DE3803737A1 - ELECTRONIC BUNDLE AND ARRANGEMENT FOR PRODUCING THE SAME - Google Patents

ELECTRONIC BUNDLE AND ARRANGEMENT FOR PRODUCING THE SAME

Info

Publication number
DE3803737A1
DE3803737A1 DE3803737A DE3803737A DE3803737A1 DE 3803737 A1 DE3803737 A1 DE 3803737A1 DE 3803737 A DE3803737 A DE 3803737A DE 3803737 A DE3803737 A DE 3803737A DE 3803737 A1 DE3803737 A1 DE 3803737A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
evs
arrangement according
cathode
electrode
dielectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE3803737A
Other languages
German (de)
Inventor
Kenneth R Shoulders
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jupiter Toy Co
Original Assignee
Jupiter Toy Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jupiter Toy Co filed Critical Jupiter Toy Co
Publication of DE3803737A1 publication Critical patent/DE3803737A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02Main electrodes
    • H01J1/30Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

Disclosed are many different arrangements in which, in a vacuum or gas-filled enclosure, a cathode 12, Figs 1 and 2, is pulsed with respect to an anode 14 in order to generate from the discharge therebetween high electrical charge density entities, called EV's in the specification, which comprise discrete, self-contained, negatively charged bundles of electrons. Preferably a dielectric surface 10 is provided between the anode and cathode to provide a surface along which the discharge entity propagates. Further electrodes may be provided to control the EV. The cathode may be pointed, as shown, to operate by field emission and may be formed of Cu or Ag wetted with Hg, with a small Hg resevoir incorporated in the electrode, Figs. 5 and 6 (not shown). Instead of planer geometry the device may be cylindrically symmetric, Fig. 3, with anode 24 spaced 1 mm from cathode 22 at opposite ends of glass tube 34. With a gas pressure of a few bar or a vacuum of 10<-3> bar, EV's may be produced by applying 2KV pulses of 0.1 mu sec divation to the cathode. Other cathode materials and constructions are disclosed and arrangements for separating, guiding (eg. capacitance, inductance, gaseous or optical guides), launching, selecting, splitting and deflecting EV's are detailed. Embodiments utilising EV's in devices such as oscilloscopes, display tubes, electrodeless tubes, travelling wave tubes, pulse generators, X-ray sources, electron sources and RF sources are also disclosed. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Erzeugung und Handhabung von Gebilden hoher elektrischer Ladungsdichte (′high electrical charge density entitites′′). Insbesondere betrifft sie Gebilde hoher negativer elektrischer Ladungsdichte, die durch elektri­ sche Entladung erzeugt und bei der Übertragung elektrischer Energie verwendet werden können.The present invention relates to generation and handling of structures of high electrical charge density (′ high electrical charge density entitites ′ ′). In particular, it concerns structures high negative electrical charge density caused by electri cal discharge and generated during the transmission of electrical Energy can be used.

Starke Plasmaentladungen, hochstarke Elektronenstrahlen und dergl. Phänomene sind der Gegenstand verschiedener Untersuchun­ gen gewesen. Das Buch "Vacuum Arcs Theory and Application" von J. M. Lafferty (ed.), John Wiley & Sons, 1980, enthält eine kurze Geschichte der Untersuchung von Vakuumentladungen sowie ausführliche Analysen der verschiedenen Besonderheiten von Vakuumlichtbögen im allgemeinen. Die Aufmerksamkeit galt dabei besonders den Kathodenflecken, der Erosion der zur Erzeugung der Entladungen verwendeten Kathoden sowie den Anodenflecken und der Struktur der Entladungen. Die Struktur von Elektronen­ strahlen ist in den Kategorien der Wirbelfäden beschrieben wor­ den. Verschiedene Forscher haben Informationen über Entladungs­ strukturen aus Untersuchungen der Targetschäden an Nachweis- Platten bezogen, die das Auftreffen der Entladung auf einer ebenen Platte im elektrischen Weg der Entladung zwischen der Quelle und der Anode erzeugt. Mit einer Elektronenkamera ge­ ringster Öffnung ("pinhole camera") sind geometrische Struk­ turen nachgewiesen worden, die auf örtliche dichte Quellen anderer Strahlung - bspw. Röntgen- und Neutronenstrahlung - hinweisen, die im Zusammenhang mit Plasmafocus- und anderen Entladungsvorgängen stehen. Beispiele für anomale Strukturen in einer Plasmaumgebung gibt es viele: u.a. den Blitz und insbe­ sondere den Kugelblitz, sowie Funken aller Art, einschließlich solcher, die sich bei Öffnen oder Schließen von Relaiskontakten unter hoher Spannung bzw. bei niedriger Spannung unter hohen Strömen ergeben.Strong plasma discharges, strong electron beams and the like. Phenomena have been the subject of various investigations. The book "Vacuum Arcs Theory and Application" by JM Lafferty (ed.), John Wiley & Sons, 1980, contains a short history of the study of vacuum discharges as well as detailed analyzes of the various special features of vacuum arcs in general. Particular attention was paid to the cathode spots, the erosion of the cathodes used to generate the discharges, and the anode spots and the structure of the discharges. The structure of electron beams has been described in the categories of vortex threads. Various researchers have obtained information about discharge structures from investigations of target damage to detection plates, which generate the impact of the discharge on a flat plate in the electrical path of the discharge between the source and the anode. With an electron camera with the smallest opening ("pinhole camera"), geometric structures have been detected which indicate local dense sources of other radiation - for example X-ray and neutron radiation - which are associated with plasma focus and other discharge processes. There are many examples of anomalous structures in a plasma environment: inter alia, the flash and in particular the ball lightning, as well as sparks of all kinds, including those that result when the relay contacts open or close under high voltage or at low voltage under high currents.

Die Verwendung eines dielektrischen Elements zum Eindämmen oder Führen einer Hochstromentladung ist aus Untersuchungen gelade­ ner Teilchenstrahlen bekannt, die sich in großer Nähe zu einem dielektrischen Körper ausbreiten. Bei derartigen Untersuchungen war der gesamte der Quelle entnommene Teilchenfluß entlang der dielektrischen Führung gerichtet. Daher war das Verhalten des Teilchenflusses von den Eigenschaften der Entladung in ihrer Gesamtheit bestimmt. Der Ausdruck "Entladung in ihrer Gesamt­ heit" (Gesamtentladung, "gross discharge") soll dabei teilweise die Elektronen, positiven Ionen, negativen Ionen neutralen Teilchen und Photonen bezeichnen, die typischerweise bei einer elektrischen Entladung auftreten. Die Eigenschaften der in der Entladung vorliegenden diskreten Struktur werden dabei von den gemittelten Eigenschaften der Entladung in ihrer Gesamtheit nicht klar unterschieden. Bei solchen Untersuchungen unter Ver­ wendung einer dielektrischen Führung dient letztere ausschließ­ lich zur Pfadeingrenzung. Im Kontext der vorliegenden Erfindung werden dielektrische Führungen für die Behandlung hochdichter Ladungsgebilde - im Gegensatz zu einer Gesamtentladung - ein­ gesetzt.The use of a dielectric element for containing or guiding a high current discharge is known from investigations of charged particle beams which propagate in close proximity to a dielectric body. In such studies, all of the particle flow extracted from the source was directed along the dielectric guide. Therefore, the behavior of the particle flow was determined by the properties of the discharge as a whole. The term "discharge in its entirety" (total discharge, "gross discharge") is intended to partially denote the electrons, positive ions, negative ions, neutral particles and photons that typically occur in the case of an electrical discharge. The properties of the discrete structure present in the discharge are not clearly distinguished from the averaged properties of the discharge as a whole. In such investigations using a dielectric guide, the latter is used exclusively to narrow the path. In the context of the present invention, dielectric guides for the treatment of high-density charge structures - in contrast to an overall discharge - are used .

