DE2744532A1

DE2744532A1 - Elektronenvervielfacher mit filter fuer hochenergetische elektronen

Info

Publication number: DE2744532A1
Application number: DE19772744532
Authority: DE
Inventors: Carmen Anthony Catanese; Jun James Berkeley Harrison; Norman Lee Lindburg
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1976-10-04
Filing date: 1977-10-04
Publication date: 1978-04-06
Also published as: JPS5360161A; IT1085274B; US4115719A; FR2366691A1

Description

Elektronen.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektronenvervielfacher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US-PS 3 904 923 ist eine Bildröhre bekannt, welche Elektronenvervielfacher enthält, die mit Rückführung arbeiten und einen Strom zum Erhellen eines Lumineszenzschirmes liefern. Bei einer Ausführungsform enthalten die Elektronenvervielfacher jeweils mindestens zwei Rippen oder Fahnen, auf denen mehrere parallele Dynoden gestaffelt angeordnet sind und an deren einem Ende sich eine Kathode befindet. Den aufeinanderfolgenden Dynoden werden im Betrieb elektrische Spannungen zunehmender Größe zugeführt, so daß am Ausgang des Elektronenvervielfachers ein Elektronenstrom auftritt. Die Elektronenvervielfacher haben im allgemeinen eine offene Struktur, so daß sich eine Rückführung mit genügend hoher Schleifenverstärkung ergibt, um eine andauernde Elektronenemission zu gewährleisten.

Um bei einer solchen Bildröhre oder Wiedergabeeinrichtung die Helligkeit des Lumineszenzschirms steuern zu können, muß man am Ausgang des Elektronenvervielfachers einen Satz von Modulationselektroden vorsehen. Die einfachsten Modulationsanordnung arbeitet als eine Art Schleuse oder Ventil, welche

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den Teil des Ausgangssignals des Elektronenvervielfacher zurücklenkt, welches ain Lumineszenzschirm nicht gebraucht wird. Wenn dabei ein hoher Helligkeitsmodulationsgrad, z.B. 100:1, mit vernünftigen Spannungen (also z.B. Spannungen die gleich oder kleiner als die zwischen den aufeinanderfolgenden Vervielfacherdynoden sind) erreicht werden soll, muß man aus dem Ausgangssignal des Vervielfachers alle Elektronen ausfiltern, die nicht von der letzten Dynode herrühren. Irgendeine Art von Filterung ist nämlich erforderlich, da Elektronen, die von weiter vorne liegenden Dynoden ausgehen und die nachfolgenden Vervielfacherdynoden überspringen, bevor sie den Ausgang des Vervielfachers erreichen, vergleichsweise hohe Energien aufweisen. Diese hochenergetischen Elektronen benötigen dann hohe Modulationsspannungen, wenn sie vom Lumineszenzschirm ferngehalten werden sollen.

Man benötigt also ein Hochenergie-Elektronenfilter für Elektronenvervielfacherstrukturen der obenerwähnten Art.

Man kann zwar in einem solchen Filter für hochenergetische Elektronen Strukturen, wie Gitter und Drähte verwenden, diese komplizieren jedoch die Konstruktion zusätzlich. Außer den strukturellen Bedingungen muß ein brauchbares Filter ferner in der Praxis bestimmte elektronenoptische Bedingungen erfüllen, d.h. daß das Filter genügend geschlossen oder eng sein muß, um den Durchtritt von hochenergetischen Elektronen zu verhindern, gleichzeitig müssen die umgebenden elektrischen Felder jedoch in der Lage sein, die niederenergetischen Elektronen efficient hindurchzuleiten. Was also im speziellen gebraucht wird ist eine unkomplizierte, einfach aufgebaute Konstruktion für ein solches Filter, das mit der Herstellungstechnik für den Elektronenvervielfacher selbst kompatibel ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Elektronenvervielfacher der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

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Ein Elektronenvervielfacher gemäß einer Ausfuhrungsform der Erfindung enthält mindestens zwei Substrate, an deren einen Enden eine Kathode und auf deren Oberflächen mehrere parallele und einander versetzt gegenüberliegende Dynoden angeordnet sind, d.h. die Dynoden auf der Oberfläche des einen Substrats sind bezüglich der Dynoden auf der Oberfläche des anderen Substrats versetzt. Von jeder der einander gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate springt mindestens ein Filterkörper vor. Die Filterkörper bilden ein Elektronenfilter, das das Hindurchtreten von hochenergetischen Elektronen im wesentlichen verhindert. Die auf den Oberflächen der Substrate befindlichen Filterkörper sind versetzt und parallel in Bezug aufeinander und parallel zu den Dynoden angeordnet. Jeder Filterkörper weist eine elektrisch leitfähige Oberfläche auf. Zwischen den Dynoden und dem Elektronenfilter befindet sich mindestens ein Teil einer Ubergangszone. Die Ubergangszone enthält Übergangsdynoden und Lenk- oder Leitelektroden auf den Substraten, die parallel zu den Dynoden und Filterkörpern verlaufen. Mindestens einige der Übergangsdynoden sind mit einer Staffelung oder Versetzung angeordnet, die bezüglich der der anderen Dynoden abgeändert ist und die Leitelektroden auf jedem Substrat liegen den Ubergangsdynoden des jeweils anderen Substrats gegenüber. Das Elektronenfilter ist in der Nähe mindestens einiger der ubergangsdynoden angeordnet, so daß die Elektronen, die von den Ubergangsdynoden emittiert werden, hindurchlaufen ohne das Filter zu treffen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene, perspektivische Ansicht einer flachen Bildwiedergabeeinrichtung, die einen Elektronenvervielfacher gemäß der Erfindung enthalten kannj

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Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des geschnittenen Teiles der Einrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs einer Linie 3-3 in Fig. 2, in dem die Elektronenvervielfachung, Elektronenstrahllenkung und Elektronenstrahlfilterung dargestellt sind, die in dem Elektronenvervielfacher der Wiedergabeeinrichtung gemäß Fig. 1 stattfinden;

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Elektronenvervielfachers mit Angaben über Abmessungen und elektrische Potentiale;

Fig. 5 und 6 Teile von Schnittansichten entsprechend Fig. 3, die abgewandelte AusfUhrungsformen des vorliegenden Elektronenvervielfachers zeigen.

In Fig. 1 ist eine flache Bildwiedergabeeinrichtung oder Bildröhre 10 dargestellt, welche einen evakuierten Glaskolben mit einer ebenen, transparenten Frontpiatte 12, die ein Bildfenster bildet, und einer ebenen Rückplatte 14 enthält. Die Front- und Rückplatte 12 bzw. 14 verlaufen parallel zueinander und sind außen durch Seitenwände 16 hermetisch miteinander verbunden. Die Rückplatte 14 reicht über die Seitenwände 16 hinaus und bildet Anschlußbereiche 18, 20 und 22. Die Anschlußbereiche sind jeweils mit einer Anzahl von Anschlüssen 21 versehen, die mit inneren Komponenten verbunden sind und eine Speisung und Steuerung der Bildröhre gestatten. Die Bildröhre 10 kann beispielsweise insgesamt 84 cm hoch, 112 cm breit und 3 cm dick sein und eine Bildfläche von 76 χ 102 on haben.

Der Innenaufbau der Bildröhre 10 ist in der Schnittansicht gemäß Fig. 2 zu sehen. Die Rückplatte 14 trägt auf ihrer Innenseite eine Vielzahl von Kathodenstreifen 24. Die Kathodenstreifen 24 bestehen jeweils aus einem leitfähigen Material, wie Metall, das mit einer dünnen Scnicht aus einem Material überzogen sein kann, welches bei Beschüß durch rückgeführte

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Spezies, wie Ionen oder Photonen, eine starke Elektronenemission ergibt. Bei Ionenrückführung kann das emissionsfähige Material beispielsweise MgO oder BeO. Die Kathodenstreifen können durch die verschiedensten Verfahren in der gewünschten Anordnung auf die Rückplatte aufgebracht werden, z.B. durch Zerstäuben oder Aufdampfen des betreffenden metallischen Anteils und anschließendes Photoätzen und Oxydieren.

