DE1808659C - Sekundärelektronenvervielfacher - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft einen' Sekundärelektronen· Fig. 3 a eine achematiiiche Ansicht «um Erläutern vervielfacher, der eine Vielzahl von Kanalröhren der Funktion der erfindiingegemHßen SekundHrelekaufwelst, die einen Sekundärelektronen emittierenden tronen-Vervlelfachung, Innenbelag haben. FIg. 3 b eine Vorderansicht der Kanalröhre von

Derartige Sekundärelektronenvervielfacher sind be· ,8 Fig. 3 a und

kannt (französische Patentschrift 1352643). Sie Fig.4 eine Schnittamsicht einer Bildverstärkerweisen einen kreisförmigen Querschnitt auf, so daß röhre mit dem erflndungflgemäßen Sekundärelektrodie durch die einfallenden Primärelektronen ausge« nenvervielfacher.

lösten Sekundärelektronen einen vom Kreisduroh- Fig. Ib zeigt einen herkömmlichen Sekundärmesser abhängigen Weg zurückzulegen haben, bevor io elektronen-Vervielfacher der Kanalbauart. Die Achse sie neuerlich auf den Sekundärelektronen emittieren- jeder Kanalröhre steht dabei senkrecht auf der den Innenbelag der Kanalröhren auftreffen und dort Ebene, in der das aus den Kanalröhren gebildete weitere Sekundärelektronen auslösen. Bündel geschnitten ist, d.h. der Ebene, in der die

Aufgabe der Erfindung ist es, den Weg der Se- Primärelektronen in den Sekundärelektronen-Vervielkundärelektronen zwischen den Berührungspunkten is fächer eintreten. Die Primärelektronenstrahlen, die mit dem Sekundärelektronen emittierenden Innen- beispielsweise der Lichtintensität eines ebenen Bildes belag zu verkürzen und die Verstärkerwirkung zu proportional sind, treten also in den Sekundärelekerhöhen. tronen-Vervielfacher im wesentlichen in rechten

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Winkeln zur Einlaßebene ein. Dieser Aufbau herlöst, daß die Kanalröhren einen ovalen Querschnitt ao kömmlicher Sekundärelektronen-Vervielfacher war haben, in einem Winkel zur Fortpflanzungsrichtung deshalb nachteilig, weil die Primärelektronen nur der einfallenden Primärelektronen angeordnet sind schwer unter einem gewissen Einfallswinkel auf die und an ihren Einlaß- und Auslaßenden kreisförmige innere Oberfläche der Kanalröhre auftreffen können. Schnittflächen aufweisen. Das hat zur Folge, daß die Emission von primär-

Der flach ovale Querschnitt der Kanalröhren führt as erzeugten Sekundärelektronen unzureichend ist.
dazu, daß die Elektronen nicht mehr einen vom F i g. 1 a zeigt einen erfindungsgemäßen Sekundär-Durchmesser eines Kreises abhängigen Weg bis zum elektronen-Vervielfacher. Dieser ist so aufgebaut, daß nächsten Auftreffen auf den Innenbelag der Kanal- die Achsen der Kanalröhren mit der Bewegungsröhre zurückzulegen haben, wobei der Kreisdurch- richtung der Primärelektronen einen Winkel α bilden, messer hier dem großen Durchmesser der Quer- 30 Die ankommenden Primärelektronen können so schnittsellipse der Kanalröhren entspricht. Der zu- leicht auf die unmittelbar am Einlaßende der Kanalrückgelegte Weg ist vielmehr vom kleinen Durch- röhren liegende Innenwand auftreffen,
messer der Querschnittsellipse abhängig und ent- Der Sekundärelektronen-Vervielfacher besteht aus

sprechend kürzer. Damit treffen die Elektronen auf einem Bündel von Kanalröhren 1, die üblicherweise ihrem Weg durch die Kanalröhren erheblich häufiger 35 aus Glas mit hohem Bleigehalt gefertigt sind. Das auf den Sekundärelektronen emittierenden Innen- Glas wird vorzugsweise aus einem Material hergebelag auf, was zu einem beträchtlich verbesserten stellt, das einen niedrigen spezifischen Widerstand Vervielfachungsgrad führt. Durch die zur Fortbe- hat oder an seiner inneren Oberfläche mit einem wegungsrichtung der Priraärelektronen geneigte An- dünnen Film aus einem Metall oder einem Metallordnung der Kanalröhre wird außerdem erreicht daO 4s oxyd beschichtet ist. Diese Beschichtung hat einen die Primärelektronen schon unmittelbar nach ihrem hohen Widerstand und wirkt a!« Etnissionsoberfläche Finfail durch die lor-^Vnugea SciuutUiachen der für Sekundärelektronen. Priiräreiektronenstrahlen 2 Kanairohren aut den lnnenbelag auftreffen und so treten in den Vervielfacher ein und fallen auf die den Sekundärelektronen-Vervielfachungsvorgang in Innenwand der Kanalröhre i. Die Innenwand emit-Gang setzen. 45 tiert Sekundärelektronenstrahlen 3 auf Grund des

Die flach ovale Ausbildung der Kanairohren Sekundärelektronen-Vervielfachungseffekts. Am Auskönnte zu einer unerwünschten Richtungsabhängig- laßende des Vervielfachers tritt ein vervielfachter keit der Bildauflösung führen. Diese Erscheinung Sekundärelektronenstrahl 4 aus dem Vervielfacher wird durch die kreisförmigen Schnittflächen an den aus.

