DE1261966B - Photokathode fuer Bildverstaerker, Bildwandler oder Fernsehkameraroehren - Google Patents
Photokathode fuer Bildverstaerker, Bildwandler oder FernsehkameraroehrenInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
HOIj
Deutsche Kl.: 21g-29/30
Nummer: 1261966
Aktenzeichen: N 25379 VIII c/21 g
Anmeldetag: 17. August 1964
Auslegetag: 29. Februar 1968
Die Erfindung bezieht sich auf eine Photokathode für Bildverstärker, Bildwandler oder Fernsehkameraröhren,
mit einer aus Isolierwerkstoff oder aus einem Werkstoff mit großem Widerstand bestehenden plattenförmigen
Matrix, in der in einem zweidimensionalen Muster langgestreckte, jeweils einen Durchgang
von einer Eingangs- zur Ausgangsstirnfläche der Matrix bildende, metallene Einsätze aufweisende
Kanäle angeordnet sind und bei der auf der Seite der Eingangsstirnfläche der Matrix ein photoleitender
Werkstoff angeordnet ist, der auf seiner Eingangsfläche mit einer leitenden Schicht bedeckt ist, und bei
der auf der Seite der Ausgangsstirnfläche der Matrix die Einsätze mit einem photoemittierenden und für
eine einfallende Strahlung empfindlichen Werkstoff versehen sind.
In der deutschen Patentschrift 901572 ist eine Anordnung
zur Umwandlung eines Wärmebildes in ein sichtbares Bild beschrieben, bei der in einer mit Abtasteinrichtungen
versehenen Röhre eine Platte angeordnet ist, die aus folgenden einzelnen Elementen
besteht: Auf einer Isolierplatte, ζ. Β. aus einem Halbleiter, die in Querschnittsrichtung gesehen in regelmäßigen
Abständen mit von der einen Fläche der Isolierplatte zur anderen Fläche der Isolierplatte hindurchragenden
Metallstiften versehen ist, ist auf den dem aufzunehmenden Bild zugewandten isolierenden
Flächen ein metallenes, mit einer Elektrode verbundenes Gitter angeordnet, das mit einer wärmeempfindlichen
Schicht abgedeckt ist. Auf der der Abtasteinrichtung zugewandten Seite der Isolierplatte
sind die Metallstifte in ihrem Umfang erweitert, so daß sie einen Teil der isolierenden Flächen der Isolierplatte
abdecken und über diese hinausragen. Die freien Enden der metallenen Stifte tragen einen
sekundäremissionsfähigen Stoff.
In einem gewissen Abstand vor diesen freien Enden der Metallstifte ist in der Röhre ein Gitter
angeordnet, das ebenfalls an eine Elektrode geführt ist. Dieses Gitter bzw. diese Elektrode ist an einen
Pol einer Spannungsquelle angeschlossen, an dessen anderem Pol die auf der Eingangsseite der Isolierplatte
liegende Metallelektrode bzw. das auf der Eingangsseite der Isolierplatte liegende Gitter angeschlossen
ist. Ein auf die Eingangsseite einer derartigen Isolierplatte einfallendes Wärmebild wird auf der
Ausgangsseite dieser Isolierplatte eine Sekundäremission hervorgerufen, die von der Abtasteinrichtung
der Röhre abgetastet wird und in dem Abtastelektronenstrahl bzw. in dem äußeren Stromkreis
eine Stromänderung entsprechend der Sekundäremission an den verschiedenen Punkten der Isolierplatte
Photokathode für Bildverstärker,
Bildwandler oder Fernsehkameraröhren
Bildwandler oder Fernsehkameraröhren
Anmelder:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven
(Niederlande)
Vertreter:
Dr.-Ing. H. D. Zeller, Patentanwalt,
2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7
Als Erfinder benannt:
Pieter Schagen, Redhill, Surrey;
Brian William Manley, Burgess Hill, Sussex
(Großbritannien)
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 20. August 1963,
Großbritannien vom 20. August 1963,
vom 7. Juli 1964 (32 939)
bzw. an den Enden der metallenen Stifte bewirkt. Auf diese Weise ist es möglich, ein Wärmebild in ein
elektrisches Bild umzuwandeln.