Zwischen der Frontplatte 12 und der Rückplatte 14 und senkrecht zu diesen sind eine Anzahl von parallelen Streifen oder Rippen 32 angeordnet. Die Rippen 32 verlaufen orthogonal zu den Kathodenstreifen 24 und stützen Front- und Rückplatte aufeinander ab. Die Rippen 32 bestehen jeweils aus einem ebenen oder flachen Körper eines elektrisch isolierenden Materials, wie Glas oder Keramik.

Die Frontplatte 12 besteht vorzugsweise aus Glas und bildet das Bildfenster der Bildröhre 10. Die Innenseite der Frontplatte 12 trägt eine Vielzahl von nichtdargestellten Leuchtstoff streifen, die bei Beschüß mit Elektronen Licht zu emittieren vermögen. Die Leuchtstoffstreifen verlaufen orthogonal zu den auf der Rückplatte 14 angeordneten Kathodenstreifen 24. Ferner verlaufen die Leuchtstoffstreifen jeweils parallel zu und zwischen zwei benachbarten Rippen 32. Wenn es sich bei der Bildröhre 10 um eine Farbbildröhre handelt, können auf der Innenseite der Frontplatte 12 rot, grün und blau emittierende Leuchtstoffstreifen alternierend angeordnet sein.

Im folgenden wird nun ein Ausführungsbeispiel der Elektronenvervielfacheranordnung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 näher erläutert. Zwischen jedem Satz benachbarter Rippen 32 sind ein Vervielfacherabschnitt, der durch gestaffelte, parallele Vervielfacherdynoden 36 und 38 gebildet wird, Leitelektroden 37 und ein Modulations-, Beschleunigungssowie Fokussierabschnitt, der durch Elektroden 39 gebildet ist, angeordnet. Die Dynoden 36 und 38, die Leitelektroden 37 und

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die Modulations-, Fokussier- und Beschleunigungselektroden 39 verlaufen parallel zueinander und orthogonal bezüglich der Kathodenstreifen 24. Der Vervielfacherabschnitt befindet sich zwischen einem Kathodenstreifen 24 am einen Ende und einem IIochenergie-Elektronenfilter 40 am anderen, d.h. dem Ausgangsende. Das Elektronenfilter 4O enthält zwei im wesentlichen gleiche, versetzt angeordnete Körper 4Oa und 40b aus elektrisch leitfähigem Material, z.B. Aluminium, die von den einander gegenüberliegenden Oberflächen zweier benachbarter Rippen 32, die als Substrat dienen, vorspringen. Die beiden versetzten Filterkörper 40a und 40b verlaufen parallel zueinander und zu den Dynoden 36 und 38. Jeder Filterkörper 40a und 40b ist stetig gekrümmt und erstreckt sich etwas über die Mitte des Zwischenraumes zwischen den Rippen 32, so daß das Filter 4O optisch opak ist, d.h. daß für hochenergetische Elektronen, die Dynoden übersprungen haben, kein geradliniger Weg durch das Filter existiert. Da die Filterkörper 40a und 40b jeweils aus elektrisch leitfähigem Material bestehen, werden sie im folgenden als Filterelektroden 4oa und 40b bezeichnet.

Die Vervielfacherdynoden 36 sind näher an den Kathodenstreifen 24 angeordnet, als die Vervielfacherdynoden 38. Die Vervielfacherdynoden 36 sind im wesentlichen gleich geformt und gleich beabstandet. In Fig. 2 sind nur wenige Vervielfacherdynoden 36 dargestellt, in der Praxis kann eine andere, insbesondere höhere Anzahl von Dynoden verwendet werden. Für den Zweck der vorliegenden Erläuterung soll angenommen werden, daß die Vervielfacheranordnung 10 gleiche Vervielfacherdynoden 36, 36. _. enthält. Die Vervielfacherdynoden 38. bis 38-, die im folgenden als Übergangsdynoden 38 bezeichnet werden sollen, befinden sich zwischen den gleichartigen Vervielfacherdynoden 36 und dem Hochenergie-Elektronenfilter 40. Man beachte hier, daß die letzte übergangsdynode 38,- etwas über das Elektronenfilter 40 hinausreicht. Die übergangsdynoden 38 sind nicht gleich, d.h. sie haben nicht alle die gleiche Breite und nicht

