DE1281599B - Electronic image intensifier with secondary electron multiplication and method for producing an electrode system for the same - Google Patents
Electronic image intensifier with secondary electron multiplication and method for producing an electrode system for the sameInfo
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- DE1281599B DE1281599B DE1962N0022366 DEN0022366A DE1281599B DE 1281599 B DE1281599 B DE 1281599B DE 1962N0022366 DE1962N0022366 DE 1962N0022366 DE N0022366 A DEN0022366 A DE N0022366A DE 1281599 B DE1281599 B DE 1281599B
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Inta.:Inta .:
HOIjHOIj
Deutsche Kl.: 21 g - 29/40German class: 21 g - 29/40
Nummer: 1281599Number: 1281599
Aktenzeichen: P 12 81 599.5-33 (N 22366)File number: P 12 81 599.5-33 (N 22366)
Anmeldetag: 16. November 1962 Filing date: November 16, 1962
Auslegetag: 31. Oktober 1968Opening day: October 31, 1968
Die Erfindung bezieht sich auf einen mit einem oder mehreren Elektrodensystemen zum Verfielfachen des Elektronenstromes durch Sekundäremission versehenen elektronischen Bildverstärker, bei dem jedes Elektrodensystem aus mehreren Gittern besteht, die in der Bewegungsrichtung der Elektronen hintereinander angeordnet sind und geeignete Spannungen haben.The invention relates to one with one or more electrode systems to multiply of the electron flow provided by secondary emission electronic image intensifier, in which each Electrode system consists of several grids, one behind the other in the direction of movement of the electrons are arranged and have suitable voltages.
Die Erfindung bezieht sich also auf elektronische Bildverstärker mit einer oder mehreren Elektronenvervielfachungsdynoden (Prallelektroden), insbesondere auf Bildverstärker, bei denen die Dynoden Metallgitter sind. Bei Bildverstärkern dieses Typs lösen die auf jedes Gitter auftreffenden Elektronen eine Sekundäremission sogenannter Sekundärelektronen aus, die durch die Maschen des betreffenden Gitters hindurchgehen und dann auf das nächste Gitter fokussiert werden.The invention thus relates to electronic image intensifiers with one or more electron multiplication dynodes (Impact electrodes), especially on image intensifiers, where the dynodes Metal grilles are. In image intensifiers of this type, the electrons hitting each grid dissolve a secondary emission of so-called secondary electrons, which through the mesh of the relevant Go through the grid and then focus on the next grid.
Bei solchen bekannten Bildverstärkern geht ein Teil der die Gitterebene erreichenden Primärelektronen »o geradenwegs durch die Maschen des Gitters hindurch. Die Geschwindigkeit dieser Primärelektronen ist größer als die der vom Gitter emittierten Sekundärelektronen. Infolgedessen können diese Primärelektronen nicht zugleich mit den Sekundärelektronen »5 auf das nächste Gitter fokussiert werden, wie dies zur Erhaltung guter Bilder erforderlich ist.In such known image intensifiers, some of the primary electrons reaching the lattice plane are lost straight through the mesh of the grid. The speed of these primary electrons is larger than that of the secondary electrons emitted by the grid. As a result, these primary electrons cannot be focused on the next grid at the same time as the secondary electrons »5, as is the case for Preservation of good pictures is required.
Die Erfindung bezweckt, einen Bildverstärker zu schaffen, bei dem ein größerer Teil der einer Dynode zugeführten Elektronen auf richtige Weise fokussiert wird.The invention aims to provide an image intensifier in which a greater part of that of a dynode supplied electrons is properly focused.