Aus dem deutschen Patent 1032 440 ist eine strahlungsempfindliche
Vorrichtung, insbesondere für Röntgenbildverstärker, bekannt, die aus einer Röhre
besteht, in der auf einem Schirm auf der Eingangsund auf der Ausgangsseite Schichten angeordnet sind,
die eine Beschleunigung der Elektronen in dem Schirm bewirken sollen. Die auf der Eingangsseite
liegende Schicht ist lichtempfindlich und über eine Elektrode mit dem einen Pol einer Spannungsquelle
verbunden, während auf der Ausgangsseite des genannten Schirmes zunächst eine einen hohen Querwiderstand
aufweisende Schicht folgt, die mit dem anderen Pol derselben Spannungsquelle verbunden
ist. Diese Schicht ist dann mit einer photoemittierenden Schicht überzogen, die in dieser bekannten Anordnung
durch eine infrarote Strahlungsquelle beleuchtet wird.
Ein auf die Eingangsseite des obengenannten Schirmes auffallendes Bild wird dann auf der Ausgangsseite
entsprechend den Belichtungen an den
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einzelnen Bildpunkten eine verschieden starke Emis- sich von den bei der Herstellung faseroptischer Platsion
von Elektronen bewirken, die zu dem auf posi- ten bekannten Maßnahmen dadurch, daß die sehr
tivem Potential liegenden Leuchtschirm gezogen wer- dünnen Glasröhrchen einen Metalldraht als Kern
den und auf diesem ein sichtbares Bild erzeugen. enthalten, während die z. B. in den bekannten An-
Schließlich ist noch aus der Literaturstelle »IRE 5 Ordnungen nach der USA.-Patentschrift 2 979 632
Transactions on Electron Devices« vom April 1960, und bei Anordnungen nach »Scientific American«
S. 78 bis 81, insbesondere aus der S. 79, eine An- vom November 1960, S. 72 bis 81, benutzten Glasordnung
für eine Speicherröhre bekannt, die zwei ein- fasern einen aus Glas bestehenden Kern aufweisen,
ander gegenüberliegendeElektronenstrahlerzeugungs- Die Photokathode nach der Erfindung kann z. B.
systeme enthält, die die Speicherplatte auf den beiden io derart ausgebildet sein, daß sie für im Infrarotbereich
gegenüberliegenden Oberflächen abtasten. Der Elek- liegende Strahlen sehr empfindlich ist, und sie ist
tronenstrahl aus dem einen Erzeugersystem ist der daher sehr gut anwendbar in Nebeldurchdringungs-Lese-
und der Elektronenstrahl aus dem anderen Er- anlagen oder zur Beobachtung bei sehr schwacher
zeugersystem der Schreibstrahl. Diese Speicherplatte Beleuchtung.
kann aus einem Mosaik bestehen. Das Mosaik seiner- 15 Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung für
seits besteht aus einem gitterförmigen Träger, z. B. ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt
aus Glas oder Keramik, mit quadratischen Ausneh- Fig. 1 eine Photokathode nach der Erfindung in
mungen. In diesen Ausnehmungen sind Metallein- einem teilweisen Querschnitt,
sätze vorgesehen, deren Oberflächen an den Stirn- F i g. 2 eine Anordnung der Photokathode nach
Seiten gegenüber den isolierenden Teilen etwas zu- zo F i g. 1 in einem Bildverstärker,
rückgesetzt angeordnet sind. F i g. 3 die Anordnung der Photokathode nach
Weiterhin ist es bekannt, eine Photokathode für F i g. 1 in einer Fernsehaufnahmekamera,
Bildverstärker, Bildwandler, Fernsehkameraröhren Fig. 4 und 5 eine Ansicht auf eine Matrix einer
od. dgl. derart auszubilden, daß auf eine Platte aus Photokathode nach Fig. 1, die aus Glasröhrchen
Glas, Glimmer oder einem anderen durchsichtigen 35 mit einem dünnen Metalldraht bestehen.
