DE3248991T1

DE3248991T1 - Elektronenvervielfacher

Info

Publication number: DE3248991T1
Application number: DE19823248991
Authority: DE
Inventors: Donald Lloyd Park Orchards Victoria Swingler
Original assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Current assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Priority date: 1981-08-25
Filing date: 1982-08-25
Publication date: 1984-06-14
Also published as: AU8822282A; GB2114807B; GB8310313D0; FR2512271B1; AU561469B2; WO1983000772A1; FR2512271A1; JPS58501349A; GB2114807A; US4668890A

Description

Elektronenvervielfacher

Die Erfindung betrifft Elektronenvervielfacher einer Art, bei der bei Verwendung des Vervielfachers ein Ladungsstrom aufgrund des Durchganges zu den Oberflächen einer Dynodenanordnung und aufgrund einer Sekundäremission von Elektronen von den Oberflächen einer Dynodenanordnung verstärkt wird, sowie Dynodenanordnungen für derartige Elektronenvervielfacher.

In einer Hinsicht befasst sich die Erfindung insbesondere mit Elektronenvervielfachern, in denen es zwei etwa parallele Reihen der genannten Dynoden in der genannten Anordnung gibt, wobei die Dynoden in jeder Reihe Seite an Seite angeordnet sind und die aufeinanderfolgenden Dynoden Dynoden in abwechselnden Reihen sind, während jede Dynode so geformt ist, dass die elektrischen Potentiale, die bei der Benutzung an den Dynoden der Anordnung liegen, ein solches elektrisches Feld zwischen den beiden Reihen erzeugen, dass eine wesentliche Ausrichtung der_s Sekundärelektronen, die an jeder Oberfläche erzeugt werden, zur Oberfläche der nächsten folgenden Dynode bewirkt wird, in denen die Dynoden in einer der Reihen mit ihrer Oberfläche der anderen Dynodenreihe zugewandt sind und diejenigen der anderen Reihe mit ihrer Oberfläche der einen Reihe zugewandt sind, in denen jede Dynode einen ersten und einen zweiten Flansch aufweist, die jeweils die gegenüberliegenden Ränder der Dynode begrenzen, wobei der erste und der zweite Flansch sich quer zu den Richtungen erstrecken, in denen die Reihen verlaufen, die Flansche der Dynoden in einer Reihe von den Oberflächen dieser Dynoden zu der anderen Reihe und die Flansche der

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Dynoden der anderen Reihe von der Oberfläche dieser Dynoden zu der einen Reihe verlaufen und bei jedem benachbarten Paar von Dynoden in der einen Reihe und in der anderen Reihe der erste Flansch der einen Dynode des Paares neben dem ' zweiten Flansch der anderen Dynode des Paares und im Abstand davon liegt, während der erste Flansch jeder Dynode näher am Eingangsende der Anordnung als der zweite Flansch dieser Dynode ist,und In denen die Oberflächen der Dynoden in der einen Reihe und der Dynoden in der anderen Reihe linear und parallel zur Längsrichtung des Verlaufes der jeweiligen Reihe liegen, wenn die 'Anordnung in einer Längsschnittansicht normal zu den Tangenten an die Oberflächen an der Stelle des Schnittes gesehen wird.

unsere australischen Patentbeschreibungen AU 39194/78 und AU 87312/75 beschreiben Elektronenvervielfacher der obigen Art. Bei diesen Konstruktionen hat der oben erwähnte erste Flansch im wesentlichen eine L-förmige Ausbildung mit einem ersten Teil, der normal zu der jeweiligen Dynodenoberflache verläuft und mit einem sich nach aussen erstreckenden zweiten Teil, der sich von Rand des ersten Teiles weg von der Dynodenoberfläche entfernt in einer Ebene parallel zur Dynodenoberfläche erstreckt. Der zweite Flansch geht senkrecht von der zugehörigen Dynodenoberflache aus.

Obwohl die Anordnungen der Patentbeschreibungen AU 39194/78 und AU 87312/75 sich als hochzüfriedenstellend bei der Verwendung erwiesen haben, macht die zweiteilige Form der ersten Flansche die Herstellung der Dynoden weniger einfach als es erwünscht wäre. Gemäss eines ersten Aspektes der Erfindung wird diese Schwierigkeit dadurch vermieden, dass der erste Flansch jeder Dynode unter einem stumpfen Winkel zur Oberfläche dieser Dynode verläuft, so dass er sich von dieser Oberfläche weg zu dem genannten Eingangsende erstreck^ und dass der zweite Flansch jeder Dynode unter

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einem spitzen Winkel zur Oberfläche dieser Dynode von der Verbindung des Flansches mit dieser Oberfläche zum Eingangsende verläuft.

