DE1954224A1

DE1954224A1 - Kanalelektronenvervielfacher

Info

Publication number: DE1954224A1
Application number: DE19691954224
Authority: DE
Inventors: Beeli Johann Battesta; Reif Philip George
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1968-11-01
Filing date: 1969-10-28
Publication date: 1970-05-27
Also published as: FR2022376A1; US3746903A; NL6916491A; GB1267096A; US3676726A

Description

Dipl.-Phys. Leo TtuxL ' 1 9 5 A 2 2 A

Patentanwalt

7000 Stuttgart-Feuerbach

Kurze Strasse 8

Postfach

J.B.Beeli - P.G.Reif - R.H. Brown 3-1-1
INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Kanalelektronenvervielfacher.

Die Erfindung befasst sich mit einem Kanalelektronenvervielfaeher, der zwischen dem Speicherschirm und der Fotokathode einer Elektronenstrahlröhre angeordnet ist und von den von der Fotokathode ausgehenden Primärelektronen getroffen wird und die von dem Fotovervielfacher mit vergrösserter Intensität ausgelösten Sekundärelektronen auf den Speicherschirm gelangen, dessen Ladungen durch den Elektronenstrahl eines Strahlerzeugungssystem abgetastet werden.

Die üblichen Kanalelektronenvervielfacher bestehen aus einer Glasscheibe, die über ihre ganze Fläche perforiert ist. Die Wände der Perforationen sind so behandelt, dass sie beim Auftreffen von Primärelektronen von einer Fotokathode eine Sekundäremission grosser als 1 erzeugen, wenn sie durch die Perforationen gehen. Die ebenen parallelen Oberflächen sind über ihre ganzen Flächen mit aufgedampften leitenden Schichten bedeckt, an die ein Beschleunigungspotential gelegt ist. Die Scheibe eines bisher gebräuchlichen Kanalelektronenvervielfaohers ist also voll zur Elektronenvervielfachung über ihre im wesentlichen ganze Fläche sensibilisiert.

In ähnlicher Weise ist der Speicherschirm, der in Fernsehkameras überlicherweise verwendet wird, scheibenförmig und hat eine Arbeitsfläche, die angenähert der Scheibe des Elektronenvervielfaohars entspricht. Der Speicherschirm, der dicht benachbart parallel zum Elektronenvervielfacher angeordnet ist, ist mit diesem koaxial.

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Dr. Hl/Do ./-

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Dagegen ist das Abtastbild für den Elektronenstrahl rechteckig und bedeckt daher nur einen zentralen Teil des Speicherschirms und daher auch nur einen zentralen rechteckigen Teil des Kanalelektronenvervi elf ache rs. Bei den bisher üblichen Elektronenvervielfachern, die über die ganze Fläehe der Scheibe sensibilisiert sind, zieht das Gitter von den Randteilen, die ausserhalb der Abtastfläche liegen, einen Strom, der eine Störspannung und damit ein Röhrenrauschen verursacht. Zusätzlich verursacht die Störspannung einen ungewünschten hohen Gleichstrom vom Gitter des Speicherschirms, welcher dazu neigt, den Vorverstärker zu übersteuern. Dies führt zur Reduzierung der Empfindlichkeit und der Auflösung der Anordnung.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, die Nachteile der bisher ge- ^ bräuchlichen Kanalelektronenvervielfacher zu vermeiden und einen Kanalvervielfacher zu schaffen, der eine wesentlich grössere Empfindlichkeit und Auflösung aufweist.

Bei einem Kanalvervielfacher der eingangs erwähnten Art wird dies nach der Erfindung dadurch erreicht, dass die Teile so konstruiert und angeordnet sind, dass die Sekundärelektronen nicht auf den Speieherschirm, ausgenommen dessen vorbestimmte Abtastfläche, gelangen.

Dabei wird es als vorteilhaft angesehen, dass die Randfläche, die die Abtastfläche des Speicherschirms umgibt, keine Elektronenvervielfachung aufweist.

Nach einem weiteren Merkmal wird vorgesehen, dass der Kanalelektronenvervielfaeher aus einer wenigstens teilweise perforierten Platte aus Isolationsmaterial besteht und wenigstens ein Teil der Wände dieser Perforationen zur Sekundärelektronen-Emission beim Auftreffen von Primärelektronen sensibilisiert ist und Elektroden auf den entgegengesetzten Oberflächen dieser Isolationsplatte vorgesehen sind.

Dabei wird es als vorteilhaft erachtet, dass die Randfläche dieser Isolationsplatte unperforiert ist.