Werkstoff eine durchsichtige, dünne, metallene Die in F i g. 1 dargestellte Photokathode nach der
Schicht und auf diese eine Schicht aus photoleiten- Erfindung weist eine ununterbrochene Metallschicht
dem Werkstoff, z. B. Zinkselenid, Zinksulfid oder 11 auf, die sehr dünn und daher durchsichtig ist und
Selen, aufgebracht wird, die schließlich auf ihrer auf einer Schicht 13 aus photoleitendem Werkstoff,
freien Oberfläche ein Mosaik trägt, dessen freie Ober- 30 z. B. Zinkselenid, Zinksulfid oder Selen, angebracht
flächen photoemissionsfähig sind. Bei einer derartigen ist, z. B. durch Niederschlag, Aufdampfen oder AufAnordnung
ist es bekannt, die Metallschicht an den spritzen. Die Metallschicht 11 ist die Eingangsseite
einen Pol und ein Gitter, das im Abstand vor den der Photokathode. Sie ist über eine Eingangselekphotoemissionsfähigen
Oberflächen angeordnet ist, an trode mit dem einen Pol einer Spannungsquelle B
den anderen Pol der gleichen Spannungsquelle anzu- 35 verbunden. An die photoleitende Schicht 13 schließt
schließen, um dadurch eine Beschleunigung der Elek- sich auf der anderen Fläche eine Eingangsstirnfläche
tronen und infolgedessen eine größere Bildhelligkeit einer Matrix 16 an. Diese Matrix besteht aus einem
zu erzielen. regelmäßigen Muster von Kanälen zwischen der Ein-
Von diesem Stand der Technik geht die Erfin- gangs- und der Ausgangsstirnfläche. Jeder Kanal
dung aus. Sie bezieht sich auf eine Photokathode der 40 weist einen metallenen Einsatz 17 auf, der mit der
eingangs genannten Art und ist dadurch gekenn- photoleitenden Schicht 13 in Berührung steht. Die
zeichnet, daß die Ausgangsstirnfläche der Matrix mit einen Enden der Einsätze 17 reichen nicht bis zur
einer von dem photoemittierenden Werkstoff isolier- Ausgangsstirnfläche der Matrix, sondern sind gering
ten, den Kanälen entsprechende Öffnungen aufwei- zurückversetzt angeordnet. Das einer in der Zeichsenden
leitenden Schicht bedeckt ist. 45 nung nur angedeuteten zusätzlichen Strahlungs-Nach
der Erfindung können die mit dem photo- quelle F ausgesetzte Ende jedes Einsatzes 17 trägt
emittierenden Werkstoff bedeckten Enden der Ein- ein photoemittierendes Element 14, z. B. feine oxysätze
gegenüber der Ausgangsstirnfläche der Matrix dierte Caesiumsilberkügelchen. Eine Schicht 15 aus
zurückversetzt angeordnet sein. Auch können die leitendem Werkstoff ist auf der Ausgangsfläche der
Werkstoffe, aus denen die Matrix und die Einsätze 50 Matrix 16 angeordnet. Diese Schicht 15 ist mit Öffbestehen,
für die einfallende Strahlung undurchlässig nungen versehen, die den photoemittierenden EIesein.
menten 14 entsprechen, so daß diese Schicht 15 wie Weiterhin kann die Matrix aus einer Anzahl dün- eine Gitterelektrode wirksam ist, die parallel zu den
ner isolierender, parallel zueinander liegender und Elementen 14 liegt.
zusammengeschmolzener Röhrchen bestehen, die 55 Diese Konstruktion ist wie folgt wirksam: Wenn
einen in sich steifen Block oder eine Platte mit Kanä- die Elemente 14 von der Strahlungsquelle F gleichlen
bilden. Ein Verfahren zur Herstellung einer mäßig beleuchtet werden, während die photoleitende
Matrix für eine Photokathode dieser Art ist nach der Schicht 13 unbeleuchtet ist, und wenn die als Gitter
Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß durch Hin- wirkende Schicht 15 ein geringes positives Potential
durchziehen eines dünnen Metalldrahtes durch ein 60 gegen die Metallschicht 11 aufweist, wird jedes EIe-Bad
mit geschmolzenem Glas dieses Glas den Metall- ment 14 so lange Elektronen emittieren, bis das Podraht
umhüllt und an diesem haftet, wodurch mit tential der Elemente 14 etwas über dem der Schicht
dem Metalldraht ausgefüllte Röhrchen gebildet wer- 15 liegt. Dann ist ein Gleichgewichtszustand vorhanden,