Um eine wirksame Arbeit der Elektronenvervielfacher sicherzustellen, müssen die Oberflächen der Dynoden·, zu denen der Ladungsstrom gerichtet ist, so gewählt werden, dass sie eine gute Emissionscharakterstik in dem Sinn haben, dass eine hohe Sekundärelektronenausbeute beim Auftreffen eines Elektrons erhalten wird.

Die Funktion der Emissionsflächen verschlechtert sich während einer Langzeitverwendung der Dynoden, so dass die Lebensdauer eines Elektronenvervielfachers bisher gewöhnlich auf die Lebensdauer der Emissionsflächen begrenzt war. In der australischen Patentbeschreibung AU 39194/78 ist der Aufbau eines zylindrischen Vervielfachers dargestellt, bei dem die Emissionsflächen auf einem Metallstreifen begrenzt sind, der von den Dynoden entfernbar ist, um einen Aufbau zu liefern, bei dem die Lebensdauer des Vervielfachers unbegrenzt gemacht werden kann, indem die Streifen, wenn notwendig, ersetzt werden. Bei diesem Aufbau ist es jedoch notwendig, ■ die Streifen auf eine bestimmte Ausbildung, wie beispielsweise durch eine gewisse geeignete Hand- oder Maschinenbearbeitüng einschliesslich eines Schneidens sowie Biegens vorzuformen. Das Verfahren der Beibehaltung der Streifen hat auch ihren Austausch weniger einfacher gemacht als es wünschenswert wäre. In einer anderen Hinsicht versucht die Erfindung somit, einen Aufbau zu liefern, der einen vereinfachten Ausbau- und Austauscharbeitsvorgang erlaubt, während er gleichzeitig die Vorteile der herausnehmbaren Dynodenoberflächen bietet. In dieser Hinsicht liefert die Erfindung dann eine Dynodenanordnung für einen Elektronenvervielfacher, indem ein Ladungsstrom aufgrund des Durchganges zu den Oberflächen von aufeinanderfolgenden Dynoden der Anordnung

und aufgrund der Sekundäremission von Elektronen von den Oberflächen dsr aufeinanderfolgenden Dynoden der Anordnung verstärkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionsflächen der Dynoden von Folien begrenzt sind, die herausnehmbar auf Halteteilen der jeweiligen Dynoden angeordnet sind. Bei einer bevorzugten Form der Erfindung sind die Folien Aluminiumfolien, bei denen in unerwarteter Weise entdeckt wurde, dass sie eine gute Sekundäremissions- . charakteristik haben. '

Die Erfindung wird weiter nur anhand eines Beispiels unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Elektronenvervielfachers zeigt, der gemäss der Erfindung aufgebaut ist, Fig. 2 eine Schnittansicht im wesentlichen längs der

Linie 2-2 in Fig. 1 zeigt, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Vervielfacher von Fig. 1

zeigt,

Fig. 4 . in einem Schaltbild die elektrischen Verbindungen

zeigt, die am Vervielfacher von Fig. 1 bei der .Verwendung gebildet sind, Fig. 5 in einer perspektivischen Ansicht eine Dynode zeigt,

die im Vervielfacher von Fig. 1 aufgenommen ist, Fig. 6 in einer perspektivischen Teilansicht die Art der

Anbringung der Dynoden in dem Vervielfacher von Fig. 1 zeigt,

Fig. 7 in einem Bahndiagramm die Funktion des Vervielfachers von Fig. 1 zeigt, Fig. 8 eine Axialschnittansicht eines abgewandelten

Elektronenvervielfachers zeigt, der gemäss der Erfindung aufgebaut ist,

Fig. 9 die Querschnittsansicht einer Dynode zeigt, die ähnlich der in Fig. 5 dargestellten ist, deren Emissionsfläche jedoch durch eine herausnehmbare Folie begrenzt ist,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht der Dynode von Fig.

9 zeigt/

Fig. 11 in einem Diagramm eine weitere Abwandlungsform der Erfindung darstellt, und

Fig. 12 in einer grafischen Darstellung die Funktion der verschiedenen Dynodenemissionsflachen zeigt.

