster Empfindlichkeit verwendbar ist. Der erzielte Fortschritt beruht darauf, daß nunmehr zwischen Blende und Röhrenwand kein Potentialunterschied mehr besteht, so daß Funkenentladungen dort nicht mehr auftreten; außerdem kann die Blende sehr eng an der Röhrenwand anliegen, so daß kein Licht von Entladungen im Vervielfacherraum mehr zur Photokathode gelangen kann. Die Herstellung des aufgedampften Ringes erfordert keinerlei zusätzlichen Arbeitsaufwand, da ohnehin eine Aufdampfschicht zur Kontaktgabe mit der Photokathode erforderlich ist.As a result of these measures, the impulses that have hitherto been disruptive do not occur more or only to a very small extent, so that the cell for pulse measurements is the highest Sensitivity is usable. The progress made is based on the fact that now There is no longer a potential difference between the diaphragm and the tube wall, so that spark discharges no longer appear there; in addition, the Aperture very close the tube wall, so that no light from discharges in the multiplier space more can get to the photocathode. The manufacture of the vapor-deposited ring requires no additional work, as there is a vapor deposition layer to make contact with the photocathode is required.

In einem Sonderfall hat man zur Erzielung eines möglichst kleinen Dunkelstroms die Photokathode gegen einen am Eintritt des Vervielfachers angeordnete Blende unmittelbar angelegt, deren Durchlaßöffnung kleiner als die Fläche der Photokathode ist. Diese Blende muß aus Isoliermaterial bestehen, da sonst die Photokathode gegen die erste Dynode kurzgeschlossen wäre. Bei der Verwendung von Isoliermaterial können aber wiederum Aufladungen und Funkenerscheinungen auftreten, die zu den erwähnten Störungen Anlaß geben.In a special case, one has to achieve as small a value as possible Dark current the photocathode against one arranged at the entrance of the multiplier Diaphragm placed directly, the passage opening of which is smaller than the area of the photocathode is. This aperture must be made of insulating material, otherwise the photocathode against the first dynode would be shorted. When using insulating material you can but again charges and spark phenomena occur which lead to those mentioned Give rise to disturbances.

In der Figur ist der aufgeschnittene Kolben einer Vervielfacher-Photozelle, der an seiner Stirnfläche eine Photokathode 2 und in seinem unteren Teil ein Vervielfachersystem 3 aufweist. Da das Vervielfachersystem mit einer Spannung von 1000 V und mehr betrieben wird, können an Ecken und Kanten des Systemaufbaues, vorzugsweise an den Schweißstellen der Elektrodenzuführungen, Entladungen auftreten, deren Licht durch Reflexion an der Kolbenwand zur Photokathode gelangt, falls hiergegen nicht besondere Vorkehrungen getroffen werden.The figure shows the cut-open bulb of a multiplier photocell which has a photocathode 2 on its end face and a multiplier system 3 in its lower part. Since the multiplier system is operated with a voltage of 1000 V and more, discharges can occur at corners and edges of the system structure, preferably at the welding points of the electrode leads, the light of which reaches the photocathode by reflection on the bulb wall, unless special precautions are taken .

Bei der beschriebenen Photozelle dient zur Ab- schirmung dieses Lichtes die Eintrittsblende 4, durch welche die Photoelektronen in das Vervielfachersystem eintreten. Die Photokathode ist mit einer den vorderen Teil des Kolbens bedeckenden Metallisierung 5 versehen, welche bis zu einem Kontakt 6 in Form eines mit der Röhrenwand verklebten Metallplättchens geführt ist, mit welchem der vom Sockel der Röhre herkommende Zuführungsdraht 7 verbunden ist.In the described photocell is used to exhaust the shielding of this light entrance aperture 4 through which the photoelectrons enter into the Vervielfachersystem. The photocathode is provided with a metallization 5 covering the front part of the bulb, which is led to a contact 6 in the form of a metal plate glued to the tube wall, to which the lead wire 7 coming from the base of the tube is connected.

Zur Erzielung einer praktischen Unterdrückung des Lichtstroms vom Vervielfacher zur Photokathode ist die Blende 4 so ausgebildet, daß sie praktisch den ganzen Querschnitt des Kolbens ausfüllt und die Kolbenwand an vielen Stellen berührt. Ausgenommen ist hiervon nur der Teil des Umfangs der Blende 4, an dem die Metallisierung 5 zu dem Kontakt 6 geführt ist. Zur Vermeidung von Entladungen zwischen der Kolbenwand und der Blende ist in der Ebene der Blende eine ringförmige Metallschicht 8 aufgebracht, die ledialich an der Stelle unterbrochen ist, wo die Metallisierung 5 zur Kontaktgabe der Photokathode zu dem Kontaktplättchen 6 verläuft. Durch Verwendung dieses Metallringes 8 wird eine Entladungserscheinung zwischen Blende und Kolbenwand praktisch völlig unterbunden und zugleich die gewünschte Abschirmung der Photokathode gegen die Lichterscheinungen am Vervielfacher erreicht. Vorteilhaft ist die Blende 4 zur sicheren Kontaktgabe mit der Metallschicht 8 mit einer Kontaktfeder 9 versehen.In order to achieve a practical suppression of the luminous flux from the multiplier to the photocathode, the diaphragm 4 is designed so that it practically fills the entire cross section of the bulb and touches the bulb wall in many places. The only exception to this is that part of the circumference of the screen 4 on which the metallization 5 is led to the contact 6 . To avoid discharges between the bulb wall and the diaphragm, an annular metal layer 8 is applied in the plane of the diaphragm, which is only interrupted at the point where the metallization 5 runs to make contact between the photocathode and the contact plate 6 . By using this metal ring 8 , a discharge phenomenon between the diaphragm and the bulb wall is practically completely prevented and at the same time the desired shielding of the photocathode against the light phenomena on the multiplier is achieved. The panel 4 is advantageously provided with a contact spring 9 for secure contact with the metal layer 8.

Man kann nun noch eine vollständige Unterdrückung eines derartigen Lichtflusses zur Photokathode erzielen, wenn man in an sich bekannter Weise eine Lichtleitung innerhalb des Glases der Kolbenwand unterbindet. Dies kann durch eine Mättierung der inneren und/oder äußeren Kolbenwand oder durch Verwendung eines optisch undurchsichtigen Glases geschehen.One can still suppress such a thing completely Achieve luminous flux to the photocathode if one in a known manner Prevents light conduction within the glass of the bulb wall. This can be done through a Matting of the inner and / or outer piston wall or by using an optical opaque glass happen.

Claims

Claims: 1. Photocell with secondary electron multiplier and with shielding devices against the transmission of light from the space containing the secondary electron multiplier to the photocathode, in which the disk-shaped aperture serving as the entrance pupil for the photoelectrons in the first stage of the secondary electron multiplier extends up to immediately extends to the piston wall, d a d g e k ur ch hen -zeichnet that the aperture communicates with an attached in the vicinity of the contact point on the piston ring wall of vapor-deposited metal in electrical contact.

2. Photocell according to claim 1, characterized in that the inner and / or outer piston wall is matted. 3. Photocell according to claim 1, characterized in that the bulb wall consists of optically opaque glass.

Considered publications: German Patent Specifications No. 926 804, 961559; German exposition No. 1 014 242, 1048365.