die danach auf Länge geschnitten, dann parallel den, bei dem von den Elementen 14 nur eine geringe
zueinander liegend in Bündeln zusammengefaßt und 65 Anzahl von Elektronen zu der Schicht 15 gelangt, um
darauf zusammengeschmolzen und schließlich nach die Elektronen zu neutralisieren, die durch die
dem Abkühlen in dünne Platten geschnitten werden. Schicht 13 als Dunkelstrom hindurchströmen. Die
Dieses Verfahren nach der Erfindung unterscheidet restlichen durch die Strahlungsquelle F aus den EIe-
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menten 14 ausgelösten Elektronen kehren zwangs- optik (ζ. B. EO) weggelassen wird. Bei dieser Verweise
unter der Wirkung des von der Schicht 15 er- wendung der Photokathode nach der Erfindung in
zeugten Bremsfeldes zu den Elementen 14 zurück. einer Kameraröhre werden die niedrigen Rauschver-Wenn
jedoch ein Bild L durch die Metallschicht 11 hältnisse einer solchen Konstruktion vollständig ausauf
die photoleitende Schicht 13 projiziert wird, so 5 genutzt, was weiter unten näher erläutert wird,
wird deren Leitfähigkeit senkrecht zur Oberfläche in Bei bekannten Kameraröhren wird die Wirkung jedem Elementarbereich entsprechend der örtlichen bei einem niedrigen Belichtungspegel durch das in Lichtintensität geändert, so daß ein Strom von der dem Kamerasystem erzeugte Rauschen beschränkt, leitenden Metallschicht 11 zu den Elementen 14 Bei dem Bildorthikon ist das Rauschen vor allem dem fließen kann, der dem Lichteinfall an diesem Bild- ίο Abtaststrahl zuzuschreiben. Es wurde bereits verpunkt entspricht. Die örtliche Emission jedes EIe- schiedene Male vorgeschlagen, diese Beschränkung mentes 14 ändert sich entsprechend der örtlichen Be- der Verwendung des Orthikons dadurch zu vermeilichtung der Schicht 13, und es werden daher mehr den, daß ein Photonenbündel statt eines Elektronenoder weniger Elektronen aus den Elementen 14 emit- bündeis benutzt wird, um den Schirm abzutasten. Datiert. Diese Elektronen werden durch die Schicht 15 15 bei entsteht kein äquivalentes Strahlrauschen, und beschleunigt. wenn die auf dem Schirm von dem Photonenbündel
wird deren Leitfähigkeit senkrecht zur Oberfläche in Bei bekannten Kameraröhren wird die Wirkung jedem Elementarbereich entsprechend der örtlichen bei einem niedrigen Belichtungspegel durch das in Lichtintensität geändert, so daß ein Strom von der dem Kamerasystem erzeugte Rauschen beschränkt, leitenden Metallschicht 11 zu den Elementen 14 Bei dem Bildorthikon ist das Rauschen vor allem dem fließen kann, der dem Lichteinfall an diesem Bild- ίο Abtaststrahl zuzuschreiben. Es wurde bereits verpunkt entspricht. Die örtliche Emission jedes EIe- schiedene Male vorgeschlagen, diese Beschränkung mentes 14 ändert sich entsprechend der örtlichen Be- der Verwendung des Orthikons dadurch zu vermeilichtung der Schicht 13, und es werden daher mehr den, daß ein Photonenbündel statt eines Elektronenoder weniger Elektronen aus den Elementen 14 emit- bündeis benutzt wird, um den Schirm abzutasten. Datiert. Diese Elektronen werden durch die Schicht 15 15 bei entsteht kein äquivalentes Strahlrauschen, und beschleunigt. wenn die auf dem Schirm von dem Photonenbündel
Die photoemittierenden Elemente 14 sind von dem erzeugten Elektronen, die das Signal darstellen, in
Photoleiter durch die Einsätze 17 getrennt. Die Ma- einem Elektronenvervielfacher wie bei einem BiIdtrix
16 kann aus Glas, vorzugsweise undurchlässigem orthikon verstärkt werden, tritt praktisch kein Ver-Glas
bestehen. Dadurch wird verhindert, daß die von 20 Stärkungsrauschen ein. Photokathoden nach der vorder
Strahlungsquelle F einfallenden Strahlen teilweise liegenden Erfindung können wegen der vorerwähnten
zwischen den Elementen 14 und Teilen der Schicht optischen Trennung leicht diese Anforderung er-15
in das Glas der Matrix 16 eindringen. füllen.