Der Elektronenvervielfacher 10 der Fig. 1 bis 3 hat eine Dynodenanordnung, die aus zwei Reihen 12, 14 von Dynoden besteht, welche Reihen im wesentlichen parallel zueinander von einem Eingangsende 10a des Vervielfachers zu einem Ausgangsende 10b verlaufen. Abgesehen von den später beschriebenen Enddynoden sind die Dynoden in jeder Reihe im wesent- ' liehen ähnlich der Form der Dynode 16, die in Fig. 5 dargestellt ist. Insbesondere weist jede Dynode 16 einen planaren

20. Teil 17, der eine planare Sekundäremissidnsflache 18 mit rechtwinkliger Form begrenzt, und einen ersten und einen zweiten Flansch 20, 22 auf, die entlang der gegenüberliegenden Seitenränder der Fläche 18 verlaufen. Der Flansch 22 erstreckt sich unter.einem spitzen Winkel zur Fläche 18, wo- _:

bei er zurückgebogen ist, so dass er über der Fläche 18 liegt. Der Flansch 20 ist so gebogen, dass er einen stumpfen Winkel relativ zur Fläche 18 bildet, und ist im wesentlichen parallel zum Flansch 22. Wie es dargestellt ist, liegt jeder Flansch unter einem Winkel von 45° zu der Richtung, in der sich die Fläche 18 erstreckt, gesehen von der Seite, wie es beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist. Die Dynoden 16 können aus einem rechtwinkligen Rohling aus einem Metallblech durch einfaches Umbiegen gebildet werden, um die Flansche 20, 22 und den Teil 17 zu formen.

Mit der Ausnahme der Eingangsdynode 46, die später beschrieben wird, sind die Dynoden 16 in der Reihe 12 auf einem isolierenden Element 32 mittels dünner Metallbänder 28 gehalten, die an den rückseitigen Stirnflächen der Dynoden-5. teile 17 befestigt sind. Die Dynoden 16 in der Reihe 14 sind ähnlich in analoger Form auf einem isolierenden Halteelement 26 montiert, welches Element 26 auch die Dynode 46 trägt. .

Die Elemente 26 und 32 bestehen aus einem isolierenden Material, beispielsweise Tonerde, wobei sie eine rechtwinklige planare langgestreckte Form haben. Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, hat das Element 32 eine Reihe von Ausschnitten oder Nuten 34, die in seinen Seitenkanten ausgebildet sind, wobei die Nuten in gegenüberliegenden Paaren in Längsrichtung des Elementes in einer Linie zueinander ausgerichtet sind. Das Element 26 ist ähnlich und hat eine ähnliche Reihe von ; Nuten 34 in den Seitenkanten. Die Dynoden 16 sind an dem jeweiligen Element 26 oder 32 so gehalten, dass die Rückflächen ihrer Teile 17 parallel zu einer Hauptfläche 26a, 32a des jeweiligen Elementes 26 oder 32 verlaufen und über dieser einen Hauptfläche liegen. Die Bänder 28 werden somit zwischen den rückwärtigen .Stirnflächen der Dynodenteile 17 und dem jeweiligen Element 26 öder 32 angeordnet. Die gegenüberliegenden Armteile 28a, 28b der Bänder 28 verlaufen von dort quer über die Hauptfläche 26a oder 32a des jeweiligen Elementes 26, 32 in die Nuten 34 und von dort entlang der Aussenflachen 26b, 32b der Elemente 26, 32. An den Aussenflachen werden die gegenüberliegenden Enden jedes Bandes umgebogen und in der Weise miteinander punktverschweisst, dass an den Armteilen 28a, 28b eine Spannung liegt, um die Dynoden fest in ihrer Lage zu halten.

Die Nuten 24 haben eine Breite, gemessen in Längsrichtung der Elemente 26, 32, die nur etwas grosser als die Breite der Bänder 28 ist und dienen somit dazu, die Bänder und

die daran befestigten Dynoden genau in der richtigen Lage anzuordnen. Dieses Verfahren der Anbringung hat zur Folge,. dass die Dynodenflache 18 jeder Dynode mit einem hohen Grad an Genauigkeit im wesentlichen parallel zu der Richtung gehalten wird, in der die Elemente 26, 32 verlaufen und sorgt für eine genaue Beabstandung der Dynoden längs der Elemente.

Wie es am besten in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Dynoden 16 in jeder Reihe 12, 14 auf den Elemente 26, 32 so angeordnet, dass die Flansche 20 in jedem Fall dem Eingangsende 10a des Vervielfachers 10 am nächsten sind und die Flansche 22 seinem Ausgangsende 10b am nächsten sind. Die Flansche 20, 22 verlaufen somit von der Fläche 18 der Dynode, deren Teil sie sind, nach innen zu den Dynoden■der gegenüberliegenden Reihe und zum Eingangsende des Vervielfachers. Diese Anordnung führt dazu, dass der Flansch 22 jeder Dynode jeder Reihe abgesehen von den letzten Dynoden oder Ausgangsenddynoden in jeder Reihe neben und parallel sowie im Ab- _; stand vom Flansch 20 der unmittelbar benachbarten Dynode verläuft. .