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-prden gleichen Abstand. Insbesondere sind die Übergangsdynoden 38 anders gestaffelt als die gleichmäßig beabstandeten Vervielfacherdynoden 36. Im Bereich der übergangsdynoden 3d befinden sich ferner die beiden Leitelektroden 37. Die Leitelektroden 37 sind nicht gleich, d.h. sie haben unterschiedliche Breiten. Die Leitelektroden 37 sind in Bezug aufeinander gestaffelt oder versetzt, während sie andererseits bezüglich der Übergangsdynoden 38~ und 38, auf den gegenüberliegenden Oberflächen der Rippen 32 nicht versetzt sind, d.h. sie liegen diesen direkt gegenüber.

Die letzten drei Übergangsdynoden (38,, 38. und 38,.) und das Hochenergie-Elektronenfilter 40 sind so angeordnet, daß die beiden versetzten Filterelektroden 40a und 40b, die das Filter 40 bilden, zwischen den letzten drei versetzten übergangsdynoden (38,, 38. und 38,.) angeordnet sind. Die letzte Ubergangsdynode 3Ü_ bildet die End- oder Ausgangsdynode der zwischen den parallelen Rippen 32 angeordneten Vervielfacherstruktur. Vom Kathodenstreifen 24 aus gesehen im Abstand hinter der letzten ubergangsdynode 38,- sind zwei Modulationselektroden 39 angeordnet. Die Modulationselektroden 39 sind streifenförmig und verlaufen parallel zu den obenbeschriebenen Vervielfacherdynoden 36, Übergangsdynoden 38, Leitelektroden 37 und Filterelektroden 40a und 40b.

Im Betrieb der Bildröhre 10 liefern die Kathodenstreifen 24 Eingangselektronen e für die Dynoden 36 und 38 (Fig. 2 und 3). Die Kathodenstreifen 24 können jeweils als linienförmige Elektronenstrahlquelle angesehen werden. Wenn der Kathodenstreifen 24 elektrisch negativer ist als die erste Dynode 36, werden die vom Kathodenstreifen 24 emittierten Elektronen von der ersten Dynode angezogen. Ist dagegen der Kathodenstreifen positiver als die erste Dynode, so können die emittierten Elektronen die erste Dynode nicht erreichen. Man kann also den Elektronenstrom in den verschiedenen Bereichen des Vervielfachers durch entsprechendes Vorspannen der verschiedenen

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Kathodenstreifen 24 ein- und ausschalten. Den Vervielfacherdynoden 36 werden positive Spannungen zugeführt, deren Werte von der den Kathodenstreifen am nächsten benachbarten Dynode bis zu der der Frontplatte 12 am nächsten benachbarten Dynode sukzessive größer werden. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel arbeitet der Vervielfacher z.B. mit einer Spannung von 200 V zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Dynoden einwandfrei. Der Vervielfacher wird anfänglich durch Primärelektronen gezündet oder gestartet, die von der Kathode unter der Wirkung der Höhenstrahlung oder anderer auftreffender äußerer Strahlung oder durch andere Ursachen emittiert werden. Der von einem negativ vorgespannten Kathodenstreifen emittierte Elektronenstrom wird entsprechend der sehr starken Verstärkung der Dynoden 36 und 38 verstärkt.

Fig. 3 zeigt schematisch, wie bei einem Elektronenvervielfacher gemäß der Erfindung die Vervielfachung und Filterung von hochenergetischen Elektronen erfolgt. Das Elektronenbündel e wird vervielfacht, während es über die gleichartigen, gestaffelten Vervielfacherdynoden 36. 36._ läuft, die jeweils