Die Struktur in Plasmaentladungen, die von Forschern früher festgestellt worden ist, braucht nicht auf den gleichen kau­ salen Zusammenhängen und nicht einmal den gleichen physikali­ schen Phänomenen zu beruhen, die für die vorliegende Erfindung gelten. Während die erfindungsgemäßen hochdichten Ladungsge­ bilde - auch unerkannt - in verschiedenen Entladungen vorliegen können, offenbart die vorliegende Erfindung eine Identifikation der Gebilde, Techniken zum Erzeugen, Isolieren und Handhaben derselben sowie Anwendungen für sie. Die Technologie der vor­ liegenden Erfindung stellt mindestens teilweise eine neue Tech­ nologie mit verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten dar, d.h. u.a. der Ausführung sehr schneller Prozesse, der Energieüber­ tragung unter Verwendung von Miniaturbauteilen, der Zeitanalyse anderer Vorgänge und der Punkterzeugung von Röntgenstrahlen.The structure in plasma discharges, which was previously determined by researchers, need not be based on the same causal relationships and not even the same physical phenomena that apply to the present invention. While the high-density charge forms according to the invention - also undetected - can be present in various discharges, the present invention discloses identification of the structures, techniques for producing, isolating and handling the same, and applications for them. The technology of the present invention is at least partially a new technology with various applications, ie the execution of very fast processes, the transfer of energy using miniature components, the time analysis of other processes and the generation of spots by X-rays.

Bei der vorliegenden Erfindung geht es um ein Gebilde hoher Ladungsdichte, das einen relativ diskreten, negativ geladenen und hochdichten Materiezustand darstellt, der durch Anlegen eines starken elektrischen Feldes zwischen eine Kathode und eine Anode erzeugt werden kann. Dieses Gebilde soll hier als ELECTRUM VALIDUM - abgekürzt EV - bezeichnet werden (abgeleitet vom griechischen "elektron" für die elektronische Ladung und vom lateinischen "valere", d.h. mit Kraft behaftet und stark sein und die Fähigkeit haben zu vereinigen). Wie im folgenden ausführlicher erläutert werden wird, hat sich das Vorliegen von EVs auch in elektrischen Gesamtentladungen erwiesen.The present invention is a high charge density structure that represents a relatively discrete, negatively charged, and high density state of matter that can be created by applying a strong electric field between a cathode and an anode. This structure is to be referred to here as ELECTRUM VALIDUM - abbreviated EV - (derived from the Greek "electron" for electronic charging and from the Latin "valere", ie it is powerful and strong and has the ability to unite). As will be explained in more detail below, the presence of EVs has also been shown to exist in total electrical discharges.

Die vorliegende Erfindung schließt diskrete EVs aus einzelnen EVs sowie auch EV-"Ketten" ein, die unten näher identifiziert sind. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Erzeugung von EVs in einer Entladung und die Absonderung der EVs von dem mit dieser erzeugten diffusen raumladungsbegrenzten Fluß anzu­ geben.The present invention excludes discrete EVs from individual ones EVs as well as EV "chains" that are identified below are. It is an object of the present invention to generate of EVs in a discharge and the segregation of EVs from that with this generated diffuse space charge limited flow give.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die zeitliche und räumliche Behandlung und Handhabung von EVs.Another object of the invention is the temporal and spatial Treatment and handling of EVs.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Isolierung und Handha­ bung bzw. Behandlung von EVs zur präzisen Zeitintervall-Steue­ rung und -messung.Another object of the invention is insulation and handha Exercise or treatment of EVs for precise time interval control tion and measurement.

Im allgemeinen und erfindungsgemäß lassen sich EVs erzeugen, indem man einen Generator wie bspw. eine Hochvakuum- oder Gasdiode verwendet; die Erzeugung ist auf diese jedoch nicht beschränkt. In einer Form eines solchen Generators befindet sich ein dielektrisches Material zwischen einer emissionsfä­ higen Kathode und einer zweiten Elektrode bzw. Anode, die sie durch das dielektrische Element gegen die Kathode abgeschirmt ist, um eine direkte Entladung von der Kathode zur Anode zu vermeiden. Das dielektrische Element hält jedoch eine Oberflä­ che vor, entlang der ein EV sich zur Anode bewegen kann. Ein solches dielektrisches Element läßt sich mit Führungen wie bspw. Kanälen ausführen, um ein EV auf einer definierten Bahn zu führen. Unter dieser Sollbahn kann auf der anderen Seite des dielektrischen Materials eine Gegenelektrode angeordnet sein, um das EV weiter auf seiner Bahn zu halten. Das Hinzufügen eines Niederdruckgases über der dielektrischen Fläche erleich­ tert die Bewegung des EV über das Dielektrikum.In general and according to the invention, EVs can be generated by using a generator such as a high vacuum or Gas diode used; however, the generation is not on this limited. Located in one form of such a generator there is a dielectric material between an emission higen cathode and a second electrode or anode that they shielded against the cathode by the dielectric element  is to allow a direct discharge from the cathode to the anode avoid. However, the dielectric element holds a surface along which an EV can move to the anode. A such dielectric element can be with guides such For example, run channels to get an EV on a defined path respectively. Under this target path on the other side of the dielectric material, a counter electrode can be arranged, to keep the EV on its path. The addition a low pressure gas over the dielectric surface tert the movement of the EV over the dielectric.

In einer anderen Generatorform ist eine zylindersymmetrische Kathode von einer Anode durch einen Spalt getrennt, in dem in­ nerhalb einer dielektrischen Hohlkörpers ein Vakuum herrscht oder ein Niederdruckgas vorhanden ist. In einer Abänderung einer solchen Anordnung als Emissionseinrichtung läßt sich mit einer Kathode auf der Außenseite eines konischen dielektrischen Elements, in dessen Innerem eine Anode angeordnet ist, ein EV erzeugen, das im Vakuum oder durch ein Niederdruckgas über den Spalt in Bewegung gesetzt und von einer Gegenelektrode angezo­ gen wird, die sich auf der Außenseite eines rohrförmigen die­ lektrischen Elements befindet, in das das EV eingebracht wird.Another generator form is a cylindrical symmetry Cathode separated from an anode by a gap in which there is a vacuum within a dielectric hollow body or a low pressure gas is present. In one modification such an arrangement as an emission device can be used a cathode on the outside of a conical dielectric Elements, inside which an anode is arranged, an EV generate that in vacuum or by a low pressure gas over the Gap set in motion and drawn on by a counter electrode gene is located on the outside of a tubular the electrical element, into which the EV is inserted.

Es werden unterschiedliche Kathodenanordnungen - einschl. zylindersymmetrischer und ebenflächiger - sowie auch Techniken angegeben, um die Strukturen mit leitfähigem Material zu be­ netzen und so Erosionsschäden zu auszubessern. Different cathode arrangements - including cylindrically symmetrical and flat - are given as well as techniques for wetting the structures with conductive material and thus repairing erosion damage.

Eine hinter einem dielektrischen Körper angeordnete Gegenelek­ trode mit scharfer Kante, die im Fall eines zylindersymmetri­ schen Generators oder eines Generators zur Ausbreitung von EVs entlang einer Oberfläche allgemein zwischen einer Kathode und einer Anode angeordnet ist, läßt sich verwenden, um ein er­ wünschtes EV von den Elektronen und Ionen zu trennen, die in der Entladung, mit der das EV erzeugt wird, vorliegen können. Eine ähnliche Struktur erlaubt die Selektion einzelner aus einer Vielzahl erzeugter EVs.A counterelectrode arranged behind a dielectric body trode with a sharp edge, which in the case of a cylindrical symmetry generator or a generator for the propagation of EVs along a surface generally between a cathode and an anode is arranged, can be used to a desired EV to separate from the electrons and ions that are in the discharge with which the EV is generated. A similar structure allows the selection of individual ones a variety of EVs generated.

Die Prinzipien der dieelektrischen Führung werden weiter ver­ feinert zur Schaffung von Einrichtungen, mit denen sich EV- Bahnen aufteilen lassen, so daß man EVs zu bestimmten Orten lenken kann. Das Ablösen eines EVs von einer Führungsbahn er­ laubt eine selektive Einstellung des Ausbreitungsweges zur Schaffung bspw. eines EV-Schalters.The principles of electrical guidance are further developed refines to create facilities with which EV Lanes split, so that EVs to certain locations can direct. The detachment of an EV from a guideway allows a selective adjustment of the propagation path Creation of an EV switch, for example.

Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin Techniken zur Füh­ rung von EVs durch induktive und kapazitive Effekte, die auch zur Erzeugung von HF-Signalen genutzt werden, die bei der Be­ wegung der EVs auftreten. Die Erzeugung von sichtbarem Licht bei der Bewegung eines EVs in einem umgebenden Gas wird zur Schaffung optischer Führungen für die Bahn genutzt, der das EV folgen soll.The present invention further provides techniques for execution tion of EVs through inductive and capacitive effects be used to generate RF signals, which in the Be movement of the EVs occur. The generation of visible light when moving an EV in a surrounding gas it becomes Creation of optical guides for the train used by the EV should follow.

Da ein EV eine hohe Konzentration elektrischer Ladung dar­ stellt, läßt sich dessen Bewegung und Ankunft bspw. an einer Anode dazu nutzen, Impulse mit hoher Anstiegs- und Abfallge­ schwindigkeit zuerzeugen. Derartige schnelle Impulse sind vielfach nutzbar - bspw. zur Erzeugung eines geeigneten Po­ tentialimpulses auf einer Kathode, um eine reine Feldemission von EVs hervorzurufen. Zur EV-Erzeugung mit einer reinen Feld­ emission wird auch ein Flachkathodengenerator angegeben. Das Aufschlagen von EVs auf ein geeignetes Target kann auch zur Erzeugung von Röntgenstrahlen aus einem konzentrierten Bereich des Targets verwendet werden.Because an EV represents a high concentration of electrical charge poses, its movement and arrival, for example, in one  Use the anode to generate pulses with a high rise and fall rate to produce speed. Such quick impulses are Can be used in many ways - for example to create a suitable bottom tentialimpeses on a cathode to a pure field emission evoked by EVs. For EV generation with a pure field emission, a flat cathode generator is also specified. The Hitting EVs on a suitable target can also be used Generation of X-rays from a concentrated area of the target can be used.

Die bei der Fortbewegung von EVs auftretende Elektronenemission läßt sich verwenden, um eine gesteuerte Emission von hochdich­ ten Elektronen für unterschiedliche Anwendungen zu bewirken. Zusätzlich wird ein EV-Oszilloskop angegeben, das zur Signal­ analyse ein Ablenkfeld verwendet, das auf die Bewegung eines EV wirkt, so daß einfallende Elektronenemission sich auf einem Leuchtstoffschirm oder dergl. zur Untersuchung bspw. eines zeitvariablen Feldes beobachtet werden kann. Weiterhin wird eine Elektronenkamera angegeben, mit der sich das Verhalten von EVs in angelegten Ablenkfeldern oder unter anderen Bedingungen beobachten läßt.The electron emission that occurs when EVs are moving can be used to control the emission of high density to cause ten electrons for different applications. In addition, an EV oscilloscope is specified that is used for the signal analyze uses a deflection field that is based on the movement of an EV acts so that incident electron emission is on a Fluorescent screen or the like. For examining a time-variable field can be observed. Will continue specified an electron camera with which the behavior of EVs in deflection fields or under other conditions lets watch.

Die vorliegende Erfindung schafft folglich die EVs selbst sowie verschiedene Techniken zu deren Erzeugung, Isolation, Handha­ bung bzw. Behandlung und Nutzung. The present invention thus creates the EVs themselves as well different techniques for their generation, isolation, handha exercise or treatment and use.  

Fig. 1 ist eine Draufsichtdarstellung eines EV-Generators mit einer Nachweis-Platte zum Nachweis der EV-Erzeugung; Fig. 1 is a plan view illustration of an EV-generator with a detection plate for detecting the EV-production;

Fig. 2 ist eine Seitenrißdarstellung des EV-Generators der Fig. 1; Fig. 2 is a side elevation of the EV generator of Fig. 1;

Fig. 3 ist eine schaubildliche Längsschnittdarstellung einer anderen Form eines EV-Generators; Fig. 3 is a diagrammatic longitudinal sectional view of another form of EV-generator;

Fig. 4 ist ein vergrößerter Längsschnitt einer benetzten Me­ tallkathode zur Verwendung bspw. im EV-Generator der Fig. 3; FIG. 4 is an enlarged longitudinal section of a wetted metal cathode for use, for example, in the EV generator of FIG. 3;

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung einer weiteren Form einer benetzten Metallkathode; FIG. 5 is a representation corresponding to FIG. 4 of a further form of a wetted metal cathode;

Fig. 6 ist eine den Fig. 4 & 5 entsprechende Darstellung einer weiteren Form einer benetzten Metallkathode; Fig. 6 is an illustration corresponding to Figs. 4 & 5 of another form of wetted metal cathode;

Fig. 7 ist eine Seitenrißdarstellung einer Kathode und einer Anode auf einem dielektrischen Substrat; Fig. 7 is a side elevational a cathode and an anode on a dielectric substrate;

Fig. 8 ist eine längs teilgeschnittene Darstellung eines zylindersymmetrischen EV-Generators mit einem Trenn­ element; Fig. 8 is a longitudinally partially sectioned illustration of a cylinder symmetrical EV generator with a separating element;

Fig. 9 ist eine längs teilgeschnittene Darstellung eines planaren EV-Generators mit einem Trennelement; Fig. 9 is a fragmentary longitudinal sectional view of a planar EV-generator with a release element;

Fig. 10 ist eine Draufsichtdarstellung der in Fig. 9 gezeigten Abdeckung des Trennelements; Fig. 10 is a top plan view of the separator cover shown in Fig. 9;

Fig. 11 ist eine Draufsichtdarstellung einer ebenen RC-EV-Füh­ rung; Fig. 11 is a plan view illustration of a planar RC-EV guide;

Fig. 12 ist eine stirnseitige Draufsicht der EV-Führung der Fig. 11 mit einer Abdeckung; Fig. 12 is an end plan view of the EV guide of Fig. 11 with a cover;

Fig. 13 ist eine Draufsichtdarstellung einer weiteren Form einer ebenen RC-EV-Führung; Fig. 13 is a plan view showing another form of a flat RC-EV-guide;

Fig. 14 ist eine stirnseitige Draufsicht der EV-Führung der Fig. 13; Fig. 14 is an end plan view of the EV guide of Fig. 13;

Fig. 15 ist ein Längsschnittdarstellung einer zylindersymme­ trischen RC-EV-Führung; Fig. 15 is a longitudinal sectional view of a cylindric symmetrical RC-EV guide;

Fig. 16 ist eine Längsschnittdarstellung einer weiteren Form einer zylindersymmetrischen RC-EV-Führung; Fig. 16 is a longitudinal sectional view of a further form of cylindrically symmetric RC-EV-guide;

Fig. 17 ist eine Seitenrißdarstellung eines EV-Generators ge­ meinsam mit einer EV-Führung mit einer Gasumgebung; Fig. 17 is a side elevational EV generator thing in common with an EV-guide having a gas environment;

Fig. 18 ist eine Enddraufsicht des Generators mit Führung nach Fig. 17; Figure 18 is an end plan view of the generator with the guide of Figure 17;

Fig. 19 ist eine Draufsicht eines EV-Führungssystems unter Ver­ wendung optischer Reflektoren; Fig. 19 is a plan view of an EV guide system using optical reflectors;

Fig. 20 ist eine Perspektiv-Sprengdarstellung einer LC-EV- Führung; Fig. 20 is an exploded view in perspective of an LC EV guide;

Fig. 21 ist eine Perspektiv-Sprengdarstellung einer weiteren Form einer LC-EV-Führung; Fig. 21 is an exploded perspective view of another form of LC-EV guide;

Fig. 22 ist eine Draufsicht einer weiteren Form eines EV-Gene­ rators, bei der die Kathode einteilig mit der Ausbrei­ tungsfläche für die EVs innerhalb eines Führungskanals ausgebildet ist; Fig. 22 is a plan view of another form of an EV generator in which the cathode is integrally formed with the spreading surface for the EVs within a guide channel;

Fig. 23 ist ein Vertikalschnitt des EV-Generators der Fig. 22 aus deren Ebene 23-23; Fig. 23 is a vertical section of the EV generator of Fig. 22 from the plane 23-23 thereof;

Fig. 24 ist eine stirnseitige Draufsicht des mit einer Abdec­ kung versehenen EV-Generators der Fig. 22 & 23; Fig. 24 is a front plan view of the EV generator provided with a cover of Figs. 22 &23;

Fig. 25 ist ein Längsschnitt einer zylindersymmetrischen EV- Generator- und Startvorrichtung; Fig. 25 is a longitudinal section of a cylinder symmetrical EV generator and starting device;

Fig. 26 eine teilweise längsgeschnittene Darstellung eines zylindersymmetrischen EV-Selektors und einer Führung; Figure 26 is a partially longitudinal sectional view of a cylindrically symmetric EV selector and a guide.

Fig. 27 ist eine Draufsicht eines planaren EV-Selektors; Fig. 27 is a plan view of a planar EV-selector;

Fig. 28 ist eine stirnseitige Draufsicht des EV-Selektors der Fig. 27; Fig. 28 is an end plan view of the EV selector of Fig. 27;

Fig. 29 ist eine Draufsichtdarstellung eines EV-Teilers; Fig. 29 is a plan view illustration of an EV-splitter;

Fig. 30 ist eine stirnseitige Draufsicht des EV-Teilers der Fig. 29; Fig. 30 is an end plan view of the EV divider of Fig. 29;

Fig. 31 ist eine Draufsicht eines weiteren EV-Teilers; Fig. 31 is a plan view of another EV-splitter;

Fig. 32 ist eine stirnseitige Draufsicht des EV-Teilers der Fig. 31 mit einer Abdeckung; Figure 32 is an end plan view of the EV divider of Figure 31 with a cover;

Fig. 33 ist eine Draufsicht eines EV-Teilers mit variabler Ver­ zögerung; Fig. 33 is a plan view of a variable delay EV divider;

Fig. 34 ist ein vertikaler Teilschnitt durch einen Teil des Teilers der Fig. 33 aus deren Ebene 34-34; Fig. 34 is a partial vertical section through part of the divider of Fig. 33 from the plane 34-34 thereof;

Fig. 35 ist eine Draufsichtdarstellung einer weiteren Form eines EV-Teilers mit variabler Verzögerung; Fig. 35 is a plan view of a further form of EV-divider with variable delay;

Fig. 36 ist eine Draufsicht einer EV-Weiche; Fig. 36 is a plan view of an EV switch;

Fig. 37 ist ein Vertikalschnitt durch die EV-Weiche der Fig. 36 aus deren Ebene 37-37; Fig. 37 is a vertical section through the EV switch of Figure 36 from the plane 37-37.

Fig. 38 ist eine Enddraufsicht auf die Weiche der Fig. 36 & 37; Fig. 38 is an end plan view of the switch of Figs. 36 &37;

Fig. 39 ist eine Draufsichtdarstellung eines EV-Oszilloskops; Fig. 39 is a plan view illustration of an EV-oscilloscope;

Fig. 40 ist eine Enddraufsicht des EV-Oszilloskops der Fig. 39 mit einer Abdeckung und zeigt die Verwendung einer optischen Vergrößerungseinrichtung mit diesem; Fig. 40 is a top end view of the EV oscilloscope of Fig. 39 with a cover showing the use of an optical magnifier with it;

Fig. 41 ist ein teilgeschnittener Längsriß einer Elektronen­ kamera und zeigt eine EV-Quelle vor dieser; Fig. 41 is a partially sectioned longitudinal elevation of an electron camera and shows an EV source in front of it;

Fig. 42 ist ein Vertikalschnitt durch die Elektronenkamera der Fig. 41 aus deren Ebene 42-42; Fig. 42 is a vertical section through the electron camera of Fig. 41 from its plane 42-42;

Fig. 43 ist ein Seitenriß einer Kamera der in den Fig. 41 & 42 gezeigten Art zum Beobachten eines EV-Oszilloskops und die Optik einer FS-Kamera zum Beobachten des Ausgangs­ bilds der Elektronenkamera; Fig. 43 is a side elevation of a camera of the type shown in Figures 41 & 42 for observing an EV oscilloscope and the appearance of a TV camera for observing the image of the output of the electron camera.

Fig. 44 zeigt schaubildlich die Anwendung mehrerer Elektronen­ kameras zum Beobachten des Verhaltens von EVs; Fig. 44 shows diagrammatically the use of several electron cameras for observing the behavior of EVs;

Fig. 45 ist eine schaubildliche isometrische Darstellung eines planaren Mehrelektroden-EV-Generators; Fig. 45 is a diagrammatic isometric view of a planar multi-electrode EV-generator;

Fig. 46 ist eine Draufsichtdarstellung eines weiteren Mehrelek­ troden-EV-Generators; Fig. 46 is a top view of another multi-electrode EV generator;

Fig. 47 ist ein Vertikalschnitt durch den Mehrelektroden-EV- Generator der Fig. 46 aus deren Ebene 47-47; Fig. 47 is a vertical section through the multi-electrode EV generator of Fig. 46 from the plane 47-47 thereof;

Fig. 48 ist eine stirnseitige Draufsicht des Mehrelektroden-EV- Generators der Fig. 46 & 47; Fig. 48 is an end plan view of the multi-electrode EV generator of Figs. 46 &47;

Fig. 49 ist ein Längsschnitt durch eine "elektrodenlose" EV- Quelle; Figure 49 is a longitudinal section through an "electrodeless" EV source;

Fig. 50 ist eine schaubildliche Darstellung einer mit EVs ar­ beitenden Wandwellenröhre; Fig. 50 is a diagrammatic illustration of a wall wave tube working with EVs;

Fig. 51 ist eine schaubildliche Draufsicht einer mit EVs arbei­ tenden Wanderwellenschaltung; Fig. 51 is a diagrammatic top view of a traveling wave circuit working with EVs;