Aus der britischen Patentschrift 469 404 ist bereits ein mit mehreren Elektrodensystemen zum Vervielfachen des Elektronenstromes durch Sekundäremission versehener elektronischer Bildverstärker bekannt, bei dem jedes Elektrodensystem aus mehreren (z. B. drei) in der Bewegungsrichtung der Elektronen hintereinander angeordneten Gittern besteht und die Elektronen durch elektrische Felder jeweils auf das folgende Elektrodensystem fokussiert werden. Dabei verlaufen die Drähte benachbarter Gitter in z. B. um einen Winkel von 45° gegeneinander gedrehten Richtungen. Es ist daher nicht möglich, eine vollständige Fokussierung der Elektronen auf die Drähte des Sekundäremissionsgitters zu erreichen. Bei dieser bekannten Anordnung können die Durchmesser der Drähte auch nicht beliebig klein gemacht werden, und aus diesem Grunde ist der Wirkungsgrad der Anordnung sehr mäßig. Weiterhin zeigt die bekannte Anordnung noch einen erheblich starken Moire-Effekt.British Patent No. 469404 already has one with multiple electrode systems for multiplying of the electron flow provided by secondary emission electronic image intensifiers known, at Each electrode system consists of several (e.g. three) one behind the other in the direction of movement of the electrons arranged grids and the electrons by electric fields each on the following Electrode system to be focused. The wires of adjacent grids run in z. B. to one Angle of 45 ° mutually rotated directions. It is therefore not possible to fully focus of electrons to reach the wires of the secondary emission grid. With this well-known Arrangement, the diameter of the wires can also not be made arbitrarily small, and from this Basically, the efficiency of the arrangement is very moderate. Furthermore, the known arrangement still shows a considerably strong moiré effect.
Die Erfindung vermeidet diesen bekannten Nachteil,
.und die Maßnahmen nach def Erfindung bewirken
Elektronischer Bildverstärker mit
Sekundärelektronenvervielfachungund
Verfahren zur Herstellung eines
Elektrodensystems für denselbenThe invention avoids this known disadvantage, and the measures according to the invention contribute to the electronic image intensifier
Secondary electron multiplication and
Method of making a
Electrode system for the same
Anmelder:Applicant:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, EindhovenN. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven
(Niederlande)(Netherlands)
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. H. D. Zeller, Patentanwalt,Dr.-Ing. H. D. Zeller, patent attorney,
2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 72000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th
Als Erfinder benannt: Named as inventor:
Michel Auphan, Neuilly-sur-Seine, SeineMichel Auphan, Neuilly-sur-Seine, Seine
(Frankreich)(France)
auch eine erhebliche Verminderung des Moire-Effektes. also a considerable reduction in the moiré effect.
Nach der Erfindung bestehen bei einem Bildverstärker der eingangs genannten Art die Gitter jedes Elektrodensystems aus in gleichen Abständen parallel zueinander verlaufenden Drähten, und die Elektronen werden, wenn sie ein Elektrodensystem erreichen, durch elektrische Felder auf das letzte Gitter fokussiert, dessen Auftreffflächen in der Bewegungsrichtung der Elektronen in der Mitte der Durchlaßöffnungen der vorhergehenden Gitter liegen und bei denen die Drähte von zwei ersten Gittern in der Bewegungsrichtung der Elektronen fluchtend hintereinanderliegen und die Drähte eines dritten Gitters in bezug auf die Drähte der beiden anderen Gitter um die Hälfte des Abstandes zwischen je zwei Gitterdrähten seitlich verschoben sind.According to the invention, in an image intensifier of the type mentioned at the outset, the grids are each Electrode system consisting of wires running parallel to one another at equal intervals, and the electrons When they reach an electrode system, they are focused on the last grid by electric fields, whose impact surfaces in the direction of movement of the electrons in the middle of the passage openings of the previous grids and where the wires of two first grids in the direction of movement of the electrons are aligned one behind the other and the wires of a third grid in relation to the wires of the other two grids by half the distance between each two grid wires laterally are shifted.
Weiterhin kann nach der Erfindung jedes Elektrodensystem aus drei Gittern bestehen. Auch kann der Abstand zwischen den in Bewegungsrichtung der Elektronen ersten Gittern etwa gleich dem Abstand zwischen ihren Drähten sein, während der Abstand des letzten Gitters vom vorletzten Gitter erheblich größer als der Abstand zwischen den Drähten ist.Furthermore, according to the invention, each electrode system can consist of three grids. Also can The distance between the first grids in the direction of movement of the electrons is approximately equal to the distance between their wires, while the distance of the last grid from the penultimate grid is considerable larger than the distance between the wires.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Elektrodensystems für einen Bildverstärker für die obengenannte Anordnung weiden folgende Verfahrens-In a method of manufacturing an electrode system for an image intensifier for the above The following procedural rules are
809 629/1179809 629/1179
3 43 4
schritte nach der Erfindung nacheinander durch- Vorzugsweise liegen die Gitter G2 und G3 in BetriebSteps according to the invention one after the other- Preferably the grids G 2 and G 3 are in operation
geführt: an der gleichen Spannung, jedoch an einer niedri-led: at the same voltage, but at a lower
., ... . . geren Spannung als das Gitter G1. ., .... . higher tension than the grid G 1 .