Enden der Kanalröhren und durch eine solche An- so F i g. 2 a zeigt eine perspektivische Ansicht des in Ordnung der Kanalröhren vermieden, daß die kreis- Fig. la gezeigten Bündels aus Kanalröhren 1. Man förmigen Schnittflächen am Einlaß- und Auslaßende erkennt, daß jedes Kanalrohr in einem etwa kreisder Kanalröhren miteinander fluchten. förmigen Querschnitt endet. Dafür muß jede Kanalin der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise röhre einen elliptischen, also flach ovalen Querschnitt veranschaulicht, und zwar zeigen Seiten 1,2 v. 4.9. 55 haben, wie in Fig. 2b zu erkennen ist. Darin 1970. unterscheiden sich die erfindungsgemäßen Kanal-

Fig. la schematisch eine Seitenansicht eines er- röhren in ihrer Form wesentlich von den herkömmfindungsgemäßen Sekundärelektronen-Vervielfachers, liehen Kanalröhren, die einen kreisförmigen Quer-

Fig. 1 b eine Fig. 1 a entsprechende Ansicht eines schnitt aufweisen, wie Fig. 2c zeigt. Der erfinherkömmlichen Sekundärelektronen-Vervielfachers, 60 dungsgemäße Sekundärlektronen-Kanalvervielfacher

F i g. 2 a schematisch eine perspektivische Ansicht zeichnet sich durch die Verwendung von Kanaldes Sekundärelektronen-Vervielfachers von F i g. 1 a, röhren aus, die einen flach ovalen Querschnitt haben.

F i g. 2 b eine End- und eine Seitenansicht der im Diese Kanalröhren werden zu einem Bündel zusam-Sekundärelektronenvervielfacher von F i g. 2 a veir- mengefaßt, das schräg zur Achse der Kanalröhren wendeten Kanalröhren, 65 geschnitten wird. Die Achse der Kanalröhren soll

Fig. 2c eine Endansicht und eine Seitenansicht einen Winkel α von mindestens30° mit der Bevon in herkömmlichen Vervielfachern verwendeten wegungsrichtung der ankommenden Primärelektro-Kanalröhren. nen bilden.

Claims (1)

1. Fig.3 a und 3b zeigen eine einzige Kanalröhre des Sekundllrelektronen-Vervlelfachers nach der Erfindung in vergrößertem Maßstab, F1 g, 3 a stellt einen durch die LinieΑ-Λ' von Fig.3b gehenden Schnitt dar, Die F1 g. 3 a läßt erkennen, wie die Se- 8 elektronen 21 kundarelektronen-Vervlelfttchung Innerhalb der Ka- Energiequelle nalröhre vor sich geht. Ein ankommender Primär- Feld aneezog elektronenstrahl 2 tritt In die Kanalröhre 1 beim Einlaßende U ein und trifft auf die innere Wandoberfläche der Kanalröhre 1 auf. Während des wieder- to hohen Auftreffens auf die Innenwandoberfläche im

   Innenraum der Kanalröhre 1 wird die Anzahl der ein, nach der die b»«™'' "^u" „',,Tslkundärelekemittierten Sekundärelektronen im Sekundärelektro- Auslaßende 12 der Kanalröhren 1ahi seKunou e βκ ui ι .,„„,.„„„„ι,* „„η .„hiipRiich tritt ein ver- tronen 41 wieder verlassen. Die Ebenen»« ^™"

   emiuierien oeKunvmroicMiuueu uu uv·«'»»·»"-'·- »«,««« λι wieder verlassen, wie «uv»- »-. —---nenstrahl 3 vervielfacht, und schließlich tritt ein ver- tronen 41 vjeder ven _ndenl2 des Sekundär-

   vielfachter SekundHrelektronenstrahl 4 am Auslaß- 19 SJ^^vervielfachers weisen eine elektrisch leitende 12 aus der Kanalröhre 1 aus. In der in Fig. 3 S^JJJ_n *„„ auf. Zwischen diese Besch chgezeigten Ausführungsform besteht die Kanalröhre 1 ähige *"g*X; Energiequelle 17 angeschlosius Glas, das innen eine Sekundärelektronen emit- Jungen »t |ⁱⁿ° ^a™^e _innerhalb der Kanalröhren ein tierende Beschichtung 13 aufweist die beispielweise -J^eSKS Feld aufbaut Weiter ist zw.-eine dünne Schicht eines hohen elektrischen Wide - »o positiveefcKtns _{A Iaßenden 12} des Sekundärstandes aus Metall oder einem Metalloxyd ist. Die ichen.°^ie fv_e° _ielfachers und die fluoreszierende dünne Schicht hohen Widerstandes kann weggelassen g*Ä_e 6eto _Bußere Energiequelle la derart gewerden, wenn die Kanalröhre 1 aus einem Glas be- Oberfl**»· Jf _ierende oberfläche 6 positiv

   steht, das e Widerstand i

   len, wenn die Kanalröhre 1 aus einem Glas be- Oberfläche 6 eine auisere eucibiv^ „