An Stellen nahe am Ausgangsende des Vervielfachers sind die Elemente 26, 28 aneinander mittels einer Schraube 40 befestigt, die durch Öffnungen in den Elementen 26, 32 und durch ein dazwischenliegendes Abstandselemnent 44 geht, das aus einem isolierenden Material gebildet ist. Die Schraube 40 hat eine Mutter 47 an ihrem dem Schraubenkopf gegenüberliegenden Ende und die Mutter und die Schraube sind festgezogen, um die Elemente 26 und 32 fest in ihrer Lage so zu halten, dass sie sich in einer parallelen freitragenden Beziehung vom Element 44 weg erstrecken. Die zuletzt erwähnten Löcher in den Elementen 26, 32 sind an einer derartigen Stelle vorgesehen, dass die Dynoden in der Reihe 12 nicht direkt den Dynoden in der Reihe 14 gegenüber, sondern

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um eine Strecke versetzt angeordnet sind, die gleich der Hälfte der Ganghöhe zwischen den Dynoden in jeder Reihe gerechnet in den Richtungen ist, in denen die Reihen ver- , laufen.

Kraft der oben beschriebenen Anordnung hat die Reihe 14 eine Eingangsenddynode 16, die mit 16' bezeichnet ist und die am weitesten vom Ausgangsende aller Dynoden in der Reihe entfernt liegt und die erste der Dynoden 16 in der Anordnung ist. Wie es erwähnt wurde, gibt es jedoch eine Eingangsdynode 46, die einen Teil der Reihe 12 bildet, und es ist diese Dynode, die zuerst das Eingangssignal bei der Benutzung des Vervielfachers empfängt. Die Dynode 46 ist umgekehrt U-förmig und dadurch gebildet, dass ein im · wesentlichen rechtwinkliger Rohling so gebogen ist, dass er einen oberen planaren Teil 48, der quer über das Eingangsende des Vervielfachers verläuft,und zwei gegenüberliegende planare Armteile 49 und 50 zeigt. Der Armteil 50 liegt unter einem Winkel von annähernd 90° zum Teil 48 und trägt ein

.20 ' Band 52 ähnlich dem Band 28 der Dynoden 1.6, -mit dem die Dynode.46 am isolierenden Element 26 befestigt ist. Der Armteil 49 verläuft unter einem Winkel von annähernd 45° zum Teil 48 und geht in der in Fig. 1 dargestellten Lage von der freien Kante des Teiles 48 vom Flansch 50 entfernt und von einer Stelle gut ausserhalb des Elementes 32 und der Dynoden 16 der Reihe 12 aus in Richtung auf das Ausgangsende 10b des Vervielfachers, und nach innen, um an einer Stelle unmittelbar neben, jedoch im Abstand von der Verbindung zwischen dem Flansch 20 und der Fläche 18 der ersten Dynode : 16 (die mit 16" in Fig. 1 bezeichnet ist) in der Reihe 12 zu enden. Der Teil -49 hat eine Dynodenflache 54 an seiner Oberfläche, die direkt dem Flansch 50 gegenüberliegt.

Der Teil 48 der Dynode 46 weist eine zentrale öffnung 60 (Fig. 3) auf, die mit einem feinen "micromesh" 61 (Handelsname für E.M.I Feinetze) (vorzugsweise mit 100 Maschen pro 25 mm in gerader Linie) überzogen ist. Wie es später beschrieben wird, können Elektronen oder andere geladene Teilchen in den Vervielfacher über die Öffnung 60 eintreten, so dass sie auf die Fläche 54 auftreffen, um auf die , Dynode 16' gerichtet zu werden.

Die Dynode 46 trägt gleichfalls zwei gegenüberliegende elektrostatische Abschirmungen 59 aus einem Netzmaterial, die die gegenüberliegenden Seiten der Elektrode schliessen.

Nahe am Ausgangsende des Vervielfachers trägt das Element 26 eine zusätzliche Dynode 58, die einen Teil der Reihe 14 bildet und sich in ihrer Form von den Dynoden 16 unterscheidet. Die Dynode 58 weist einen Zwischenteil 62 und zwei gegenüberliegende Flansche 64, 66 auf, die durch Biegen eines Metallrohlings gebildet sind. Der Flansch 64 hat dieselbe Form wie die Flansche 20 an den Dynoden 16 und der Teil 62 begrenzt eine Dynodenflache 63 ähnlich wie die Dynodenflächen 18. Der Flansch 66 ist langer als der Flansch 64, gesehen von der Seite,wie in Fig. 1,und hat eine Länge, gemessen von der Verbindung mit dem Teil 62, die nur etwas kleiner als der Abstand zwischen den Reihen 12, 14 der Dynoden ist. Der Flansch 64 verläuft unter einem Winkel von etwa 90° relativ zum Teil 62. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Dynode 58 so angeordnet, dass ihre Dynodenflache 63 so liegt, dass sie eine Verlängerung der Reihe der Dynodenflachen 18 auf den Dynoden 16 in der Reihe 14 bildet und der Flansch 64 so angeordnet ist, dass er parallel, jedoch im Abstand vom Flansch 22 der unmittelbar vorhergehenden Dynode 16 in d er Reihe 14 verläuft. Der Flansch 66 der ·■· Dynode 58 verläuft quer über den Zwischenraum zwischen den beiden Reihen von Dynoden von der Reihe 14 bis zu einer

Stelle kurz vor dem Element 32.

Die Lage des Flansches 66 ist derart, dass er sich weiter als der Flansch 22 der letzten Dynode 16"¹ in der Reihe . 12 vom Eingangsende des Vervielfachers entfernt befindet. Zwischen der letzten Dynode 16"' in der Reihe 12 und dem Flansch 66 ist ein Kollektor 70 aus einem Netzmaterial angeordnet, der am Element 32 so befestigt ist, dass er quer zum Vervielfacher und etwa parallel den Flansch 66 überlagernd verläuft.

Der Kollektor 70 und die Dynode 58 sind an den jeweiligen Elementen 32, 26 in derselben Weise gehalten, wie die Dynoden 16 an den Elementen 32, 26 gehalten sind.

Die Art der elektrischen Verbindung der Dynoden 16, 46 und 58 ist in Fig. 4 dargestellt. Die Dynoden 16 und 58 der Reihe 14 sind über eine Kette 75 von Widerständen miteinander verbunden und quer über eine nicht dargestellte elektrische Versorgung geschaltet/ wobei die Widerstände zwischen jedem Dynodenpaar den Wert R haben und die Widerstände zwischen der Versorgung und den· Dynoden 16' und 58 den Wert R/2 haben. In ähnlicher Weise sind die Dynoden und' 46 über eine Kette von Widerständen 77, die Widerstände einschliesst, von denen jeder den Wert R hat, miteinander ver bunden und quer.'über die Versorgung geschaltet. Die Endwiderstände der Kette 77 verbinden die Enddynoden 46, 16"' der Reihe 12 mit der Versorgung. Die Widerstände in den Ketten 75 und 77 mit der Ausnahme der in Fig.4 mit * , ß und γ· bezeichneten Widerstände sind in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 76 dargestellt und am Vervielfacher selbst angebracht. Die Widerstände der Ketten 75 und 77, die mit

dL , ß und ^ bezeichnet sind, sind aussen vorgesehen, obwohl das natürlich nicht wesentlich ist. Die zusammengefalzten Enden der Arme 28a, 28b der Bänder 28 und die entsprechenden zusammengefalzten Enden der Bänder die

zu der Dynode 46 und der Dynode 58 gehören, dienen als Anschlussbolzen für die elektrische Verbindung der Widerstände 76.

Beim Gebrauch wird ein elektrisches Potential parallel über die beiden Ketten gelegt, um die Dynode 16, die Dynoden und 58 und den Kollektor 70 mit elektrischen Potentialen zu beaufschlagen, die allmählich von den Dynoden 16" und 46 längs jeder Reihe bis zum Kollektor stärker positiv werden. Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, kann, beispielsweise· ein negatives Potential von 3000 V an die Dynode 46 und das Nullpotential an den Kollektor 70 gelegt werden. Die Festlegung der Werte der Widerstände, wie es oben beschrieben wurde, führt dazu, dass die erste Dynode 46 auf einem etwas stärker negativen Potential als die erste Dynode 16' in der Reihe 14 liegt und dass gesehen in Längsrichtung des Vervielfachers ein Weg eines allmählich mehr in positive Richtung gehenden Potentials von einer folgenden Dynode zur nächsten durch den Vervielfacher begrenzt ist, wobei die aufeinanderfolgenden Dynoden abwechselnd in der Reihe 12 und in der Reihe 14 sind. Das.führt zu einer Verteilung der elektrischen Ladung zwischen den aufeinanderfolgenden Dynoden, wobei in der in Fig. 7 dargestellten Weise diese elektrische Ladung so wirkt, dass die Sekundärelektroden von den aufeinanderfolgenden Dynoden im Vervielfacher auf der nächstfolgenden fokussiert werden, bis die letzte Dynodenflache 63 erreicht ist, von der die Sekundärelektronen zum Kollektor 70 gehen. Geladene Teilchen zum Auslösen eines Ladungsstromes durch den Vervielfacher können in den Vervielfacher durch die Öffnung 60 in der Dynode 46 gelangen.