Fig. 52 ist ein Vertikalschnitt durch einen mit EVs arbeitenden Impulsgenerator; Fig. 52 is a vertical section through a pulse generator using EVs;

Fig. 53 ist eine stirnseitige Draufsicht des Impulsgenerators der Fig. 52; Fig. 53 is an end plan view of the pulse generator of Fig. 52;

Fig. 54 ist ein Längsschnitt durch einen Feldemissions-EV-Gene­ rator, der nach dem Prinzip des Impulsgenerators der Fig. 52 & 53 aufgebaut ist; Fig. 54 is a longitudinal section through a field emission EV generator constructed according to the principle of the pulse generator of Figs. 52 &53;

Fig. 55 zeigt in einer Draufsicht einen planaren Feldemissions- EV-Generator; Fig. 55 shows a plan view of a planar field emission EV-generator;

Fig. 56 ist ein Schaltbild zur Arbeitsweise des Feldemissions- EV-Generators der Fig. 55; Fig. 56 is a circuit diagram of the operation of the field emission EV generator of Fig. 55;

Fig. 57 ist ein Längsschnitt durch einen mit EVs arbeitenden Röntgengenerator; FIG. 57 is a longitudinal section through a working EVs with X-ray generator;

Fig. 58 ist eine isometrische Sprengdarstellung einer mit EVs arbeitenden getasteten Elektronenquelle; Fig. 58 is an exploded isometric view of an operating with EVs gated electron source;

Fig. 59 ist eine isometrische Sprengdarstellung einer mit EVs arbeitenden HF-Quelle; Fig. 59 is an exploded isometric view of an operating with EVs RF source;

Fig. 60 ist eine schematisierte bildliche Darstellung eines EVs; und Fig. 60 is a schematic pictorial representation of a EVs; and

Fig. 61 ist eine schematisierte bildliche Darstellung einer EV- Kette. Fig. 61 is a schematic pictorial representation of a EV- chain.

1. Definition und einige Eigenschaften von EVs1. Definition and some properties of EVs

Ein EV ist ein diskretes, in sich abgeschlossenes und negativ geladenes Bündel von Elektronen. Obgleich die Konfiguration eines EVs noch nicht vollständig erklärt ist, wird, wie sich aus zahlreichen Beobachtungen des Verhaltens von EVs ergeben hat, das Insichabgeschlossensein vermutlich von zwischen den Elektronen des Bündels wirkenden elektromagnetischen Feldern verursacht. Diese Einsicht steht natürlich in scharfem Gegen­ satz zu einem herkömmlichen Elektronenstrahl, dessen Elektronen nur durch ein externes elektrostatisches oder magnetisches Feld zusammengehalten werden. Wie bekannt, zeigen Elektronen, da je­ weils negativ geladen, die Neigung, einander abzustoßen.An EV is a discrete, self-contained and negative charged bundle of electrons. Although the configuration of an EV is not yet fully explained, how to derived from numerous observations of the behavior of EVs  has probably been closed off between the Electrons of the bundle acting electromagnetic fields caused. This insight is, of course, in sharp opposition set to a conventional electron beam, whose electrons only by an external electrostatic or magnetic field be held together. As is known, electrons show up as ever because negatively charged, the tendency to repel each other.

Es ist weiterhin einzusehen, daß, obgleich das EV ein in sich abgeschlossenes Bündel von Elektronen ist, es bevorzugt und im Gegensatz zu einem Einzelverhalten in Verbindung tritt mit an­ deren Objekten oder Gebilden wie bspw. anderen EVs, Dielektrika und Elektroden und, sofern es keine solche Verbindung eingehen kann, nach einer gewissen Zeit zerfällt.It can also be seen that, although the EV is one in itself closed bundle of electrons, it is preferred and im Contrast to an individual behavior in connection with their objects or structures such as other EVs, dielectrics and electrodes and, unless there is such a connection can disintegrate after a certain time.

Unter den Haupteigenschaften eines EVs sind seine verhältnismä­ ßig geringe Größe (bspw. größenordnungsmäßig 1 µm in der seit­ lichen Ausdehnung, aber auch mehr oder weniger bis hinab zu 0,1 µm) sowie seine hohe unkompensierte Elektronenladung (d.h. ohne positive Ionen bzw. mindestens mit einer Obergrenze von einem Ion pro 10000 Elektronenladungen) hervorzuheben, die typi­ scherweise in einer Größenordnung von 1011 Elektronenladungen liegt. Die beobachtete Mindestladung für ein 1 µm-EV betrug 108 Elektronenladungen. Die Ladungsdichte eines EV nähert sich der durchschnittlichen Dichte eines Festkörpers, d.h. größenord­ nungsmäßig 6,6×1023 Elektronenladungen/cm3, aber ohne Raum­ ladungsneutralisation durch Ionen oder relativistische Bewe­ gung. Die vom EV unter angelegten Feldern erreichte Geschwin­ digkeit (größenordnungsmäßig ein Zehntel der Lichtgeschwindig­ keit) weist darauf hin, daß das Ladungs-zu-Masse-Verhältnis des EV dem eines Elektrons ähnlich ist; die Ablenkung von EVs durch Felder bekannter Polarität zeigt, daß EVs sich wie Elektronen, d.h. negativ geladene Gebilde verhalten.Among the main features of an EV are its relatively small size (e.g. 1 µm in the lateral dimension, but also more or less down to 0.1 µm) and its high uncompensated electron charge (ie without positive ions or at least with an upper limit of one ion per 10,000 electron charges), which is typically in the order of 10 11 electron charges. The minimum charge observed for a 1 µm EV was 10 8 electron charges. The charge density of an EV approximates the average density of a solid, ie of the order of magnitude 6.6 × 10 23 electron charges / cm 3 , but without space neutralization by ions or relativistic movement. The speed reached by the EV under applied fields (on the order of a tenth of the speed of light) indicates that the charge-to-mass ratio of the EV is similar to that of an electron; the deflection of EVs by fields of known polarity shows that EVs behave like electrons, ie negatively charged structures.