   ;, das einen hinreichend niedrigen spezifischen schaltet, daß die fluoreszierende Oberfläche 6 positiv wiuerstand aufweist und, wie das bereits beschrieben as gegenüber der Ebene der Auslaßenden 12 geladen wurde, einen genügend hohen Bleigehalt aufweist. ist. Die aus den Auslaßenden 12 der Kanalröhren 1

   In F i g. 3 b ist das Einlaßende 11 der Kanalröhre 1 austretenden 3ekundärelektronen 41 werden so durch zu erkennen, an dem die Primärelektronen eintreten. das positive Potential angezogen und fallen auf die Man erkennt, daß dieses Einlaßende kreisförmigen fluoreszierende Oberfläche 6 auf. So erscheint auf Querschnitt hat. Das ergibt sich daraus, daß die einen 30 dieser fluoreszierenden Oberfläche 6 ein verstärktes flach ovalen Querschnitt aufweisende Kanalröhre in Bild 82, das für einen Betrachte "^Λ -^:-^UtU- '"* einer Stellung geschnitten wird, in der die Röhren- Aus der obigen Beschreibt!

   achse in Richtung der kleineren Ellipsenachse um daß durch die erfindungsgemi einen Winkel « gekippt ist. Auf diese Weise nähert Wahrscheinlichkeit erhöht wird, n sich dei Abschnitt der Kanalröhre mit an sich flach 35 Primärelektronen auf die innere ovalem Querschnitt der Kreisform. Auf Grund der nalröhren auf treffen. Die »miau Kreisform jeder Kanalröhre am Einlaßende ist die tronen werden so wirkungsvoll Auflösung von zweidimensional verteilten einlaufen- därelektronen-VervieUu'auii_r\eif den E^ktronenstrahlen, die einem Bild entsprechen, der Abschnitt der Kanalröhien an. h:mauenun mcisin jede Richtung gleich. Es ist zu verstehen, daß bei 4« fern hai, kann eine Vielzahl sc'ch^r Kanalruß:.;; zu Veiy,xaJcr.ii r' ■ erfindungsgemäßeri Sekundörekk- >··η<·»η Pündcl zusammengefaßt *.··»^?'Ό, ir» dow ·> tronen-Ka-nalvervielfachers Bildverstärker erhalten einzelnen Kanalröhren so liegen, daß die ihrer Lage werden können, die frei von jedem Richtungseffekt entsprechenden Bildelemente eines Elektronenstrahlin der Auflösung sind. bildes ohne jeden RiChtungseffekt in der Auflösung

   F i g. 4 zeigt einen Bildverstärker, bei dem ein er- 45 verstärkt werden, findungsgemäßer Sekundärelektronen-Kanalvervielfacher verwendet ist. Der Bildverstärker hat Patentansprüche: eine Vakuumhülle 7, in der die den Sekundärelektronen-Kanalvervielfacher aufbauenden Kanal- 1. Sekundärelektronenvervielfacher, der eine röhren 1 eingeschlossen sind. Auf einer Seite des Se- 50 Vielzahl von Kanalröhren aufweist, die einen kundärelektronen-Vervielfachers ist eine Glasplatte Sekundärelektronen emittierenden Innenbelag 51 mit einer photoleitfähigen OberflächeS ange- haben, dadurch gekennzeichnet, daß ordnet, und zwar derart, daß die Oberfläche 5 der die Kanalröhren einen ovalen Querschnitt haben, Ebene der Einlaßenden 11 der Kanalröhren 1 gegen- in einem Winkel zur Fortpflanzungsrichtung der überliegt. Auf der anderen Seite des Sekundärelek- 55 einfallenden Primärelektronen angeordnet sind tronen-Vervielfachers ist eine Glasplatte 61 mit einer und an ihren Einlaß- und Auslaßenden kreisfluoreszierenden Oberfläche 6 so angeordnet, daß förmige Schnittflächen aufweisen, diese Oberfläche der Ebene der Auslaßenden 12 der 2. Sekundärelektronenvervielfacher nach An-Kanalröhren 1 des Sekundärelektronen-Verviel- spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfachere gegenüberliegt. Die Glasplatten Sl und 61 60 laß- und Auslaßenden der zu einem Bündel zukönnen natürlich auch weggelassen und durch die sammengefaßten Kanalröhren miteinander flucheinander gegenüberliegenden Innenwände der ten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen