DE1614312A1 - Elektronenvervielfacherroehre - Google Patents

Description

N.V. Philips'Gloeilampenfabrieken

Abschrift

"Elektronenvervielfacherröhre" \

Die Erfindung betrifft eine Elektronenvervielfacherröhre mit einer Dynode zur Emission von Sekundärelektronen von der Dynode, welche beiden Elektroden Umdrehungskörper um eine gemeinsame Umdrehungsachse bilden.

In bekannten Elektronenvervielfachern dieser Art werden die Ausgangssignale über einen üblichen einfachen» elektrisch leitenden Draht aus der Röhre herausgeführt.

Es ist eine Elektronenvervielfacherröhre bekannt, in der eine koaxiale Abfuhr für die Ausgangssignale im Röhrenboden vorgesehen ist. Die Auffangvorrichtung \tfird dabei | durch eine flache, kreisförmige Elektrode gebildet, die von einer Hilfselektrode umgeben wird, die dadurch zum Auffangen beiträgt, daß sie einen zum Auffangen vorteilhaften Feldlinienverlauf hervorruft. Außerdem bildet diese Hilfselektrode einen elektrostatischen Schirm um den Kollektor, Die Verbindung zwischen dem Kollektor und der zentralen Leitung der koaxialen Ausgangsleitung wird durch einen üblichen elektrisch leitenden Draht hergestellt. Die Verbindung zwischen der Hilfselektrode und der Außenleitung des koaxialen Ausgangs wird auf gleiche Weise hergestellt. In der Praxis wird außerhalb der Elektronenvervielfacher-'

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röhre ein Entkopplungskondensator zwischen den beiden letzten Dynoden der Röhre angebracht. Dieser Ausgang hat den Nachteil," daß die Anpassung sich nicht bequem durchführen läßt.

Es ist weiter eine Elektronenvervielfacherröhre bekannt, in der die Kollektorvorrichtung eine besondere Zleirtronenlinse in Form eines Zylinders und Platten besitzt, die ein angemessenes Potential zum Fokussieren der von der let /i;eri Dynode staunenden Sekundärelektronen auf einen Brennpunkt fc auf einem scheibenförmigen Kollektor haben, der direkt an dem Ende der Innenleitung eines koaxialen Ausgangs.labels befestigt ist. Die Signalenergie pflanzt sich nr.ch außen längs des koaxialen Ausgangs fort, der an der Strille der Kollektorscheibe durch Unterbrechung der Innenleitun;; endet. In entgegengesetzter Richtung trifft die Velle die zylindrische Leitung, deren Durchmesser als Funktion der erwünschten Abschnittfrequenz gewählt werden kann.

Die Erfindung bezweckt, eine schnell ansprechende !Elektronenvervielfacherröhre mit koaxialer Umdrehungsstruktur der Elektroden zu schaffen, die eine bequeme Anpassung der ausgangsimpedanz ermöglicht und eine geringere Störung der ™ Ausgangssignale aufweist als die bekannten Elektronenvervielfacherröhre]! mit koaxialer Umdrehungsstruktur.

In einer Elektronenvervielfacherröhre mit einer Dynode zur Emission von Sekundärelektronen und einer Anode zum Auffangen der von der Dynode stammenden Sekundärelektronen, welche beiden Elektroden Umdrehungskörper um eine gemeinsame Umdrehungsachse bilden, hat gemäß der Erfindung die der Umdrehungsachse am nächsten liegende Elektrode dieser beiden Elektroden eine elektrisch, leitende Verlängerung, die zu der erwähnten Umdrehungsachse einen Umdrehungskörper bildet und sich zur Innenleitung eines koaxialen

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Ausgangs zusammenzieht, dessen Außenleitung mit einem Schirm zur Begrenzung der zwischen diesen Elektroden erzeugten Wellen verbunden ist, v/elcher Schirm zu der erwähnten Umdrehungsachse einen Umdrehungskörper bildet.

In dieser Elektronenvervielfacherröhre bildet die letzte Dynode oder die Anode einen Teil einer koaxialen Ausgangsleitung. Der Vellenwiderstand derselben kann durch die Wahl einer ipichtigen Form der koaxialen Ausgangsleitung passend gewählt werden.