Die beschriebene Ausbildung für die Dynoden hat sich bei der Benutzung als insbesondere zufriedenstellend herausgestellt und liefert eine gute Fokussierung der Sekundärelektronen über den Vervielfacher. Abweichungen im relativen

Winkel der Flansche der.Dynoden von dem erwähnten Winkel von 45° auf Winkel zwischen 40 bis 50° führen nicht zu ernsten Beeinträchtigungen dieser Fokussierungsfähigkeit.

Die Dynodenflachen der Dynoden können in herkömmlicher Weise beispielsweise aus einem Berylliumkupfermaterial oder einem Silbermagnesiummaterial gebildet sein, das entsprechend der üblichen Praxis behandelt ist. Sie können auch Aluminium enthaltende Materialien umfassen. Das Material kann ünabhängig davon/ ob es ein Aluminium enthaltendes Material oder Berylliumkupfer oder Silbermagnesium ist, in Form einer flexiblen Folie 73 vorliegen, die über die Dynoden aufgebracht und an ihrer Stelle, beispielsweise durch Klemmen 75 gehalten ist, wie es in Fig. 9 und 10 dargestellt ist. Die Klemmen 75 sind jedoch nicht notwendigerweise i vorgesehen, in den meisten Fällen reicht es zum Halten der Folie an ihrer Stelle aus,lediglich die Ränder der Folie um die gegenüberliegenden Kanten der Dynodenteile 17 zurückzufalten.

.

Es hat sich überraschend herausgestellt, dass käuflich erhältliche Aluminiumfolien gute Sekundäremissionsmaterialien darstellen. Insbesondere in Fig. 12 ist die grafische Darstellung' der Sekundärelektronenausbeute ( S ) gegenüber der Einfallsenergie für drei Emissionsmaterialien dargestellt. Die Sekundärelektronenausbeute ist das Verhältnis des Ladungsstromes, der die Emissionsfläche verlässt zum auftreffenden Ladungsstrom. Im allgemeinen variiert die Ausbeute über einen Bereich von Einfallsenergien.

In Fig. 12 ist die Kurve C die Kurve der Sekundärelektronenausbeute gegenüber der Einfallsenergie für ein marktübliches . Berylliumkupferemissionsmaterial. Die Ausbeute <f zeigt

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einen Spitzenwert im Bereich von 200-300 eV in dem ο eine Höhe von etwa 2,4 hat. Die Kurven A und B in Fig. 12 sind die Kurven für zwei Aluminiumfolienemissionsmaterialien. Die Materialien sind käuflich erhältliche Aluminiumfolien mit einer Stärke von 0,017 mm, wie sie in Australien von Comalco Limited mit der international registrierten Bezeichnung 1145 auf den Markt gebracht werden. Diese Folie wird dadurch hergestellt, dass ein Doppelblech gewalzt wird, was zu einer hochpolierten Walzenkontaktflache und einer matten Aluminium zu Aluminium Fläche für jede der getrennten Folien führt. Nach dem Walzen wird das Material während der . Herstellung bei 350⁰C für eine Zeit zwischen einer halben Stunde und zwei Stunden wärmebehandelt.

Die Kurve A in Fig. 12 zeigt die Änderung der Ausbeute «f gegenüber der Einfallsenergie für die oben erwähnte Aluminiumfolie, wenn deren hochpolierte Fläche als Emissionsfläche verwandt wird, während' die Kurve B die entsprechende Änderung für das Material zeigt, wenn die matte Fläche als Emissionsfläche verwandt wird. Die hochpolierte Fläche zeigt somit eine stark erhöhte Spitzenausbeute (von annähernd 4)., verglichen mit dem oben erwähnten Berylliumkupfermaterial, 'während eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Berylliumkupfermaterial auch dann erzielt wird, wenn die matte Fläche verwandt wird. Wenn jedoch die matte Fläche verwandt wird, liegt die Spitzenausbeute, die erhalten wird, etwas unter der Ausbeute, die bei Verwendung der hochpolierten Fläche erhalten wird,und in der Grössenordnung von 3,8.