So weit sich derzeit bestimmen läßt, hat ein EV sehr wahr­ scheinlich eine etwa sphärische Gestalt; es kann aber auch torusförmig sein und eine Feinstruktur aufweisen. Die Fig. 60 zeigt schaubildlich ein EV als eine zentrale Kugel 800 aus in sich abgeschlossen zusammenhängenden Elektronen, die ein elektromagnetisches Feld 801 umgibt. Die Verkopplung der EVs erzeugt quasistabile Strukturen. Einzelne EVs sind selten zu beobachten. EVs neigen dazu, sich wie die Perlen einer Kette aufzureihen, wie es schaubildlich in der Fig. 61 dargestellt ist, wo die EV-Perlen in der Kette eine gewisse Freiheit haben, unter dem Einfluß externer oder interner Kräfte sich umeinander zu drehen bzw. zu verdrallen. Wie beobachtet wurde, bilden die Ketten, die geschlossen sind, ringartige Strukturen mit bis zu 20 µm Durchmesser, und mehrere Ketten können sich ebenfalls vereinen und sich auf verhältnismäßig geordnete Weise mitein­ ander ausrichten. In der Kette 810 der Fig. 61 sind die zehn EVs 812, 814, 816, 818, 820, 822, 824, 826, 828 und 830 in einer allgemein kreisförmigen Anordnung dargestellt. Der Ab­ stand der EV-Perlen einer Kette entspricht normalerweise dem Durchmesser der einzelnen Perlen, der Abstand eines Kettenrings von einem anderen in der Größenordnung etwa einem Ringdurch­ messer. Ein 1 µm weiter Ring aus zehn EV-Perlen (typische Anzahl von Perlen in einem Ring) kann 1012 Elektronenladungen enthalten. Innerhalb eines Kettenrings lassen sich einzelne EV-Perlen beobachten. Ein EV-Gebilde, das in seinem Wesen einem nichtneutralen Elektronenplasma entspricht, ist am stärksten gebunden, wobei die Bindungskraft zwischen den EV-Perlen in einer Kette schwächer und schließlich die Bindung zwischen Perlenketten am schwächsten ist. Alle diese Bindungsenergien scheinen jedoch höher als die chemischen Bindungsenergien von Stoffen zu sein. Weitere Eigenschaften von EVs sind unten erläutert.As far as can currently be determined, an EV very likely has an approximately spherical shape; however, it can also be toroidal and have a fine structure. Fig. 60 shows diagrammatically an EV as a central ball 800 from self-contained coherent electrons that surrounds an electromagnetic panel 801. The coupling of the EVs creates quasi-stable structures. Individual EVs are rarely observed. EVs tend to line up like the pearls of a chain, as shown diagrammatically in Fig. 61, where the EV pearls in the chain have some freedom to rotate or close under the influence of external or internal forces twist. As has been observed, the chains that are closed form ring-like structures up to 20 microns in diameter, and multiple chains can also combine and align with each other in a relatively orderly manner. In chain 810 of FIG. 61, the ten EVs 812 , 814 , 816 , 818 , 820 , 822 , 824 , 826 , 828 and 830 are shown in a generally circular arrangement. The distance from the EV pearls of a chain normally corresponds to the diameter of the individual pearls, the distance of one chain ring from another in the order of magnitude approximately one ring diameter. A 1 µm ring of ten EV beads (typical number of beads in a ring) can contain 1012 electron charges. Individual EV beads can be observed within a chain ring. An EV structure which essentially corresponds to a non-neutral electron plasma is most strongly bound, the binding force between the EV pearls in a chain being weaker and finally the binding between pearl chains being weakest. However, all of these binding energies appear to be higher than the chemical binding energies of substances. Further properties of EVs are explained below.

2. Generatoren2. Generators

Ein EV läßt sich am Ende einer Elektrode erzeugen, an die eine ausreichend hohe negative Spannung gelegt ist. Die Fig. 1 & 2 zeigen einen allgemein mit 10 bezeichneten EV-Generator mit einer Elektrode 12 in der allgemeinen Gestalt eines langgestreckten Stabes mit einem zu einer Spitze auslaufenden Halsabschnitt 12 a, der allgemein abwärts zu einer Anodenplatte 14 gerichtet ist, die eine dielektrische Platte 16 von der Kathode trennt. Wie in der Zeichnung gezeigt, ist die Anode bzw. Fangelektrode 14 auf einer verhältnismäßig positiven Spannung (ggf. das Massepotential) ge­ halten, während ein negativer Impuls von etwa 10 kV an die Ka­ thode 12 gelegt wird, um an der Spitze der Kathode ein starkes elektrisches Feld zu erzeugen. Bei der resultierenden Feldemis­ sion an der Kathodenspitze entstehen ein oder mehrere EVs im allgemeinen etwa dort, wo die Spitze der Kathode sich dem Di­ elektrikum bei A nähert oder es berührt. Die EVs werden zur Anode 14 hin angezogen und wandern über die Oberfläche des Dielektri­ kums 16 bspw. entlang des mit der gestrichelten Linie B ange­ deuteten Pfades zur Anode, solange die dielektrische Oberfläche ungeladen bleibt. Die Wanderung eines oder mehrerer EVs über die dielektrische Oberfläche kann diese örtlich geladen zurücklassen. Ein folgendes EV läuft dann entlang einer unregelmäßigen Bahn über sie, sofern die Oberflächenladung sich nicht vorher zerstreut, wie unten ausführlicher diskutiert. Die isolierende dielektrische Platte 16, bei der es sich vorzugsweise um ein hochwertiges Dielektrikum wie Quarz handelt, verhindert eine direkte Entladung der Kathode 12 zur Anode 14 und bietet auch die Oberfläche an, entlang der die EV wandern können.An EV can be generated at the end of an electrode to which a sufficiently high negative voltage is applied. Figs. 1 & 2 show a generally designated 10, EV-generator connected to an electrode 12 in the general shape of an elongated rod with a leaking to a tip neck portion 12 a, which is generally directed downwardly to an anode plate 14, a dielectric plate 16 separates from the cathode. As shown in the drawing, the anode or catch electrode 14 is kept at a relatively positive voltage (possibly the ground potential) while a negative pulse of approximately 10 kV is applied to the cathode 12 to be at the tip of the cathode generate a strong electric field. In the resulting field emission at the cathode tip, one or more EVs generally arise approximately where the tip of the cathode approaches the dielectric at A or touches it. The EVs are attracted to the anode 14 and migrate over the surface of the dielectric 16, for example along the path indicated by the dashed line B to the anode, as long as the dielectric surface remains uncharged. The migration of one or more EVs over the dielectric surface can leave them locally charged. A subsequent EV then runs over them along an irregular path unless the surface charge is previously dispersed, as discussed in more detail below. The insulating dielectric plate 16 , which is preferably a high quality dielectric such as quartz, prevents direct discharge of the cathode 12 to the anode 14 and also offers the surface along which the EV can travel.

Falls erwünscht, kann eine Nachweis-Platte ("witness plate") 18 an der Anode 14 angeordnet sein, um von der Kathode 12 kommende EVs abzufangen. Diese Nachweis-Platte 18 kann eine leitfähige Folie sein, die vom Auftreffen eines EVs eine sichtbare Schad­ stelle zurückbehält. Sie kann also dazu dienen, die Erzeugung von EVs wie auch deren Auftreffpunkte auf der Anode 14 zu ermitteln. Weiterhin läßt ein über die dielektrische Oberfläche laufendes EV auf ihr einen sichtbaren Streifen zurück. Wie im folgenden diskutiert, lassen sich gemeinsam mit dem Generator 10 weitere Elemente verwenden, um die so erzeugten EVs zu handhaben und/oder auszunutzen.If desired, a witness plate 18 may be placed on the anode 14 to intercept EVs coming from the cathode 12 . This detection plate 18 can be a conductive film that retains a visible damage point from the impact of an EV. It can therefore serve to determine the generation of EVs as well as their impact points on the anode 14 . Furthermore, an EV running over the dielectric surface leaves a visible streak on it. As discussed below, additional elements can be used together with the generator 10 to handle and / or utilize the EVs generated in this way.

Der Generator 10 kann in einem geeigneten Gehäuse (nicht ge­ zeigt) angeordnet und so nach Wunsch im Vakuum oder in einer kontrollierten Gasatmosphäre betrieben werden. Im allgemeinen können alle hierin offenbarten Elemente auf diese Weise in geeigneten Gehäusen angeordnet werden, um die Atmosphäre wählen zu können, in der sie arbeiten sollen. Anschlüsse oder dergl. und Gasleitungen können dazu dienen, elektrische Signale und ein gewähltes Gas mit dem gewünschten Druck durch die Gehäuse­ wandungen hindurchzuführen.The generator 10 can be arranged in a suitable housing (not shown) and operated as desired in a vacuum or in a controlled gas atmosphere. In general, all of the elements disclosed herein can be placed in suitable housings in this manner to allow the atmosphere in which they are to operate to be selected. Connections or the like. And gas lines can serve to pass electrical signals and a selected gas at the desired pressure through the housing walls.