Auf zwei mit ihren Rückseiten aneinander- Die einfanendeQ Elektronen, deren Bahnen nahezuOn two with their backs against each other- The single endsQ electrons, their orbits almost
hegenden Rahmen wird regelmäßig ein Draht 5 paraIIel zur Achse der Bildverstärkerröhre verlaufen, mit einer dem halben Drahtabstand der Gitter erreichen die Dynode in der Ebene des Gitters C1. gleichen Steigung gewickelt und an den Rahmen pie Elektronenj die auf die Drähte des Gitters Ci1 befestigt; treffen, gehen verloren. Sie führen SekundäremissionIn the surrounding frame, a wire will run 5 parallel to the axis of the image intensifier tube, with half the wire spacing of the grids reaching the dynode in the plane of the grating C 1 . same pitch wound and attached to the frame pie electronj on the wires of the grid Ci 1 ; hit, get lost. They carry out secondary emission
die Rahmen werden voneinander getrennt, und herbei, aber die vom Gitter G1 emittierten Sekundäres ergeben sich zwei vorläufige Gitter mit parallel io elektronen sind unschädlich, weil die diesem Gitter zueinander verlaufenden Drähten; folgenden Gitter eine niedrigere Spannung haben,the frames are separated from one another, and here, but the secondary emitted by the grid G 1 results in two preliminary grids with parallel electrons are harmless because the wires running towards each other in this grid; the following grids have a lower voltage,
bei dem einen dieser vorläufigen Gitter wird wf ^f^f' daß aus ^m Gitter G1 ausgelöste jeder zweite Draht entfernt, wodurch sich das Sekundarelektronen weiter in die Dynode erndnngen. erste Gitter der Dynoden ergibt; In jedem der Zwischenräume zvv.schen den hinter-in which one of these preliminary grating is w ^ f f ^ f 'that from ^ m grid G 1 triggered every second wire removed to give the secondary electrons further erndnngen in t he dynode. first lattice of dynodes yields; In each of the spaces between the rear
15 emanderhegenden Drahtgruppen der Gitter G1 und15 emanderheenden wire groups of the grids G 1 and
bei dem anderen dieser vorläufigen Gitter werden Q^ z_ ß. den Drähten Ii, 21 und 12, 22, bildet das
die geradzahligen Drähte dadurch in eine andere elektrostatische Feld eine zylindrische Linse mit einem
Ebene als die ungeradzahligen Drähte gebracht, Brennpunkt F. Bei passend bemessenen Spannungen
daß Distanzstücke, deren Dicke gleich dem werden die einfallenden Elektronen, die die Drähte
Abstand zwischen den zwei letzten Gittern der ao des Gitter Ci1 nicht treffen, auf die Drähte 31 und 32
Dynoden ist, derart zwischen die Drähte ge- des Gitters Ci3 fokussiert, die in der Nähe der Brennschoben
werden, daß die geradzahligen Drähte auf punkte F der elektrostatischen Linsen liegen,
der einen Seite und die ungeradzahligen Drähte Die Sekundäremission der Drähte des Gitters G3 for the other of these preliminary grids, Q ^ z _ ß. the wires Ii, 21 and 12, 22, which forms the even-numbered wires thereby in a different electrostatic field a cylindrical lens with a plane than the odd-numbered wires, focal point F. With suitably dimensioned voltages, that spacers whose thickness are equal to that of the incident Electrons that do not hit the wires spacing between the last two lattices of the ao of the lattice Ci 1 , on the wires 31 and 32 dynodes is so focused between the wires ge of the lattice Ci 3 that are pushed close to the flame the even-numbered wires are on points F of the electrostatic lenses,
the one side and the odd-numbered wires The secondary emission of the wires of the grid G 3
auf der anderen Seite der Distanzstücke zu erzeugt einen Strom von Sekundärelektronen, der liegen kommen; 35 durch dieses Gitter hindurch zur folgenden Dynodeon the other side of the spacers too generates a stream of secondary electrons that come lying down; 35 through this grid to the next dynode
dann wird dieser Rahmen mit den- zwei Gittern geht oder einen Auffangschirm trifft,
in bezug auf das erste Gitter derart befestigt, daß Hierbei wird verhindert, daß einfallende Elektronenthen this frame goes with the two grids or hits a catch screen,
fixed with respect to the first grid in such a way that it prevents incident electrons
