DE2212579A1

DE2212579A1 - Vakuum-bildwandler

Info

Publication number: DE2212579A1
Application number: DE19722212579
Authority: DE
Inventors: Hermann Christgau; Karl Dr Rer Nat Franz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-03-15
Filing date: 1972-03-15
Publication date: 1973-09-27
Also published as: JPS4912761A; US3846654A; FR2175953B1; FR2175953A1

Description

Siemens Aktiengesellschaft Erlangen, 14. März 1972

Henkestraße 127

VPA 72/5038 Kn/Kof.

Vakuum-B ildwandler

Die Erfindung betrifft Vakuum-Bildwandler, deren Vakuumkolben eine Elektrodenanordnung enthält zur Abbildung eines an der Kathode ausgelösten Elektronenstrahlenbundels auf einer von der Kathode entfernt liegenden Anode. Röhren dieser Art enthalten eine elektrooptisch in dem Sinne wirksame Fotokathode, daß die in ihrer Frequenz und/oder Intensität zu wandelnde Strahlung, etwa Röntgenstrahlung, daran Elektronen in der Verteilung im Querschnitt des Strahlenbündels entsprechender, z.B. bildhafter, Verteilung auslöst. .Darauf folgt die Elektrodenanordnung der Elektronenoptik, die so ausgelegt ist, daß das Elektronenbild auf der Anode abgebildet wird. Diese kann zur Sichtbarmachung mit leuchtstoff belegt sein, der von Elektronen zum Leuchten gebracht wird. Die Anode kann aber auch das Target einer Fernsehabtastanordnung darstellen. Im letzteren Fall ist der Bildwandler Teil einer Fernsehaufnähmeröhre.

In Bildwandlern und Bildverstärkern enthält der Vakuumkolben die Elektroden größtenteils als selbständige Bauteile, die in

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den Kolben einzeln eingesetzt und justiert werden müssen. Es gibt aber auch andere Ausführungen, bei welchen ein Teil der Elektroden als Beschichtungen an den Wänden des Kolbens aufgetragen sind. Auch bei dieser Ausbildung muß ein Justierungsschritt vorgesehen werden, um die beschichteten Wände einander richtig zuzuordnen. Gleichzeitig ist das an sich schon schwierige vakuumdichte Aneinandersetzen der Teile des Kolbens durchzuführen .

In Lösung der Aufgabe, die Herstellung von Vakuumbildverstärkern zu vereinfachen, wird erfindungsgemäß das gesamte Elektrodensystem außerhalb des Kolbens hergestellt und justiert. Erst dann wird es als ganzes System in dem Kolben eingeschlossen. Dabei ist es nicht mehr notwendig, daß mit dem Zusammensetzvorgang zugleich eine Justierung verbunden wird, die wegen der Schwierigkeit des vakuumdichten Ansetzens der Teile, es wird geschweißt oder es wird glasbläserisch angeschmolzen, nur in den seltensten Fällen die ideale optische Achse einhalten läßt.

Wegen der einfachen Ausbildung ist es sehr günstig, für die Mehrzahl der Elektroden ein gemeinsames Grundelement vorzusehen, das aus elektrisch isolierendem Material besteht. Die Elektroden können dann als Beschichtungen angebracht werden. Lediglich Teile, die bei der Herstellung des Trägers in einem Stück Schwierigkeiten machen, brauchen als gesonderte Teile hergestellt und in den Träger eingefügt bzw. auf diesen aufgesetzt zu werden. Dabei handelt es sich in der Regel um die Fotokathodenanordnung, die das zylindrische Bauteil in der Regel an einer Seite als Deckel abschließt. Die der Kathode gegenüberliegende Seite ist durch die Anordnung der Anode gegeben, auf welcher die Elektronen verkleinert abgebildet werden. Sie stellt den Boden des Bauteils dar. Eine unmittelbar vor dieser Elektrode und zu dieser im wesentlichen pa-

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rallel liegende Elektrode ist dann am einfachsten als gesondertes Bauteil in diesen Boden einzusetzen und etwa durch Kleben zu befestigen.