Die in Fig. 1 angegebene Abmessung von 10 mm ist für EV-Gene­ ratorkomponenten typisch. Werden EVs in kleiner Zahl erzeugt und gehandhabt, lassen sie sich mit baulich kleinen Vorrich­ tungen herstellen und führen. Auch wenn größere Vorrichtungen verwendet werden, sucht ein EV die kleinsten Details größerer Strukturen, läßt sich von ihnen führen und wirkt sehr aktiv mit ihnen zusammen; es läßt größere Details unbeachtet. In erster Näherung lassen die Erzeugung und Handhabung einzelner EV-Per­ len sich mit Strukturen bewerkstelligen, deren Abmessungen über alles bis hinab zu 10 µm betragen.The dimension of 10 mm indicated in FIG. 1 is typical for EV gene generator components. If EVs are produced and handled in small numbers, they can be manufactured and guided using structurally small devices. Even when larger devices are used, an EV searches for the smallest details of larger structures, is guided by them and interacts very actively with them; it ignores larger details. In a first approximation, the generation and handling of individual EV beads can be accomplished with structures whose dimensions are down to 10 µm.

Generell sind für die Verwendung beim Aufbau von Strukturen zur Erzeugung, Handhabung und Nutzung von EVs sehr stabile Werk­ stoffe erwünscht, einschl. von Feuerfest-Metallen und -Dielek­ trika, die danach ausgewählt werden, daß sie der Bindungsener­ gie eines EVs so nahe wie möglich kommen, um die nutzbare Le­ bensdauer der Strukturen nicht zu beeinträchtigen. Einige die­ lektrische Stoffe wie Kunststoffe mit niedrigem Schmelzpunkt sind nicht so gut geeignet wie andere, bspw. Keramiken.Generally are for use in building structures Generation, handling and use of EVs very stable work desired materials, including refractory metals and floorboards  trika, which are selected based on the fact that they are binding binders of an EV as close as possible to the usable Le not affect the life of the structures. Some of them electrical materials such as low melting point plastics are not as well suited as others, e.g. ceramics.

Bei jedem EV-Generator muß unabhängig davon, ob eine Gleich­ spannung oder ein Impulssignal an die Kathode gelegt wird, der Stromkreis geschlossen werden. Hierzu wird mit einer Elektrode des EV eingefangen (außer im Fall der "elektrodenlosen" Quel­ len, die unten diskutiert sind) .With every EV generator, regardless of whether an equal voltage or a pulse signal is applied to the cathode, the Circuit be closed. This is done with an electrode of the EV (except in the case of the "electrodeless" source len discussed below).

Eine weitere Form eines EV-Generators ist allgemein bei 20 in Fig. 3 gezeigt und weist eine zylindersymmetrische Kathode 22 mit einem konischen Ende auf, das einer Anode/Fangelektrode 24 zugewandt, aber von dieser beabstandet angeordnet und ebenfalls zylindersymmetrisch ist. Der Arbeitsstromkreis enthält einen Lastwiderstand 26, über den die Anode 24 an Masse gelegt ist, während ein strombegrenzender Eingangswiderstand 28 zwischen die Kathode 22 und einen Eingangsanschluß 30 gelegt ist. Am Ausgangsanschluß 32 an der Anode 24 können zusätzliche System­ teile angeschlossen werden - bspw. eine Detektoreinrichtung (nicht gezeigt) wie ein Oszilloskop, mit dem über den Anschluß 32 das Aufschlagen von EVs auf der Anode ermittelt werden kann.Another form of EV generator is shown generally at 20 in FIG. 3 and has a cylindrically symmetrical cathode 22 with a conical end which faces an anode / capture electrode 24 but is spaced apart therefrom and is also cylindrically symmetrical. The working circuit includes a load resistor 26 , through which the anode 24 is grounded, while a current limiting input resistor 28 is connected between the cathode 22 and an input terminal 30 . Additional system parts can be connected to the output connection 32 on the anode 24 - for example a detector device (not shown) such as an oscilloscope with which the opening of EVs on the anode can be determined via the connection 32 .

Ein Gehäuse wie ein zylindrischer Glaskolben 34 kann vorgesehen sein, damit die Atmosphäre im Spalt zwischen der Kathode 22 und der Anode 24 sich auf ein Vakuum oder einen gewählten Gasdruck einstellen und kontrollieren läßt. Der rohrförmige Kolben 34 kann auf geeignete Weise verschlossen und mit Verbindungslei­ tungen (nicht gezeigt) zu einer Vakuumpumpe und/oder einer Gas­ versorgung versehen sein, um die Atmosphäre innerhalb des Kol­ bens einzustellen.A housing such as a cylindrical glass bulb 34 can be provided so that the atmosphere in the gap between the cathode 22 and the anode 24 can be adjusted and controlled to a vacuum or a selected gas pressure. The tubular piston 34 can be suitably closed and provided with connecting lines (not shown) to a vacuum pump and / or a gas supply to adjust the atmosphere within the piston.

Die Kathode 22 kann mit einem negativen Impuls oder mit Gleich­ spannung von etwa 2 kV relativ zur Anode angesteuert werden. Die Dauer des negativen Impulses kann einige Nanosekunden bis zur konstanten Gleichspannung betragen, ohne die EV-Produktion wesentlich zu beeinflussen. Bei großen Impulsbreiten muß der Eingangswiderstand 28 so gewählt werden, daß sich im Glaskolben keine Glühentladung halten kann. Bei Hochvakuum oder einem nie­ drigen Druck von bspw. 10-3 Torr läßt die Entladung sich leicht löschen und der Widerstand 28 kann entfallen; bei einer Gasat­ mosphäre mit höherem Druck muß jedoch der Widerstandswert zum Gasdruck passend so gewählt werden, daß die Entladung gelöscht wird. Zum Betrieb mit sowohl Vakuum als auch Gasatmosphäre und einer Impulsbreite von bspw. 0,1 µs ist ein typischer Wider­ standswert von 500 bis 1500 Q geeignet.The cathode 22 can be driven with a negative pulse or with DC voltage of about 2 kV relative to the anode. The duration of the negative pulse can be a few nanoseconds to constant DC voltage without significantly influencing EV production. With large pulse widths, the input resistor 28 must be selected so that no glow discharge can persist in the glass bulb. In a high vacuum or a low pressure of, for example, 10 -3 torr, the discharge can be easily extinguished and the resistor 28 can be omitted; in the case of a gas atmosphere with a higher pressure, however, the resistance value must be selected to match the gas pressure in such a way that the discharge is extinguished. A typical resistance value of 500 to 1500 Q is suitable for operation with both vacuum and gas atmosphere and a pulse width of 0.1 µs, for example.

Betreibt man den Generator 20 mit Hochvakuum, sollte vorzugs­ weise der Abstand zwischen der Kathode 22 und der Anode 24 bei an die Kathode gelegtem 2kV-Signal geringer als 1 mm sein. Für den Betrieb mit einer Gasatmosphäre von einigen Torr kann man den Abstand zwischen der Kathode 22 und der Anode 24 auf mehr als 60 cm vergrößern, sofern man am Glaskolben, wie gezeigt, eine Masseebene 36 anordnet. Diese Masseebene 36 kann teilweise oder vollständig um den Kolben 34 herumverlaufen. In speziellen Anwendungen läßt sich der Glaskolben 34 durch andere Anordnun­ gen zum Führen von EVs ersetzen, wie unten diskutiert, und ver­ schiedene Schaltungen lassen sich aufbauen, um die Eigenschaf­ ten der EVs vorteilhaft zu nutzen.If the generator 20 is operated with a high vacuum, the distance between the cathode 22 and the anode 24 should preferably be less than 1 mm when the 2 kV signal is applied to the cathode. For operation with a gas atmosphere of a few torr, the distance between the cathode 22 and the anode 24 can be increased to more than 60 cm, provided that a ground plane 36 is arranged on the glass bulb, as shown. This ground plane 36 can run partially or completely around the piston 34 . In special applications, the glass bulb 34 can be replaced by other arrangements for guiding EVs, as discussed below, and various circuits can be constructed to take advantage of the properties of the EVs.