Das von der Strahlungsquelle F erzeugte Licht ist Ein Beispiel eines Kamerasystems nach der Erfin-
gleichmäßig auf die ganze Ausgangsfläche des Ge- 35 dung ist in F i g. 3 gezeigt. In dieser F i g. 3 wird ein
bildes gerichtet, so daß der Photoemitter erregt wird. Gegenstand O durch optische Mittel auf der Photo-
Die Intensität der für die Bilderzeugung nutzbaren kathode P abgebildet, die von der in F i g. 1 darge-
Emission ändert sich aber örtlich und hängt von stellten Konstruktion sein kann. Die optische Ab-
der Anzahl von Photonen ab, die jeden bestimmten tastung der Ausgangsfläche der Photokathode ersetzt
Teil der Eingangsfläche des Gebildes treffen (Licht 30 die ununterbrochene einfallende Strahlung bei dem
bedeutet hier auch unsichtbares Licht, z. B. Ultra- Bildverstärker und wird z. B. durch eine »Flying-
violett und Infrarot). Dies ist schematisch in Fig. 1 Spot«-Abtastvorrichtung mit einer Elektronenstrahl-
dargestellt. Nur einer der einfallenden Strahlen röhre T und einem dazu gehörenden optischen Sy-
(Strahl /1) ruft eine Emission eines effektiven Photo- stern durchgeführt.
elektronsei hervor, und zwar infolge des Vorhan- 35 Die Signalelektronenb, die von der Photokathode
denseines eines Bildphotons L in dem gleichen Be- bei dem momentanen Auftreffen des Abtaststrahls
reich. Dies gilt nicht für die Gebiete, die von den ein- erzeugt werden, werden von einem Elektronenverfallenden
Strahlen/3 und /5 getroffen werden, weil vielfacher EM aufgefangen, der das Ausgangssignal
die ausgelösten Photoelektronen durch das Feld der liefert.
Schicht 15 zurückgedrängt werden. Andere Strahlen 40 Bei einem Bildverstärker hängt die Wirkung von
(/2 und /4) sind unwirksam, da sie auf Teile der der Tatsache ab, daß für jedes durch den Photoleiter
Schicht 15 gerichtet sind. geführte Elektron ein Photoelektron den Photoemit-
F i g. 2 zeigt die Verwendung einer Photokathode ter verläßt und den Schirm zum Leuchten anregt,
nach Fig. 1. Die dargestellte Vorrichtung ist ein Wenn der Widerstand des Photoleiters im unbeleuch-
Bildverstärker mit einer Photokathode P und einem 45 teten Zustand niedrig ist, strahlt der Schirm auch im
Gegenstand O, der durch ein optisches System auf Dunklen Licht aus. Beim Belichten des Photoleiters
dieser Photokathode P abgebildet wird. nimmt die Schirmhelligkeit zu. Auch Gegenstände
Ein Leuchtschirm ist bei 51 an dem einen Ende mit einem Kontrast von 100 Vo erscheinen somit mit
einer Hülle angeordnet und eine elektrostatische einem verringerten Kontrast auf dem Schirm. Bei
drehsymmetrische Linse bei EL. Außerdem sind 50 Gegenständen mit geringem Kontrast, vor allem bei
elektrooptische Mittel bei EO zur Fokussierung der einem niedrigen Belichtungspegel, können die Bilder
von der Photokathode kommenden Elektronen vor- kaum erkannt werden. Aus diesem Grunde ist es
gesehen, die auf dem Schirm S ein Bild erzeugen. Die vorzuziehen, Photoleiter mit hohem Widerstand zu
von der zusätzlichen Strahlungsquelle erzeugte Strah- verwenden, und je höher der Dunkelwiderstand, um
lung ist bei F angegeben. Die elektrooptischen Mittel 55 so geringer ist die Bedeutung etwaiger Hintergrund-
EO-EL sind elektrostatische Mittel und können ver- erscheinungen. Dies ist bei der Kameraröhre weniger
schiedenartiger Konstruktion sein. Es können aber wichtig, weil das Hintergrundsignal unterdrückt wer-
auch magnetische Mittel verwendet werden. den kann. Bei einer Kameraröhre läßt sich also auch
An Stelle der gleichmäßigen Beleuchtung der gan- ein niedriger Widerstandswert anwenden. In diesem
zen Fläche der Photokathode können die photo- 60 Fall kann das Auflösungsvermögen beibehalten oder
emittierenden Elemente 14 zur Auslösung der Photo- sogar verbessert werden, indem die photoleitende
elektronen auch nacheinander von einem Abtast- Schicht in voneinander getrennte Gebiete unterteilt
lichtstrahl belichtet werden, der die Ausgangsfläche wird.