Die Ausbildung des Vervielfachers von Fig.1 kann verändert werden^ um einen zylindrischen elektronischen Vervielfacher wie beispielsweise den in Fig. 8 dargestellten Vervielfacher 115 zu bilden. In diesem Vervielfacher sind die Dynoden 90 in eine Reihe zylindrisch, wobei die Dynodenflachen 9 2 auf

einer ihrer Aussenflachen begrenzt sind, während die Dynoden 94 in der anderen Reihe zylindrisch mit Dynodenflachen 96 sind, die auf ihren Innenflächen begrenzt sind. Die beiden Reihen sind koaxial angeordnet. Jede Dynode hat einen Ringflansch 98 und 102 an einem Ende und einen Ringflansch 100 oder 104 am anderen¹ Ende, wobei ■ diese eine Ausbildung, gesehen in einem Axialschnitt des Vervielfachers,wiedergeben, die.der Seitenausbildung der Flansche 20, 22 des in Fig. 1 dargestellten Aufbaues entspricht. Ein Ringkollektor 110 ist am Ausgangsende des Vervielfachers 115 vorgesehen. Während der Benutzung arbeitet dann der in Fig. 8 dargestellte Vervielfacher in derselben Weise, wie es im vorhergehenden unter Bezug auf den Vervielfacher 10 dargestellt und beschrieben wurde, wobei der Weg des Ladungsstromes durch den Vervielfacher in Fig. durch Pfeile 108 dargestellt ist.

Fig. 11 zeigt in einem Diagramm noch eine weitere Abwandlungsform, bei der ein Mehrkanalvervielfacher 135 dadurch aufge- baut ist, dass Dynoden bildende Körper 140 verwandt sind, wobei jeder Körper einen planaren Teil aufweist,. der zwei Dynodenflachen 18, und zwar eine auf jeder Seite'begrenzt, und .Endteile 142, 144 aufweist, von denen jeder ein entsprechendes Paar von Flanschen 20, 22 bildet. Die Wege des ; Ladungsstromes durch die parallelen Vervielfacherkanäle, die von den Körpern 140 begrenzt werden,· sind mit den Bezugszeichen 146 bezeichnet.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H E

1J Dynodenanordnung für einen Elektronenvervielfacher der Ar't/bei der bei Benutzung des Vervielfachers ein Ladungsstrom durch den Durchgang zu den Flächen von aufeinanderfolgenden Dynoden der Dynodenanordnung und durch Sekundäremission der Elektronen von diesen Flächen verstärkt wird, wobei zwei im wesentlichen parallele Reihe der genannten Dynoden in der Anordnung vorhanden sind, die Dynoden in jeder Reihe Seite an Seite angeordnet sind und die aufeinanderfolgenden Dynoden Dynoden in abwechselnden Reihen sind, während jede Dynode so geformt ist, dass elektrische Potentiale, die bei der Benutzung an den Dynoden der Anordnung liegen, ein elektrisches Feld zwischen den beiden Reihen derart erzeugen, dass im wesentlichen eine Ausrichtung der Sekundärelektronen, die an jeder dieser Flächen erzeugt werden, zur Fläche der nächsten folgenden Dynode bewirkt wird, bei der die Dynoden in einer Reihe mit ihren Flächen der anderen Reihe von Dynoden zugewandt sind und die Dynoden der anderen Reihe mit ihren Flächen der einen Reihe zugewandt sind, bei der jede Dynode einen ersten und einen zweiten.

Flansch hat, die jeweils deren gegenüberliegenden Ränder begrenzen, der erste und der zweite Flansch quer zu den Richtungen verlaufen, in denen sich die Reihen erstrecken, die Flansche der Dynoden in der einen Reihe von den Flächen dieser Dynoden zu der anderen Reihe verlaufen und die Flansche der Dynoden der anderen Reihe von den Flächen dieser Dynoden zu der einen Reihe verlaufen und der erste Flansch der einen Dynode jedes benachbarten Paares von Dynoden in einer Reihe und in der !anderen Reihe neben und im Abstand vom zweiten Flansch der anderen Dynode des Paares liegt, während der erste Flansch jeder Dynode näher am Eingangsende der Anordndung als der zweite Flansch der Dynode liegt, und bei der die Flächen der Dynoden in einer Reihe und der Dynoden in der anderen Reihe linear und parallel zur Längsrichtung des Verlaufes der jeweiligen Reihen liegen, wenn die An-

