DE1614206C3 - Photo vervielfacher - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Photovervielfacher, dessen Ausgangsstufe aus drei Elektroden, der vorletzten
Prallelektrode, der letzten Prallelektrode und der Anode, für die Emission, die Fokussierung, die Vervielfachung
und das Auffangen eines Elektronenstromes besteht und bei der die Anode zwischen der vorletzten
und der letzten Prallelektrode unmittelbar vor der letzten Prallelektrode angeordnet ist.
Bei einem Photovervielfacher wird beim Auftreffen eines Photostromes auf eine Photokathode ein Elektronenstrom
ausgelöst. Dieser Elektronenstrom wird durch wiederholte Sekundäremission mehrerer als
Prallelektroden bezeichneter Elektroden vervielfacht, wobei jede Prallelektrode den Elektronenstrom auf die
nächste Pralielektrode fokussiert. In die Ausgangsstufe des Photovervielfachers werden die von der vorletzten
Prallelektrode herrührenden Elektronen auf die letzte Prallelektrode fokussiert, die ebenso wie die vorhergehenden
Prallelektroden Sekundärelektronen emittiert. Die von der letzten Pralielektrode herrührenden Elektronen
werden auf eine Anode fokussiert und von ihr aufgefangen. Das Ausgangssignal kann dann an der
Anode abgenommen werden.
Es sind Photovervielfacher der eingangs genannten Art bekannt (US-PS 22 85 126), bei denen die Anode
ein zwischen der vorletzten und der letzten Prallelektrode, unmittelbar vor der letzten Prallelektrode angeordnetes
Gitter ist, um so ein starkes elektrisches Feld und eine möglichst große wirksame Fläche zu erhalten.
Solche Vervielfacher haben jedoch bestimmte Nachteile, die sich insbesondere bei großen Strömen
mit schnellen Schwankungen bemerkbar machen. Ein Teil der von der vorletzten Prallelektrode stammenden
Elektronen wird nämlich unmittelbar von dem als An-5 ode dienenden Gitter abgefangen, ohne daß sie einer
Vervielfachung durch die letzte Prallelektrode unterworfen worden sind. Weiter fliegt ein Teil der von der
letzten Prallelektrode herrührenden Elektronen, die vom Gitter, das ein höheres Potential als diese Prallelektrode
hat, angezogen werden, durch das Gitter hindurch, wodurch das Ausgangssignal verzerrt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile der bekannten Photovervielfacher
zu vermeiden und einen Vervielfacher zu schaffen, der auch bei großen Strömen eine hohe Ansprechgeschwindigkeit
und eine gute Linearität aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anode eine einzige Öffnung aufweist, deren
Querschnitt klein in bezug auf die Fläche der vorletzten Prallelektrode ist und die Emissionsfläche der
letzten Prallelektrode zu der Öffnung hin gerichtet, erhaben ausgebildet ist.
Vorzugsweise hat die Anode überall den gleichen Abstand von der Emissionsfläche der letzten Prellelektrode,
die die Form eines Flächenwinkels aufweisen kann.
Die Anode kann aus zwei Teilen bestehen, nämlich einem sich parallel und gerade gegenüber einer Fläche
des genannten Flächenwinkels erstreckenden Stab 17«?
und einem Teil 17£> mit einer sich parallel zu und gerade
gegenüber der anderen Fläche des Flächenwinkels erstreckenden ebenen Fläche.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß im Vergleich zu einem üblichen
Vervielfacher mit einer flachen Emissionsfläche der letzten Prallelektrode, die Zahl der von der letzten
Prallelektrode stammenden Elektronen, die durch die Öffnung in der Anode wieder fortfliegen, verringert
wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Sekundärelektronen die Emissionsfläche der letzten Prallelektrode
nahezu senkrecht verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.
Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch einen röhrenförmigen Photovervielfacher. Die Röhre hat die
Form eines Rotationszylinders, dessen Achse senkrecht auf der Zeichenebene steht. Die Elektroden in der Röhre
haben die Form zylindrischer Flächen, deren Erzeugenden parallel zur Zylinderachse verlaufen. Die Photokathode
10 besteht aus einer lichtundurchlässigen Silberfolie, die mit einer Cäsium-Antimon-Legierung
überzogen ist. Wenn auf die Photokathode 10 ein schematisch durch Pfeile 1 dargestellter Photonenstrom
auftrifft, emittiert sie Elektronen. Die Elektrode 2 hat ein positives Potential von einigen hundert Volt in bezug
auf die Kathode 10, um die von dieser emittierten Elektronen in Richtung zur ersten Prallelektrode 11 abzulenken,
die ein positives Potential in bezug auf die Kathode 10 hat. Der Aufprall dieser Primärelektronen
auf die Prallelektrode 11 bewirkt die Emission sogenannter Sekundärelektronen, deren Zahl üblicherweise
das Drei- bis Fünffache der Primärelektronenzahl beträgt. Diese Sekundärelektronen werden ihrerseits von
der Prallelektrode 12 angezogen, aus der sie Sekundärelektronen auslösen. Dieser Vorgang wiederholt sich
bei den Prallelektroden 13, 14 und 15. Die Prallelektroden bestehen aus Foliei aus einer Silbermagnesiumle-
gierung. Im Raum zwischen den Pralleiektroden sind Metallstäbe 21, 22 und 23 angebracht. Diese dienen zur
Verbesserung der Elektronenbahnen durch elektrostatische Wirkung, wodurch sich eine bessere Verteilung
der Wirkung auf die Prallelektroden ergibt. Die Stäbe verkürzen weiter die Laufzeit der Elektronen und verringern
die Einwirkung der Raumladung die die Elektronenausbeute beschränkt. Die Stäbe 21 und 22 haben
die gleichen Potentiale wie die Prallelektroden 14 bzw. 15. Der Stab 23 hat ein zwischen den Potentialen der
Prallelektroden 15 und 16 liegendes Potential. Die letzte Prallelektrode 16 zeigt eine Emissionsfläche, die die
Form eines Flächenwinkels hat Die Anode besteht aus zwei Teilen: einem Stab 17a, der sich parallel zu den
Erzeugenden der Prallelektroden einer Fläche des erwähnten Flächenwinkels gegenüber erstreckt, und
einem Teil 176 mit einer ebenen Fläche, die gegenüber und parallel zu der anderen Fläche des Flächenwinkels
liegt. Der Raum zwischen den zwei Anodenteilen (die das gleiche Potential in der Größenordnung von 3 kV
in bezug auf die Kathode haben) bildet eine Öffnung 18, deren Längsrichtung parallel zu den Erzeugenden der
Prallelektroden verläuft. Ein von der Prallelektrode 15 emittiertes Sekundärelektron geht durch die Öffnung
18 hindurch, trifft auf die Prallelektrode 16 und löst mehrere Elektronen aus, die von der Anode 17 aufgefangen
werden. Die Potentiale der verschiedenen Teile sind derart eingestellt, daß sich eine Fokussierung in
der Ebene der Öffnung 18 ergibt.
Die Bezugsziffern 34 und 35 bezeichnen Leiter, die als Getterträger dienen. Die Bezugsziffern 40, 41, 42,
43, 44, 45, 46 und 47 bezeichnen Stäbe, die das Gebilde in einem Glaszylinder abstützen. Diese Stäbe dienen
zugleich als Leitungen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Photovervielfacher, dessen Ausgangsstufe aus drei Elektroden, der vorletzten Prallelektrode, der
letzten Prallelektrode und der Anode, für die Emission, die Fokussierung, die Vervielfachung und das
Auffangen eines Elektronenstromes besteht und bei der die Anode zwischen der vorletzten und der letzten
Prallelektrode unmittelbar vor der letzten Prallelektrode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anode (17) eine einzige Öffnung (18) aufweist, deren Querschnitt klein in bezug
auf die Fläche der vorletzten Prallelektrode (15) ist und die Emissionsfläche der letzten Pralielektrode
(16) zu der Öffnung (18) hin gerichtet, erhaben ausgebildet ist.
2. Photovervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (17) nahezu überall
den gleichen Abstand von der Emissionsfläche der letzten Prallelektrode (16) aufweist.
3. Photovervielfacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionsfläche der letzten
Prallelektrode (16) die Form eines Flächenwinkels aufweist.
4. Photovervielfacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anode (17) aus zwei Teilen (17a und 17έ>) besteht, nämlich einem sich parallel zu und gerade gegenüber
einer Fläche des genannten Flächenwinkels erstreckenden Stabes (17a) und einem Teil
(17£>) mit einer sich parallel zu und gerade gegenüber
der anderen Fläche des Flächenwinkels erstreckenden ebenen Fläche.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR46075 | 1966-01-17 | ||
FR46075A FR1474002A (fr) | 1966-01-17 | 1966-01-17 | Photomultiplicateur à structure collectrice améliorée |
DEN0029823 | 1967-01-13 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE1614206A1 DE1614206A1 (de) | 1970-06-25 |
DE1614206B2 DE1614206B2 (de) | 1975-07-10 |
DE1614206C3 true DE1614206C3 (de) | 1976-02-12 |
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