X · · · XU

auf sukzessive höheren elektrischen Potentialen liegen. Das Elektronenbündel läuft dann über die Ubergangsdynoden 38. 38c»

dabei wird es um die Filterelektroden 40a und 40b herumgelenkt. Die Ubergangsdynoden 38. 38- bewirken also zusammen mit den Leitelektroden 37 eine Änderung der Richtung des Elektronenstrahlbündels in die flacheren Trajektorien oder Bahnen, die erforderlich sind um es um das Filter herum auf die letzte Ubergangsdynode 38₅ zu leiten. Für diesen Lenk- oder Leitmechanismus ist es erforderlich, die Leitelektroden 37 auf elektrischen Potentialen zu halten, die im wesentlichen gleich den elektrischen Potentialen an den gegenüberliegenden Ubergangsdynoden 382 und 38-> sind.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß das Vorhandensein des opaken Hochenergie-Elektronenfilters die Wahrscheinlichkeit verringert, daß hochenergetische Elektronen e""^, die die letzten

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paar gleichen Vervielfacherdynoden, z.B. die Dynoden 38, 38. überspringen und dann die Modulationselektroden 39 erreichen, da kein gerader Weg durch das Elektronenfilter führt. Wegen des Vorhandenseins des Filters 40 für die Elektronen höherer Energie sind die einzigen Elektronen, die das Elektronenfilter durchlaufen können, die Elektronen relativ niedriger Energie, die von der Übergangsdynode 38. emittiert werden und auf die letzte Ubergangsdynode 38,- gerichtet sind.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einschließlich der Abmessungsverhältnisse und der elektrischen Potentiale ist in Fig. 4 dargestellt. Von den zehn gleichen Vervielfacherdynoden 36. bis 3O₁ sind jedoch nur die Dynoden 36_g und 36,- dargestellt, In Fig. 4 sind die elektrischen Potentiale in Klammern angegeben und die relativen Abmessungen sind als Koordinatenwerte angegeben, die auf einen Nullpunkt 0 an der linken unteren Ecke der Figur bezogen sind. Hinsichtlich der in Fig. 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsform sei bemerkt, daß es unter Umständen zur Verbesserung der Filterung wünschenswert sein kann, einen weiteren Filterkörper 40c vorzusehen, der aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie Aluminium, besteht und beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist. Der Filterkörper 40c verläuft parallel zu den Filterkörpern 40a, 40b und erstreckt sich über etwa ein Drittel des Abstandes zwischen den Rippen 32. Der Filterkörper 40c kann auch als Filterelektrode 40c bezeichnet werden.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Struktur ist die Wahrscheinlichkeit noch geringer, daß höherenergetische Elektronen e~ durch das Filter 40 in die Modulationszone gelangen. Die dritte Filterelektrode 40c ist so geformt, daß sie Elektronen höherer Energie abfängt, die sonst direkt von der Vervielfacherdynode 36,_Q und der Ubergangsdynode 382 zwischen den Filterelektroden 40a und 40b hindurchtreten können. Die Bahnen dieser höherenergetischen Elektronen e . sind in Fig. 5 durch

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gestrichelte Linien dargestellt. Die dargestellte dreieckige Form der Filterelektrode 40c ist selbstverständlich nur ein Beispiel für viele mögliche Formen dieser Elektrode. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Dreieckform besonders gut zum elektrischen Potentialverlauf in der Nähe der Filterelektroden 40a und 40b paßt.

Die auf den Rippen 32 angeordnete Vervielfacher-, Filter- und Modulationsstruktur läßt sich einfach mit Hilfe von Verfahren herstellen, mit denen große Flächen bearbeitet bzw. gestaltet werden können. Bei einem bevorzugten Verfahren wird eine Folie mit einem Substrat durch Einwirkung von Wärme, einem elektrischen Feld und Druck verbunden. Die Folie sollte aus einem Material bestehen, dem durch Aktivierung ein hoher Sekundäremissionsfaktor δ verliehen werden kann. Ein geeignetes Folienmaterial ist eine Legierung aus Magnesium und Aluminium. Das gewünschte Muster einschließlich der untereinander gleichen Vervielfacherdynoden 36, der Ubergangsdynoden 38, der Leitelektroden 37 und der Modulationselektroden 39 kann dann durch Prägen und Stanzen oder andere Formgebungsverfahren gebildet werden. Das Prägen und dergleichen der Folie kann vor oder nach ihrem Aufbringen auf das Substrat erfolgen. In manchen Fällen ist es vorzuziehen, die Filterelektroden 40a...c zu bilden oder aufzubringen, nachdem die Vervielfacherdynoden 36, die ubergangsdynoden 38, die Leitelektroden 37 und die Modulationselektroden 39 durch ein Flächenbearbeitungsverfahren gebildet worden sind. In diesem Falle können die Filterelektroden 40a...c getrennt gebildet, z.B. geprägt werden.