die Gitter im erforderlichen Abstand voneinander durch die Dynode hindurchdringen, so daß nur liegen und die mittleren Gitterdrähte gerade Sekundarelektronen mit nahezu gleichen Geschwindiggegenüber den Drähten des ersten Gitters ange- 3<> keiten die Dynode verlassen. Der'weitere Transport ordnet sind. der Elektronen steht unter der Einwirkung eines the grids penetrate through the dynode at the required distance from each other, so that the middle grid wires just secondary electrons leave the dynode at almost the same speed as the wires of the first grid. The 'further transport are arranged. of the electrons is under the influence of one
beschleunigenden elektrischen Feldes, z. B. dadurch,accelerating electric field, e.g. B. by
Weitere Einzelheiten werden an Hand der Zeichnung daß das Gitter Ci1 der nächsten Dynode eine höhere
erläutert, deren Figur schematisch die Lage der Spannung hat als das Gitter Cr3.
Drähte der Gitter einer Dynode nach der Erfindung 35 Eine einfache Schaltungsanordnung zum Zuführen
darstellt. der erforderlichen Spannungen ergibt sich dadurch,Further details are explained with reference to the drawing that the grid Ci 1 of the next dynode is a higher one, the figure of which shows the position of the voltage schematically than the grid Cr 3 .
Wires of the grid of a dynode according to the invention 35 represents a simple circuit arrangement for feeding. the required stresses result from
Die Dynode besteht aus drei ebenen Gittern G1, G2 daß bei Verwendung mehrerer Dynoden an das und CJ3, die parallel zueinander und senkrecht zur Gitter G1 jeder Dynode die gleiche Spannung gelegt Bewegungsrichtung der die Dynode erreichenden wird wie an die Gitter G2 und Ga der nächsten Dynode. Elektronen angeordnet sind. Diese Elektronen können 40 Dadurch läßt sich die Zahl der Zuleitungen für die entweder von der photoelektronischen Kathode her- Spannung an den Dynoden der Bildverstärkerröhren rühren oder in einer vorhergehenden Dynode durch auf die um 1 vermehrte Dynodenzahl beschränken, sekundäre Emission entstanden sein. Die Bewegungs- Die Brennpunkte F der elektrostatischen LinsenThe dynode consists of three flat grids G 1 , G 2 that when several dynodes are used on das and CJ 3 , which are parallel to each other and perpendicular to grid G 1 of each dynode, the same voltage is applied to the direction of movement of the direction of movement reaching the dynode as on grid G 2 and G a of the next dynode. Electrons are arranged. These electrons can result in the number of leads for the secondary emission either coming from the photoelectronic cathode on the dynodes of the image intensifier tubes or limited to the number of dynodes increased by one in a previous dynode. The focal points F of the electrostatic lenses
richtung wird durch den Pfeil / angegeben. ■ jeder Dynode können nicht nur auf den Drähtendirection is indicated by the arrow /. ■ each dynode can not just be on the wires
Jedes Gitter besteht aus in einer Ebene liegenden, 45 des Gitters G3, sondern auch etwa in einer Ebene π parallel zueinander verlaufenden Drähten. Einige hinter diesem Gitter der Bewegungsrichtung der Drähte sind im Querschnitt stark vergrößert darge- Elektronen liegen, wenn der Durchmesser dei Drähte stellt. Der tatsächliche Durchmesser und der gegen- des Gitters G3 derartig ist, daß keines der einfallenden seitige Abstand werden in Mikron gemessen. Der Elektronen an den Drähten vorbeigehen kann. Wie Querschnitt dieser Drähte, der hier kreisförmig ist, 50 die Figur darstellt, erreichen die durch das Gitter G1 kann auch eine andere Form haben, z. B. quadratisch hindurchgehenden einfällenden Elektronen das Gitter sein, ohne aus dem Rahmen der Erfindung heraus- G3 auf den Bahnen C1 und C2, und die Sekundärzutreten, elektronen verlassen das Gitter G3 auf den BahnenEach grid consists of wires lying in one plane 45 of the grid G 3 , but also approximately in a plane π parallel to one another. Some behind this grid of the direction of movement of the wires are shown greatly enlarged in cross-section. Electrons are located when the diameter represents the wires. The actual diameter and that of the opposite grating G 3 is such that none of the incident side distances are measured in microns. The electrons can bypass the wires. As the cross-section of these wires, which here is circular, 50 represents the figure, those achieved through the grid G 1 can also have a different shape, e.g. B. square passing incident electrons be the grid, without leaving the scope of the invention - G 3 on the tracks C 1 and C 2 , and the secondary, electrons leave the grid G 3 on the tracks
Die Drähte der drei Gitter verlaufen parallel C1 und G2'.The wires of the three grids run parallel C 1 and G 2 '.