Als Material für das als Träger verwendete Bauteil ist es sehr günstig, einen vakuumfesten Kunststoff'zu verwenden. Dann kann die Formgebung entweder ,spanabhebend oder durch Pressen und Gießen etc. erfolgen. Kunststoffteile erhalten schon bei der Herstellung eine edle, d.h. im Gegensatz zu Metallen ohne besondere zusätzliche Bearbeitung eine sehr glatte Oberfläche bei der Feldemissionen weitgehend unterdrückt sind. Die Verbindungstechnik der Kunststoffe bietet außerdem noch den Vorteil, daß man sie untereinander verschweißen oder, bzw. auch mit Metall und anderen Materialien, verkleben kann. Als Kunststoffe kommen etwa Polyimide oder Polysulfone,.insbesondere Polyarylsulfone, in Betracht, weil sie sowohl beim Ausheizen als auch im Betrieb hinreichend vakuumfest sind.. Die gleichen Kunststoffe können auch als Klebstoffe verwendet werden.

Prinzipiell können wegen ihrer günstigen Vakuumfestigkeit aber für den Träger der Elektroden auch andere elektrisch isolierende Materialien verwendet werden, wie z.B. Glas oder Keramik. Diese Materialien bieten an und für sich auch den Vorteil, daß die Elektrodenanordnung außerhalb des Vakuumkolbens zusammengestellt und justiert und erst dann eingesetzt werden kann. Sie. sind aber wegen ihrer mechanischen Eigenschaften schwieriger als die obengenannten Kunststoffe zu bearbeiten und zu handhaben.

Als elektrisch leitfähige Schichten werden in diesen Anord- . nungen hauptsächlich Metallschichten, etwa solche aus Aluminium, Chrom oder Chrom-Nickel verwendet, die aufgedampft sind. Aber auch andere Aufbringungsmethoden sind anwendbar, wie z.B. Kathodenzerstäubung, Elektrolyse, Poyrolyse etc..Auch

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leitfähige Lacke und Anstriche sind verwendbar, sofern sie Beanspruchungen.im Hochvakuum der Bildwandlerröhre standhalten,

Während man bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen mit im wesentlichen einem einzigen, das System umfassenden Bauteil auskommt, kann man mit Vorteil auch mit zweiteiligen Trägern arbeiten, die bei geöffnetem Kolben zusammengesetzt werden. Von den beiden Bauteilen kann dann ein Teil gleichzeitig einen Teil des Kolbens darstellen und vor dem vakuumdichten Anbringen des zweiten Kolbenteils auf den ersten Teil justiert aufgesetzt werden. Dabei ist gegenüber der herkömmlichen Bauweise immer noch der Vorteil gegeben, daß die Justierung der einzelnen Bauelemente gegeneinander exakter ist.

Vorteile und Merkmale der Erfindung sind nachfolgend weiter, anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert.

In der Figur, die einen Schnitt durch einen Röntgenbildwandler entlang der Längsachse darstellt, ist mit 1 die Vakuumröhre bezeichnet, die aus den beiden topfartigen Teilen 2 und 3 aus Glas besteht. Die Teile 2 und 3 sind an ihren aneinander stoßenden offenen Seiten mit den Flanschen 4 und 5 aus Vacan bzw. einer anderen geeigneten Anschmelzlegierung versehen. Sie liegen&ufeinander, sind am äußeren Rand 6 vakuumdicht verschweißt. Im Kolben 1 befindet sich als Halterung das becherförmige, aus Polyimid bestehende Teil 7, welches im wesentlichen mit der Form des Kolbens 1 übereinstimmt und an dessen Boden eine Einstülpung 8 vorgesehen ist, welche die eigentliche Anode darstellt. Für die der Anode vorgelagerte Elektrode ist das Teil 9 vorgesehen, welches in eine Nut im Boden des Teils 7 eingebracht ist. Das Teil 9 ist in· der Nut 10 ebenso mit Polyamidlack verklebt wie der seitliche Ansatz 11 an dem Ansatz 12 des Flansches 5 und die Nase 13

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der Kalotte 14 am oberen Ende des Teiles 7. Die Teile 7, 9 und · 14 haben eine Wandstärke von 1 mm, so daß sie bei einem Durchmesser von 300 mm hinreichend stabil sind. ■