Die Abmessungen und elektrischen Potentiale der in Fig. 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind nicht kritisch; kleinere Abweichungen verursachen keine merkliche Verschlechterung. Bei allen Änderungen ist es jedoch erforderlich, Ubergangsdynoden zusammen mit Leitelektroden zu verwenden um die Elektronenbündel auf die flachen Trajektorien zu bringen, welche für das Durchlaufen des Hochenergie-Elektronenfilters erforderlich sind. Die Formen der Filterelektroden sind für die Arbeits-

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weise der Anordnung nicht kritisch, wenn es auch zweckmäßig ist, daß mindestens zwei der Filterelektroden über etwa 6/10 des Abstandes zwischen den Rippen vorspringen. So können z.B., wie es in Fig. 6 dargestellt ist, Filter 140 mit einer mehr dreieckigen Form verwendet werden, solange die dreieckförmigen Körper 140a und 14Ob genügend weit in den Zwischenraum zwischen den Rippen 32 vorspringen, um praktisch alle Elektronen mit Ausnahme derjenigen zu sperren, welche von der der letzten Übergangsdynode vorangehenden übergangsdynode stammen.

Es ist ferner zwar bequem, jedoch nicht notwendig, daß zv/ei Filterelektroden im wesentlichen gleich sind. Bei allen Abwandlungen ist es jedoch besonders vorzuziehen, eine Filterstruktur zu verwenden, bei der die Filterelektroden ebenso breit wie hoch sind. Die Erfüllung dieser Bedingung ergibt eine leichte Herstellbarkeit der Struktur.

Die Filterkörper brauchen auch nicht aus elektrisch leitfähigem Material bestehen. Es genügt, daß die Filterkörper eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweisen. Die Filterkörper können also z.B. aus Glas bestehen, das mit einem elektrisch leitfähigem Material beschichtet ist. In diesem Falle wird dann der überzogene oder beschichtete Filterkörper als Filterelektrode .

Die in Zusammenhang mit dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erwähnte Anzahl von zehn gleichen Dynoden (36. 36. _J und fünf Ubergangsdynoden (38 38_C) sind selbstverständlich auch nur Beispiele. Gewünschtenfalls kann die Anordnung auch zusätzliche Dynoden enthalten, die weder zu den gleichen Dynoden gehören noch Ubergangsdynoden sind. So kann man etwa Dynoden mit nichtplanarer Struktur vorsehen, Ionenabschlrmungen und/oder Einschlußhöcker. Ionenabschirmungen haben den Zweck, das Auftreffen von rückgeführten Ionen auf gewisse Dynoden zu verhindern. Einschlußhöcker können periodisch entlang der Dynoden angeordnet sein und haben die Aufgabe, eine Ausweitung des Elektronenbündels in einer zur Längsrichtung der Dynoden

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parallelen Richtung verhindern. Es sei jedoch bemerkt, daß es bei allen Abwandlungen zweckmäßig ist, wenn die Struktur mehrere Dynoden enthält, die im wesentlichen gleich sind, d.h. daß sie zumindest ungefähr gleiche Breiten haben. Dynoden mit wenigstens annähernd gleichen Breiten werden also als wesentlich gleich angesehen, auch wenn sie sich in anderer Hinsicht, wie ihrer Dicke oder Form unterscheiden.

Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß die Ubergangsdynoden des vorliegenden Elektronenvervielfachers nicht sowohl ungleiche Breiten als auch ungleiche Abstände zu haben brauchen. Gewünschtenfalls kann man beispielsweise auch übergangsdynoden gleicher Breiten verwenden. Bei einer solchen Struktur sind dann jedoch unter Umständen zusätzliche Fokussiervorrichtungen, z.B. Hilfselektroden, erforderlich um die Elektronen in die flachen Bahnen zu lenken, die für das Durchlaufen des Hochenergie-Elektronenfilters erforderlich sind.