zueinander, und die Drahtabstände der drei Gitter 55 Nachstehend werden einige Abmessungen von sind gleich. Die Drähte der zwei ersten Gitter G1 und Dynodengittern nach der Erfindung und einige Werte G2 liegen, wie 11 und 21, 12 und 22, 13 und 23, in der an die Elemente eines Bildverstärkers mit η derder Bewegungsrichtung der einfallenden Elektronen artigen Dynoden angelegten Spannungen aufgeführt, betrachtet fluchtend hintereinander, während die Dynodengitter:to each other, and the wire spacing of the three grids 55 Below are some dimensions of are the same. The wires of the two first grids G 1 and dynode grids according to the invention and some values G 2 , such as 11 and 21, 12 and 22, 13 and 23, are applied to the elements of an image intensifier with η of the direction of movement of the incident electron-like dynodes Tensions listed, viewed aligned one behind the other, while the dynode grids:
Drähte des Gitters G3, z.B. die Drähte 31 und 32, 60 Durchmesser der Drähte 16umWires of the grid G 3 , for example the wires 31 and 32, 60 diameter of the wires 16um
m bezug auf die Drähte der Vorhergehenden Gitter Durchmesser der Drahte .... .. 16 ^mm with respect to the wires of the previous grids Diameter of the wires .... .. 16 ^ m
in einer Richtung senkrecht zur erwähnten Bewegungs- Abstand zwischen den Achsen derin a direction perpendicular to the mentioned movement distance between the axes of the
richtung um den halben Abstand zwischen den Gitterdrähte 100 μιαdirection by half the distance between the grid wires 100 μια
Drähten seitlich verschoben sind. * Abstand zwischen den Achsen der DrähteWires are shifted sideways. * Distance between the axes of the wires
Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den Gittern 65 des ersten und des zweiten Gitters ... 94 μη*Preferably, the distance between the grids 65 of the first and second grids is ... 94 μη *
Gj und G2 von der Größenordnung des Drahtabstands, Abstand zwischen den Achsen derGj and G 2 on the order of the wire spacing, distance between the axes of the
während der Abstand zwischen den Gittern Gä und Drähte des zweiten und des drittenwhile the distance between the grids G ä and wires of the second and third
"" '" Male größer ist. Gitters lmm"" '"Times bigger. Lattice lmm
Claims (2)
Sekundaremission versehener elektronischer Bild- 151. Provided with one or more electrode systems of a wire winding , the slope of which is to multiply the electron flow by half the wire spacing;
Secondary emission tagged electronic image 15
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE1962N0022366 DE1281599B (en) | 1962-11-16 | 1962-11-16 | Electronic image intensifier with secondary electron multiplication and method for producing an electrode system for the same |
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| GB4346062A GB995266A (en) | 1962-11-16 | 1962-11-16 | Improvements in or relating to electronic image intensifiers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE1281599B true DE1281599B (en) | 1968-10-31 |
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ID=25988832
Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1281599B (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB469404A (en) * | 1936-01-23 | 1937-07-23 | William Ewart Williams | Improvements in or relating to electron discharge apparatus |
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1962
- 1962-11-16 DE DE1962N0022366 patent/DE1281599B/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB469404A (en) * | 1936-01-23 | 1937-07-23 | William Ewart Williams | Improvements in or relating to electron discharge apparatus |
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