Vorzugsweise bilden die erwähnte Verlängerung und. der erwähnte Schirm zwei konische Oberflächen, deren Spitzen derselben Seite zugewandt sind. Der Wellenwiderstand der koaxialen Leitung, die dabei die form eines Kegelstumpfes hat, laßt sich an den erwünschten Wert anpassen, indem z. B. gemäß bekannten Regeln die richtigen Werte der Spitzenwinkel der Kegelflachen gewählt werden.

Vorzugsweise mündet der Raum zwischen der Dynode und der Anode in den Raum zwischen dieser Verlängerung und dem erwähnten Schirm aus, um Störung der fellen möglichst zu vermeiden.

In besonderen 'Ausführungsformen enthält die ülektronenvervielfacherröhre eine Anode, die wenigstens teilweise zylindrisch gestaltet ist.

Bei der beschriebenen Gestalt der Ausgangsstufe der Elektronenvervielfacherröhre läßt sich die Integration der Entkopplungsglieder im Innern der Röhre bequem durchführen. .Die Erfindung betrifft insbesondere einen Elektronenvervielfacher, in dem mindestens ein zwischen den Elektroden angebrachtes Entkopplungsglied im Innern der Röhre eingebaut ist,.

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Die Erfindung wird anhand beiliegender Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 einen Schnitt durch den oberen und den unteren Teil einer Ausführungsform einer Elektronenvervielfacherröhre nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Teil der Eingangsstufe der Röhre nach Fig. 1, Fig. 3 eine Verstärkerstufe der Röhre nach Fig. 1 zeigen.

P Die Eingangsstufe der Röhre nach Fig. 1 bildet Gegenstand der Patentanmeldung P 16 14 313.8 der Anmelderin. Die Eingangsstufe enthält eine Photokathode 1, die auf der Rückseite einer Frontplatte 2 aus Glas angebracht ist. Die Fronplatte ist an einem l-ietallring 3 fe-stgeschmolzen-, an dem der v/eitere Teil 4 der Röhrenhülle befestigt ißt und der als elektrische Verbindung für die Photokathode 1 dient. Iiine erste Fokussierungselektrode F,, besteht aus einen Draht 'j_t der an der Hitte der Photokathode 1 befestigt ist, und aus einem Rohr 6. Eine zweite Fokussierungselektrofe F^ wird durch Aufdampfen von Aluminium auf die Röhrenhülle erhalten. Die Fokussierungselektrode F* hat das Potential der Photo-

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t kathode 1 und die Fokussierungsc-loktrode F._; ist durch eine Durchführung ? mit einer nicht gezeichneten Spannungsquelle verbunden. Eine erste Beschleunigmißfjelektrode A^ und eine zweite Beschleunigungselektrode A₀ Laben das Potential der ersten Dynode u,,. Die Form der Photokathode 1, die einen Umdrehungskörper um die Röhrenachsg bildet, ist in der Zeichnung genau angegeben. Die Form der Photokathode und die Lage der Fokussierungselektroden ormöglichen, mittels eines Strahlungsbündels kreisförmigen Querschnittes ein Photoelektronenbündel ringförmigen Querschnittes zu erzielen, das praktisch vollständig an der ersten Dynode S^ aufge- ; fangen wird. Die wirksame Oberfläche der Photokathode ist ringförmig zwischen Kreisen mit Durchmessern von 90 mm

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bzw. 3 mm. Theoretisch wird in diesem Falle 99,9 % der Photoelektronen aufgefangen. Fig. 2 zeigt die Konfiguration des elektrischen Feldes in der Eingangsstufe der Röhre nach Fig. 1 in Form einer Anzahl äquipotentialer Linien, von denen eine mit 8-und eine mit 9 bezeichnet ist. Fig. zeigt veiter genaue Bahnen der Photoelektronen; eine dieser Bahnen ist mit 10 bezeichnet.