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Nach einem weiteren Merkmal wird vorgesehen, dass die auf den entgegengesetzten Oberflächen der Isolationsplatte angeordneten Elektroden in ihrem Auomass im wesentlichen auf die Fläche, die im wesentlichen mit der Abtastfläche des Speicherschirms übereinstimmt, begrenzt sind.

Dabei ist es vorteilhaft, dass die leitenden Verbindungen sich von diesen Elektroden zu den Kanten der Isolationsplatte erstrecken und diese elektrischen Verbindungen an verschiedenen Teilen der Fläche der Isclationsplatte derart angeordnet sind, dass sie sich nicht überlappen.

Anhand der Ausführungsbeispiele der beigefügten Zeichnungen seien im folgenden die Erfindung und weitere ihrer Merkmale und Vorteile näher erläutert.

Fig. 1 stellt eine vergrösserte, teilweise geschnittene Seitenansicht einer Speicherröhre dar;

Fig. 2 ist eine vergrösserte Teilansioht eines Teil der Fig. 1 und zeigt eine Foim eines Kanaielektronenvervielfachers, dessen Kanalquerschnitt im wesentlichen der vom Elektronenstrahl abgetasteten Fläche entspricht;

Fig. 3 ist eine Ansicht der Fig. 2;

Fig. 4 zeigt die .Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Elektronenvervielfachers, bei dem der Vervielfacher nur in der Fläche sensibilisiert ist, die der vom Elektronenstrahl abgetasteten Fläche entspricht.

Die Speicherröhre 10 der Fig. 1 hat eine evakuierte Glashülle 12, das Elektronenstrahlerzeugungssystem 14 einen rohrförmigen Teil 16 mit einem Schirmgitter lS an seinem vorderen Ende (s.Fig. 2). Das Strahlerzeugungssystem erzeugt einen Elektronenabtaststrahl 20.

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Der Tragering 22 ist mit dem vorderen Ende der Umhüllung verbunden und beinhaltet einen im wesentlichen ebenen kreisförmigen Teil 24, der sich von dem Ende der Umhüllung radial nach aussen wie ein Flansch erstreckt, und einen rohrförmigen Trageteil 26, welcher den Speicherschirm 28 trägt.

Der Speicherschirm 28 hat eine laminare Struktur, die aus einem feinen Metallnetz 30 auf der rückwärtigen, vom Elektronenstrahl 20 abgetasteten Seite und einer dielektrischen Schicht 32 auf der Vorderseite, auf der das Bild elektrisch gespeichert wird, besteht.

Der Fotovervielfacher ist mit 34 bezeichnet und ist vor dem Speicher-) 10 schirm 28 angeordnet. Der Vervielfacher 34 umfasst eine Frontplatte 36 aus Glas, die auf ihrer Innenseite mit einer aufgedampften Fotokathode versehen ist. Ein Leitring 40 stellt den elektrischen Kontakt am Umfang der Fotokathode her.

Zwischen der Fotokathode 38 und dem Speicherschirm 28 ist ein Kanalelektronenvervielfacher 42, der einen perforierten scheibenförmigen Glaskörper 44 aufweist, angeordnet. Auf der Vorder- und der Rückseite dieses Glaskörpers 44 sind die Elektroden 46 bzw. 48 aufgedampft, durch die sich die Perforationen erstrecken. Die Leitringe 50 und 52 haben mit dem äusseren Teil der aufgedampften Elektrode 46 bzw. 48 Kontakt.

Die Frontplatte 36 und der Vervielfacher 42 sind parallel zum Speicherschirm 28 durch die Abstandskeramikring^<?54, 56 und 58 gehaltert.

Der Vervielfacher der Fig. 2 und 3 hat eine Kanalfläche, die in Grosse und Form im wesentlichen der Abtastfläche des Elektronenstrahles 20 entspricht. Die Perforationen 60, die sich durch den Glaskörper 44 erstrecken, und die aufgedampften Elektroden 46 und 48 des Vervielfachers sind, wie Fig. 3 zeigt, auf eine rechteckige Fläche 62 begrenzt. Folglich ist der Teil 64 des Vervielfachers 42, der ausserhalb der perforierten rechteckigen Fläche 62 liegt, nicht perforiert. Dadurch wird erreicht, dass der einzige Teil, der als Vervielfacher arbeiten kann, die rechteckige perforierte Flä-

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ehe 62, welche im wesentlichen der Abtastfläche des Elektronenstrahles 20 entspricht, ist. Polglich besteht zwischen dem Teil 64 des Vervielfachers und dem Speicherschirm keine Einwirkung, so dass ungewünschte Fehlspannungen fast vollständig von dem Aussenteil 64 des Speicherschirms eliminiert wind.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 können die aufgedampften Elektroden 46 und 48 ganz die beiden ebenen Oberflächen des scheibenförmigen Glaskörpers 44 bedecken, ausgenommen die Perforationen in der rechteckigen Fläche 62. Zur Arbeitsfähigkeit dieses Vervielfaehers ist es erforderlich, dass die aufgedampften Elektroden 46 und 48 in der rechteckigen Fläche 62 angeordnet sind und dass von diesen sich leitende Wege zu den Leitringen 50 und 52 erstrecken.