Ein Vorteil des Hochenergie-Elektronenfilters gemäß der Erfindung besteht darin, daß die relativ hohen Filterelektroden effektiv die Elektronenoptik zwischen dem Kathodenstreifen und dem Filter von der Elektronenoptik hinter dem Filter isolieren. Dies hat die wesentliche Folge, daß man Spannungen im Vervielfacherabschnitt ändern kann, ohne daß dadurch die Elektronenoptik auf der Ausgangsseite nennenswert beeinträchtigt wird. Eine Änderung der Spannung im Vervielfacherabschnitt hat also keine Störungen der späteren Modulation und Fokussierung des Elektronenbündels zur Folge. Dies ist besonders dann wichtig, wenn z.B. der Verstärkungsgrad des Vervielfachers mit zunehmender Betriebsdauer langsam abnimmt. In diesem Falle kann man dann den Verstärkungsgrad durch Erhöhung der Spannungen an den verschiedenen Dynoden wieder auf den alten Wert bringen, ohne daß dadurch die Teilchenoptik hinter den Vervielfacherelektroden beeinflußt wird.

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Claims

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Patentansprüche

(I Λ) Elektronenvervielfacher mit mindestens zwei beabstandeten Substraten aus elektrisch isolierendem Material, an deren einen Enden eine Kathode und auf deren Oberflächen mehrere parallele und einander versetzt gegenüberliegende Dynoden angeordnet sind, ferner mit einem Elektronenfilter, das eine Anzahl von Filterkörpern aufweist, welche sich genügend weit von den Oberflächen der Substrate weg erstrecken, um das Hindurchtreten von Elektronen höherer Energie durch das Filter zu verhindern, welche ferner gegeneinander versetzt sowie parallel zueinander und zu den Dynoden angeordnet sind und welche jeweils eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweisen, und mit einer Ubergangszone, welche sich mindestens zum Teil zwischen den Dynoden und dem Elektronenfilter befindet und Leitelektroden enthält, die parallel zu den Dynoden und den Filterkörpern auf den Substraten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangszone ferner Ubergangsdynoden (38) enthält, welche parallel zu den ersterwähnten Dynoden (Hauptdynoden 36) und den Filterkörpern (40a, 40b) auf den Substraten (32) angeordnet sind und mindestens zum Teil (38. 38») eine andere Versetzung im Bezug aufeinander aufweisen als die Hauptdynoden (36); daß die Leitelektroden (37) auf den Substraten jeweils gegenüber einer übergangsdynode auf dem jeweils anderen Substrat angeordnet sind, und daß das Elektronenfilter so nahe bei mindestens einigen der Ubergangsdynoden (38,, 38., 38_) angeordnet ist, daß Elektronen, die von diesen Ubergangsdynoden emittiert werden, das Filter durchlaufen ohne auf es aufzutreffen.
2.) Elektronenvervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens zwei Ubergangsdynoden (38) verschieden breit sind.
3.) Elektronenvervielfacher nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r ch gekennzeichnet , daß mindestens drei aufeinander-

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folgende, versetzte übergangsdynoden (38₃, 38- und 38~) vorgesehen sind, und daß sich das Elektronenfilter (40) zwischen diesen Übergangsdynoden befindet.
4.) Elektronenvervielfacher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronenfilter (40) zwei Filterkörper (40a, 40b; 140a, 140b) enthält.
5.) Elektronenvervielfacher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Elektronenfilter (4O) noch einen dritten Filterkörper (40c) enthält, der auf der der Kathode (24) abgewandten Seite der beiden ersterwähnten Filterkörper (40a, 40b) angeordnet und so geformt ist, daß die Wahrscheinlichkeit, daß Elektronen (e~,) höherer Energien durch das Elektronenfilter (40) hindurchtreten können, weiter verringert ist.
6.) Elektronenvervielfacher nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer Bildwiedergabeeinrichtung, die einen evakuierten Kolben mit einer transparenten Frontplatte (12) und einer im Abstand von dieser angeordneten Rückplatte (14) aufweist, zwischen denen eine Vielzahl von beabstandeten, im wesentlichen parallelen Rippen (32) angeordnet sind, die die Substrate für den Elektronenvervielfacher bilden.

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