Der so hergestellte Aufbau stellt' die Elektrodenanordnung dar, die dadurch erhalten ist, daß auf der einen Ausschnitt aus einer Kugel darstellenden Kalotte 14 die Leuchtschicht 15 aufgetragen wird, die aus im Hochvakuum aufgedampftem aktiviertem Cäsiumjodid besteht. Die weitere Schicht 16 wird erst nach dem Zusammenbau des Kolbens in üblicher Weise aufgedampft und besteht aus Antimon, welches mit Cäsiummetall aktiviert ist. Der elektrische Anschluß erfolgt über die seitliche aufgedampfte Metallschicht 17, die aus Aluminium besteht und 500 m/U stark ist. Ebenso stellen die Elektroden 18 und 19 sowie die Belegungen 20 und 21 der weiteren Elektroden bzw. der Anode 8 aufgedampfte 500 m/u dicke Schichten aus Aluminium dar. Am Ende der Anode befindet sich der an sich bekannte Leuchtschirm 22, der auf dem Träger 23, der ein 1 mm dickes Plättchen aus Glas ist, aufgebaut ist und die 7/u dicke Leuchtschicht 24 βμβ mit Silber aktiviertem Zink-Cadmiumsulfid umfaßt. Dem Kolbeninneren zugewandt ist die elektrisch leitfähige Abdeckung 25, die 200 m/U stark ist und aus Aluminium besteht.

Die elektrische Versorgung des Bildverstärkers erfolgt in bekannter Weise über die Anschlüsse 26 bis 30, indem zwischen und 27 '100 V, zwischen 27 und 28 300 V, zwischen 28 und 29 3 5 kV und zwischen 29 und dem Anschluß 30 der Anode 8 eine Spannung von 25 kV angelegt werden. Bei einem Einfall von Röntgenstrahlen durch das Eingangsfenster 31 wird in der Leuchtschicht 15 Licht erzeugt. Dieses löst in der Schicht 16 Elektronen aus, die dann wegen der an den Elektroden 18, 19, 20 und 21 angelegten Spannungen verkleinert auf dem Leuchtschirm 22 abgebildet werden. Dort erscheint dann die im Quer-

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schnitt des Röntgenstrahlentiündels vorhandene Int ens it ät s verteilung als verkleinertes helles sichtbares Bild. Dieses kann in üblicher Weise mittels einer Vergrößerungsoptik betrachtet, fotografiert oder gefilmt bzw. in einem Fernsehverfahren etc. aufgenommen und weiterbehandelt werden.

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Claims

Patentansprüche

Vakuum-Bildwandler, dessen Vakuumkolben eine Elektrodenanordnung enthält zur Abbildung eines an der Kathode ausgelösten Elektronenstrahlenbündels auf einer von der Kathode entfernt liegenden Anode, dadurch gekennzei chn e t , daß das Elektrodensystem als außerhalb des Kolbens hergestelltes und justiertes Element in den Kolben eingebaut ist.
2. Bildwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, , daß mehrere zwischen der Kathode und der Anode liegende Elektroden als elektrisch leitfähige Beläge an einem gemeinsamen, aus elektrisch isolierendem Stoff bestehenden Träger angebracht sind.
3. Bildwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Träger topfförmig ist, der am Boden die Anode umfaßt und den Kathodenträger als Deckel.
4. Bildwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vor der Anode liegende Elektrode als Kunststoffteil ausgebildet und in den Träger konzentrisch zu den Innenwänden des Trägers eingeklebt ist.
5. Bildwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der Anode ein aus Kunststoff gebildeter Träger in die Öffnung eingesetzt ist, an dessen der Anordnung zugekehrter'· Oberfläche ein Leuchtschirm und eine Fotokathodenschicht aufgetragen sind.
6. Bildwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägeranordnung aus Polyimid besteht.

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7. Bildwandler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Polytetrafluoräthylen besteht.
8. Bildwandler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeich- : net, däß der Träger aus Polyarylsulfon besteht. ^;
9. Bildwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zweiteiligen Kolben ein Teil des Kolbens mit in die Trägeranordnung einbezogen ist.

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