regelmäßig abtastet. In diesem Falle kann die Photo- Die Matrix für eine Photokathode nach der Erfin-
kathode auch in einer Kameraröhre (s. F i g. 3) statt 65 dung zur Verwendung in einem Bildverstärker oder
in einem Bildverstärker oder Bildwandler benutzt einem Bildwandler (z. B. nach F i g. 2) oder in einem
werden, indem eine Signalplatte statt des Leucht- Kamerasystem (z. B. nach F i g. 3) kann aus Glas
Schirmes S benutzt wird, während die Elektronen- od. dgl. hergestellt werden. In einer praktischen Aus-
führungsform hatte die Matrix nachfolgende Abmessungen:
Durchmesser der gesamten Matrix 2,5 bis 10 cm Durchmesser eines Einsatzes .... 10 bis 25 μΐη
Länge eines Einsatzes etwa 1 mm
Länge eines Einsatzes etwa 1 mm
In einem Verfahren zur Herstellung einer Matrix für eine Photokathode wird ein dünner Draht von
z. B. 10 μΐη aus Wolfram durch ein Bad mit geschmolzenem
Rohmaterial, z. B. Glas, gezogen, so daß dieses Glas an dem Draht in Form eines Überzugs
haftet. Dabei wird der Draht nicht oder kaum gereckt. Das Rohmaterial braucht nicht ziehbar zu
sein.
Das vordere Ende eines derartigen Drahtes kann auch in einem verhältnismäßig kurzen, dicken Glasstab
eingebettet werden. Dann wird der Stab bis zum Erweichungspunkt erhitzt, und das freie Ende wird
mit dem Vorderende des Drahtes gemeinsam gezogen. Der Draht bewegt sich dabei, ohne gereckt zu
werden, während das Glas allmählich zu kleineren Querschnitten in Form eines Mantels um eine allmählich
größere Drahtlänge gezogen wird.
Die derart hergestellten, zu einem Innendurchmesser von z. B. 10 μΐη gezogenen, mit Draht gefüllten
Glasröhrchen werden in Längen von einigen Zentimetern geschnitten und in einer rohrförmigen
Glasform mit einem Durchmesser von einigen Zentimetern und mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als
dem der Glasröhrchen parallel zueinander liegend in Bündeln zusammengefaßt. Die Form wird dann entlüftet
und erhitzt, bis die Wandung der Glasform nach innen abbiegt, so daß die Glasröhrchen zusammengedrückt
werden.
Ein derart zusammengeschmolzenes Bündel Glasröhrchen wird nach dem Abkühlen in Scheiben geteilt
(s. Fig. 4), und die Scheiben werden geschliffen und
poliert. Die Scheiben haben z. B. eine Dicke von 1 bis 10 mm.
Jede Scheibe besteht dann aus einer Glasmatrix mit dünnen Metallstäben.
Bei der beschriebenen Bündelung ist es schwer, eine dichte, regelmäßige Sammlung der Röhrchen in
der Glasform zu erhalten. Es kann zwar ein größerer Druck angewandt werden, um ein Bündel zusammenzupressen,
da die Röhrchen einen festen Metallkern aufweisen. Um eine dichte und regelmäßige Sammlung
der Röhrchen in der Glasform zu erleichtern, können Röhrchen mit vieleckigem Querschnitt gezogen
werden (Fig. 5).
Es sei vorausgesetzt, daß eine Glasmatrix nach dem vorerwähnten Verfahren hergestellt ist und daß
diese Matrix aus Glas besteht, das für Ultraviolett undurchlässig ist und ein Muster von Einsätzen aus
feinem Kupferdraht mit einem Durchmesser von etwa 25 μηι besitzt. An der Ausgangsfläche werden die
Einsparungen durch Ätzen bis zu einer Tiefe von etwa 100 μπι erhalten, worauf eine einige μΐη dicke
Goldschicht elektrolytisch aufgebracht wird, die als Photoemitter wirksam ist. Darauf wird Aluminium
unter einem spitzen Winkel auf diese Fläche der Matrix aufgedampft, so daß gegen das Gold eine elektrische
Isolierung entsteht. Auf der anderen Fläche der Matrix wird (z. B. durch Aufdampfen) die Schicht
13 des Photoleiters angebracht, und dann eine durchsichtige Elektrode (Metallschicht 11). Das aufgedampfte
Aluminium wirkt dann als Steuergitter, während die Goldinseln noch mit dem Photoleiter durch
die leitenden Kupferstäbe in Berührung stehen. Es ist möglich, das Gold mit Ultraviolettstrahlung zu belichten
und Photoemission zu erzielen, ohne den Photoleiter zu stimulieren, der vor der einfallenden Strahlung
durch die Glasmatrix mit dem Kupfer abgeschirmt wird, die für das Ultraviolett undurchlässig ist.