Ordnung in einer Längsschnittansicht normal zu den Tangenten an die Flächen an der Stelle des Schnittes gesehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flansch jeder Dynode unter einem stumpfen Winkel zur Fläche der Dynode verläuft, so dass er sich von dieser Fläche weg zum Eingangsende erstreckt,und dass der zweite Flansch jeder Dynode unter einem spitzen Winkel.zur Fläche dieser Dynode von der Verbindung des Flansches mit dieser Fläche auf das Eingangsende zu verläuft.
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2. Dynodenanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Flansch der einen Dynode jedes benachbarten Paare von Dynoden im wesentlichen parallel zum zweiten Flansch der anderen Dynode des Paares verläuft.

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3. Dynodenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Flansche gesehen im Schnitt unter einem Winkel im Bereich von 40° bis 50° zu den Richtungen verlaufen, in denen sich die Reihen erstrecken. '

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4. Dynodenanordnung nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder

Anspruch 3, wobei die ersten Flansche gesehen im Schnitt/ langer als die zweiten Flansche sind. '
5. Dynodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die genannten Flächen und die genannten Flansche im wesentlichen planar sind.
6. Dynodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die genannten Flächen und die genannten Flansche im wesentlichen ringförmig sind und die Dynoden der einen Reihe diese Flächen koaxial zu den Flächen der Dynoden der anderen Reihe haben.
7. Dynodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dynoden der einen Reihe im Abstand voneinander über die Länge eines ersten isolierenden Elementes befestigt

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sind und die Dynoden der anderen Reihe im Abstand voneinander über die Lange eines zweiten isolierenden Elementes befestigt sind, welche isolierenden Elemente parallel im Abstand voneinander und in die Richtungen verlaufen, in die sich die jeweiligen Reihen erstrecken.
8. Dynodenanordnung nach Anspruch 7, wobei jede Dynode über ein flexibles Band an ihrem jeweiligen isolierenden Element befestigt ist.
9. Dynodenanordnung nach Anspruch 8, wobei die genannte Fläche und die Flansche jeder Dynode an einem jeweiligen Dynodenaufbau ausgebildet sind, dessen Band an einer Fläche des Aufbaues der genannten Fläche gegenüber befestigt ist, wobei die Bänder jeder Dynode um die jeweiligen isolierenden Elemente herum verlaufen.
10. Dynodenanordnung nach Anspruch 9, wobei jedes isolierende Element langgestreckt und im wesentlichen planar zu den daran befestigten Dynoden angeordnet ist, so dass deren gegenüberliegende Flächen so angeordnet sind, dass . sie über'einer Hauptfläche des jeweiligen isolierenden Elementes liegen, die Bänder zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Dynoden und der einen Fläche des jeweiligen isolierenden Elementes angeordnet sind und Bandarme bilden, die in entgegengesetzte Richtungen voneinander von den jeweiligen gegenüberliegenden Dynodenflachen ausgehen und um die gegenüberliegenden Kanten des jeweiligen isolierenden Elementes zu Bandarmenden verlaufen, die an einer zwei- ten Fläche des jeweiligen isolierenden Elementes miteinander befestigt sind, die der einen Fläche gegenüberliegt.
1.1. Dynodenanordnung nach Anspruch 9, wobei die isolierenden Elemente gegenüberliegende Nutteile entlang ihrer Kanten haben, um die Bänder dort aufzunehmen und in Stellung zu bringen, wo diese um die Kanten der isolierenden Elemente herumgehen.
12. Dynodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden isolierenden Elemente aneinander an jeweils nur einem benachbarten Ende befestigt sind.
13. Elektronenvervielfacher mit einer Dynodenanordnung nach der vorhergehenden Ansprüche.
14. Dynodenanordnung für einen Elektronenvervielfacher, . bei dem ein Ladungsstrom durch den Durchgang zu Flächen von aufeinanderfolgenden Dynoden der Anordnung und durch Sekundäremission von Elektronen von diesen Flächen verstärkt wird, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , dass die Flächen der Dynoden durch flexible Folien gegeben sind, die auf Halteteilen der jeweiligen Dynoden abnehmbar angeordnet sind.
15. Dynodenanordnung nach Anspruch 14, wobei diese Teile planar sind und die Ränder jeder Folie um die jeweiligen gegenüberliegenden Kanten des jeweiligen Dynodenteües herumgewickelt sind, um die Folien in ihrer Lage anzuordnen.
16. Dynodenanordnung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Folien Aluminiumfolien sind.

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17. Elektronenvervielfacher mit einer Dynodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.