Die Verstärkerstufen der Röhre nach Fig. 1 bilden Gegenstand der Patentanmeldung P 16 14 311.6 der Anmelderin. Die Verstärkerstufen nach Fig. 1 enthalten Außendynoden mit ungeraden Ordnungsnummern S₁, S-, und ff. und Innendynoden mit geraden Ordnungsnummern S₂, S. und ff. Die Umdrehungsdynoden S^, S₂, S^, S^ und ff. werden von elektrisch leitenden Scheiben D^, D₉, D-,, D, und ff. abgestützt. Die Scheiben sind an den zwischen ihnen liegenden Ringen R festgeschmolzen und dienen als elektrische Zufuhren für die Dynoden. Diese Zufuhren werden in bekannter Weise mit positiv zunehmenden Spannungen verbunden, die angepaßt sind, um gute Linearität und Geschwindigkeit zu erzielen. Fig. 3 zeigt eine Ansicht der Verstärkerstufe der Röhre nach Fig. 1, die in Fig. 3 teilweise aufgebrochen dargestellt ist. Diese Verstärkerstufe enthält die Außendynode S-* und die Innendynode S^. Die Außendynode S-* ist an einem ringförmigen Träger 11 befestigt, der mit einer Zunge 12 zur Befestigung an der Dynode S-, und einer Zunge 13 zur Befestigung an der Scheibe D, versehen 1st. Die Form des Trägers 11 ergibt eine vorzügliche mechanische Festigkeit. Die Innendynode S^ wird von zwei gekreuzten Drähten 14 und 15 aus Metall abgestützt, die an einem Träger 16 befestigt sind, der auf der Scheibe D^ ruht. Die Dynode S^ hat Durchgänge für die Metalldrähte 14 und 15. Auch die Befestigung der Innendynode ergibt eine gute mechanische Steifheit, während die Befestigungsmittel den ; Elektronenstrom praktisch nicht beeinflussen können.

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Der für die Erfindung wesentliche Teil der Röhre nach Fig. 1 wird durch die Ausgangsstufe gebildet. Die Ausgangsstufe enthält (siehe Fig. 1) eine zylindrische Anode 18 mit einer konischen Verlängerung 19, die mechanisch und elektrisch mit der Innenleitung 20 eines koaxialen Ausgangskabels C verbunden ist, das im Röhrenboden festgeschmolzen ist. Die Außenleitung 21 des koaxialen Ausgangskabels C ist mit einem leitenden Kegelstumpf 22 verbunden, der die Anode koaxial umgibt. Bei 23 und 24 ist eine in der Röhre integrierte Kapazität zur Entkopplung der Elektroden vorgesehen. 19 und 22 bilden eine koaxiale Leitung mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm, so daß der Ausgang des Elektronenvervielfachers sich bequem mit Signaldetektionsgeräten verbinden läßt.

Patentansprüche:

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Elektronenvervielfacherröhre mit einer Dynode zur Emission von Sekundarelektronen und einer Anode zum Aufteilten der von dieser Dynode stammenden. Sekundär elektronen, welche beiden Elektroden Umdrehungskörper um eine gemeinsame Umdreliungsachse "bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die der Umdrehungsaclise am nächsten liegende Elektrode dieser ueideii Elektroden eine elektrisch leitende Verlängerung beci-tzt, die einen Umdrehungskörper um die erwähnte ünidrehun_(i£r.ciise bildet und die sich zu der Irmenleitung eines kociLiale/i i.uc^i-ngßleiters zusammenzieht, dessen Außenleitung •.it eiiiGji .-chirm 2,ur Begrenzung der zwischen diesen Elektroden erzeugten Wellen verbunden ist, welcher Schirm cii-ioii Umdrehangskörper um die erwähnte Umdrehungsachse bildet,

   ;.. .llGktronc-'iivcrvielfE.cherröhre nach Anspruch 1, dadurch ^c-icnnsciclmet, daß die erwähnte Verlängerung und der erviunite Schiriii tonische Oberflächen bilden, deren Spitzen derselben Gelte zugewandt sind.

   ;;. ,^lclctroiienvervielfacherröhre nach Anspruch 1 oder Z₁. dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen der erwähnten Dynode und der erwähnten Anode in den Raun zwischen der erwähnten Verlängerung und dem erwähnten Schirm ausmündet.

   4. ElektronenvervielfaclierrÖhrc nach Anspruch 1, 2 oder 2;, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode wenigstens teilweise zylinderi'üriiiig ist.

   5. Elektronenvervielfacherröhre nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dab mindestens ein zwischen den Elektroden angebrachtes Entkopplungsglied im Innern der Röhre integriert ist.

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