Statt einer ununterbrochenen Schicht des Photoleiters (z.B. die Schicht 13 der Fig. 1) können, wie
gesagt, getrennte photoleitende Bereiche benutzt werden, die einzeln in den Matrixeinsparungen untergebracht
sind. Dies bedeutet, daß das Glas der Matrix nach F i g. 1 sich bis zur Metallschicht 11 erstreckt,
während Teile der Schicht 13 diese Metallschicht 11 mit den Einsätzen 17 verbinden. Um diese
Konstruktion zu erhalten, läßt sich das beschriebene Herstellungsverfahren wie folgt ändern: Statt einem
Aufbringen des Photoleiters durch Aufdampfen auf eine ununterbrochene Fläche der Matrix werden die
Eingangsenden der Kupfereinsätze zunächst weggeätzt, um Einsparungen zu erhalten, worauf der
Photoleiter auf diese Fläche aufgedampft wird, um die Einsparungen auszufüllen. Der Überschuß an
photoleitendem Material wird dann entfernt, bis das Glas der Matrix sichtbar wird, worauf die Metallschicht
11 der Eingangselektrode auf vorstehend geschilderte Weise angebracht wird. Ein Vorteil dieser
Bauart besteht in dem vollständigen Beseitigen von Querleitung in dem Photoleiter.
Claims (5)
1. Photokathode für Bildverstärker, Bildwandler oder Fernsehkameraröhren, mit einer aus Isolierwerkstoff
oder aus einem Werkstoff mit großem Widerstand bestehenden plattenförmigen Matrix, in der in einem zweidimensionalen
Muster langgestreckte, jeweils einen Durchgang von einer Eingangs- zur Ausgangsstirnfläche der
Matrix bildende, metallene Einsätze aufweisende Kanäle angeordnet sind und bei der auf der Seite
der Eingangsstirnfläche der Matrix ein photoleitender Werkstoff angeordnet ist, der auf seiner
Eingangsfläche mit einer leitenden Schicht bedeckt ist, und bei der auf der Seite der Ausgangsstirnfläche
der Matrix die Einsätze mit einem photoemittierenden und für eine einfallende Strahlung empfindlichen Werkstoff versehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstirnfiäche
der Matrix (16) mit einer von dem photoemittierenden Werkstoff isolierten, den Kanälen entsprechende Öffnungen aufweisenden
leitenden Schicht (15) bedeckt ist.
2. Photokathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem photoemittierenden
Werkstoff bedeckten Enden der Einsätze (17) gegenüber der Ausgangsstirnfläche der Matrix
zurückversetzt angeordnet sind.
3. Photokathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffe, aus
denen die Matrix (16) und die Einsätze (17) bestehen, für die einfallende Strahlung undurchlässig
sind.
4. Photokathode nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Matrix (16) aus einer Anzahl dünner isolierender, parallel zueinander liegender
und zusammengeschmolzener Röhrchen besteht, die einen in sich steifen Block oder eine Platte mit
Kanälen bilden.
5. Verfahren zur Herstellung einer Matrix für eine Photokathode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß durch Hindurchziehen eines dünnen MetalJdrahtes durch ein Bad mit geschmolzenem
Glas dieses Glas den Metalldraht umhüllt und an diesem haftet, wodurch mit dem
Metalldraht ausgefüllte Röhrchen gebildet werden, die danach auf Länge geschnitten, dann parallel
zueinander liegend, in Bündeln zusammengefaßt und darauf zusammengeschmolzen und
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schließlich nach dem Abkühlen in dünne Platten geschnitten werden.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 901572;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1032 440; USA.-Patentschrift Nr. 2 979 632;
Scientific American, November 1960, S. 74; IRE Transactions on Electron Devices, April 1960,
S. 79.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
GB32939/63A GB1092094A (en) | 1963-08-20 | 1963-08-20 | Improvements in or relating to photo-cathodes |
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DE1261966B true DE1261966B (de) | 1968-02-29 |
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