Der Vervielfacher 42a der Fig. 4 hat einen scheibenförmigen Glaskörper 44a, der über seine ganze Fläche perforiert ist, aber auf seiner Vorder- und Rückseite mit aufgedampften Elektroden versehen ist, deren Fläche im wesentlichen der durch den Elektronenstrahl 20 abgetasteten Fläche entspricht. Die Frontelektrode 46a der Fig. 4 ist rechteckig und hat eine Fläche, die im wesentlichen der abgetasteten Fläche entspricht. In ähnlicher Weise ist die rückwärtige Elektrode rechteckig und hat eine Fläche, die der Fläche der Frontelektrode 46a entspricht. Die rückwärtige Elektrode ist in der Fig. 4 nicht sichtbar; sie liegt direkt unter der Frontelektrode 46a. Auf diese Weise wird erreicht, dass, obgleich der Glaskörper 44a im wesentlichen über seine ganze Fläche perforiert ist, der Vervielfacher 42a nur in einer Fläche sensibilisiert ist, die im wesentlichen der durch den Elektronenstrahl abgetasteten Fläche entspricht, so dass peripherale Störspannungen fast vollständig eliminiert werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 erstrecken sich von den gegenüberliegenden Stiten des Rechtecks 46a leitende Wege 66, welche in den Kontaktstreifen 68« die mit dem Leitring 50 in Verbindung stehen, enden. Die Leiter 66 und die Kontaktstreifen 68 können auf die Frontoberfläohe dee Glas- ktrper· 44a aufgedampft sein. Ähnliche Leiter 70 erstrecken «ion von den

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entgegengesetzten Seiten der rechteckigen Elektrode auf der rückwärtigen Seite des Glaskörpers 44a nach aussen und enden an den Kontaktstreifen 72. Die Leiter 70 und die Kontaktstreifen. 72 sind um 90° versetzt zu den entsprechenden Leitern 66 und Kontaktstreifen 68. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist nur die rechteckige Fläche, die der durch den Elektronenstrahl abgetasteten Fläche entspricht, sensibilisiert.

6 Patentansprüche

j5 Bl-Zeichnungen mit 4 Fig.

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Claims

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1. Kanalelektronenvervielfacher, der zwischen dem Speicherschirm und der Fotokathode einer Elektronenstxäilröhre angeordnet ist und von den von der Fotokathode ausgehenden Primärelektronen getroffen wird und die von dem Fotovervielfacher mit vergrösserter Intensität ausgelösten Sekundärelektronen auf den Speicherschirm gelangen, dessen Ladungen durch den Elektronenstrahl eines Strahlerzeugungssystems abgetastet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile so konstruiert und angeordnet sind, dass die Sekundärelektronen nicht auf den Speicherschirm, ausgenommen dessen vorbestimmte Abtastfläche, gelangen.

2. Kanalelektronenvervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine zur Sekundäremission ungeeignete Randfläche aufweist, die eine zur Sekundäremission geeignete Fläche umgibt, die der Abtastfläche des Speicherschirms entspricht.

3· Kanalelektronenvervielfacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalelektronenvervielfaeher aus einer wenigstens teilweise perforierten Platte aus Isolationsmaterial besteht und wenigstens ein Teil der Wände dieser Perforationen zur Sekundärelektronenemission beim Auftreffen von Primärelektronen sensibilisiert ist und Elektroden auf dsn entgegengesetzten-Oberflächen dieser Isolationsplatte vorgesehen sind.

4. Kanalelektronenvervielfacher nach Anspruch j5> dadurch gekennzeichnet, dass die Randfläche dieser Isolationsplatte unperforiert ist.

5. Kanalelektronenvervielfaeher nach Anspruch ;5, dadurch gekennzeichr.: ., dass die auf den entgegengesetzten Oberflächen der Isolationsplatte angeordneten Elektroden in ihrem Ausmass im wesentlichen auf die Fläche, die im wesentlichen mit der Abtastfläche des Speicherschirms übereinstimmt, begrenzt sind.

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6. Kanalelektronenvervielfacher nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass leitende Verbindungen sich von diesen Elektroden zu den Kanten der Isolationsplatte erstrecken und diese elektrischen Verbindungen an verschiedenen Teilen der Fläche der Isolationsplatte derart angeordnet sind, dass sie sich nicht überlappen.

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