3. Die Kathoden3. The cathodes

Die Kathoden (bspw. 12 und 22, wie oben diskutiert) lassen sich mit jeder geeigneten Technologie (Schleifen und Polieren, auch chemisches Ätzen) zulaufend fertigen, um eine Spitze zu errei­ chen, die spitz genug ist, um die Konzentration eines sehr starken Feldes an ihrem Ende zu erlauben. Unter normalen Bedin­ gungen wird beim Entstehen der EVs an der Spitze einer solchen Metallelektrode das Elektrodenmaterial zerstreut und die Spitze durch die in ihr verbrauchte Energie zerstört; die zum Erzeugen von EVs erforderliche Spannung nimmt dann zu. Die Kathode kann aber mit einer Quelle eines flüssigen Leiters verbunden sein, so daß die Elektrodenspitze sich sehr schnell regeneriert. Die Fig. 4 zeigt eine Metallelektrode 40, die von einer auf die Kathode aufgebrachten leitfähigen Substanz benetzt wird, so daß das Beschichtungsmaterial zur Elektrodenspitze wandern kann. Das wandernde Material erneuert das Ende der Elektrode und er­ hält die spitze Gestalt, während die Erzeugung der EVs an ihr sie erodieren will. Die Oberflächenspannung des Beschichtungs­ materials 42, dessen Zerstörung an der Spitze und das elektri­ sche Feld an der Kathode bewirken gemeinsam eine Wanderung der Beschichtungssubstanz zur Spitze.The cathodes (e.g. 12 and 22 , as discussed above) can be manufactured using any suitable technology (grinding and polishing, including chemical etching) in order to reach a tip that is pointed enough to concentrate a very strong field to allow at their end. Under normal conditions, when the EVs form at the tip of such a metal electrode, the electrode material is scattered and the tip is destroyed by the energy consumed in it; the voltage required to generate EVs then increases. However, the cathode can be connected to a source of a liquid conductor, so that the electrode tip regenerates very quickly. FIG. 4 shows a metal electrode 40 which is wetted by a cathode applied to the conductive substance, so that the coating material can migrate to the electrode tip. The migrating material renews the end of the electrode and it holds the pointed shape while the EVs on it want to erode it. The surface tension of the coating material 42 , its destruction at the tip and the electrical field at the cathode together cause the coating substance to migrate to the tip.

In der Fig. 5 ist die Elektrode 44 von einem Rohr 46 umgeben, wobei ein Ringspalt 48 zwischen der Außenfläche der Elektrode und der Innenfläche des Rohrs verbleibt. Dieser Spalt 48 nimmt einen Vorrat des Beschichtungsmaterials 50 auf, das in ihm durch seine Oberflächenspannung gehalten wird, aber die Kathode benetzt und zur Spitze der Kathode wandert, wobei es einen Be­ lag 52 auf dieser bildet, um eine ausreichend spitz zulaufende Kathodenspitze zu bilden. Dieses Rohr 46 ist vorzugsweise nichtleitend (bspw. Aluminiumoxid-Keramik), um eine unerwünsch­ te Elektronenemission vom Rohr sowie eine unerwünschte Wande­ rung des Benetzungsstoffs entlang des Rohrs zu vermeiden. An­ sonsten kann auch ein leitfähiges Rohr verwendet werden, sofern es der Kathodenspitze nicht zu nahe kommt, da es dann Elektro­ nen emittieren würde. Das Beschichtungsmaterial 50 kann im allgemeinen eine beliebige metallische Flüssigkeit wie Queck­ silber sein, das über eine bspw. aus Kupfer gefertigte Elek­ trode 44 wandert.In FIG. 5, the electrode 44 is surrounded by a tube 46, wherein an annular gap 48 remains between the outer surface of the electrode and the inner surface of the tube. This gap 48 receives a supply of the coating material 50 , which is held in it by its surface tension, but wets the cathode and moves to the tip of the cathode, forming a layer 52 thereon, in order to form a sufficiently tapered cathode tip. This tube 46 is preferably non-conductive (for example, alumina ceramic) in order to avoid an undesired electron emission from the tube and an undesired migration of the wetting material along the tube. Otherwise, a conductive tube can also be used, provided that it does not come too close to the cathode tip, since it would then emit electrons. The coating material 50 can generally be any metallic liquid, such as mercury, which migrates over an electrode 44 made , for example, of copper.

Die Kathoden 40, 44 der Fig. 4 bzw. 5 sind für die EV-Emission von einem bestimmten Punkt aus angelegt. Die rohrförmige Elek­ trode 54 der Fig. 6 ist an einem Ende konisch zu einer scharfen kreisförmigen Kante bzw. Kreislinie 56 ausgenommen, an der EVs erzeugt werden. Der zylindrische Abschnitt des Innenraums der Kathode 54 bildet aufgrund der Oberflächenspannung einen Vorrat des Beschichtungsmaterials 58 aus, das die konische Innenfläche der Kathode benetzt und an ihr entlang zur emittierenden Kante 56 wandert. Das Material 58 erneuert daher die Kreiskante 56, damit sie für die EV-Erzeugung ausreichend scharf bleibt.The cathodes 40 , 44 of FIGS. 4 and 5 are designed for EV emission from a certain point. The tubular electrode 54 of FIG. 6 is tapered at one end to a sharp circular edge 56 on which EVs are generated. Due to the surface tension, the cylindrical section of the interior of the cathode 54 forms a supply of the coating material 58 , which wets the conical inner surface of the cathode and migrates along it to the emitting edge 56 . The material 58 therefore renews the circular edge 56 so that it remains sufficiently sharp for the EV generation.

Für eine Quelle, die zur EV-Erzeugung wiederholt erregt werden kann, ist im allgemeinen ein wandernder Leiter auf einem leit­ fähigen Substrat erforderlich, das feldverstärkend gestaltet ist. Die scharfe Spitze einer Kathode (vergl. Fig. 4 oder 5) läßt sich weiterhin dadurch zuspitzen, daß der metallische Be­ lag auf ihr vom angelegten Feld zu einem mikroskopisch feinen Konus ausgezogen wird. Analog wird das Beschichtungsmaterial in einer Rohrkathode der in der Fig. 6 gezeigten Art infolge von Feldeffekten zur Kreiskante hin gezogen und bildet dort eine besonders scharfe Kante mit mikroskopisch feinen emittierenden Konusstrukturen aus.For a source that can be repeatedly excited for EV generation, a moving conductor on a conductive substrate is generally required, which is designed to be field-enhancing. The sharp tip of a cathode (see. Fig. 4 or 5) can be further pointed that the metallic Be lay on it from the applied field is pulled out to a microscopic cone. Analogously, the coating material is drawn towards the circular edge in a tube cathode of the type shown in FIG. 6 as a result of field effects and forms a particularly sharp edge with microscopic emitting cone structures there.

Zur Herstellung benetzter Kathoden läßt sich generell eine breite Vielfalt von Werkstoffen einsetzen. Für den Betrieb eines EV-Generators bei Zimmertemperatur läßt die Kathode sich typischerweise als mit Quecksilber beschichteter zugespitzter Kupferdraht aufbauen. Alternativ kann man das Quecksilber auf Silber oder Molybdän auftragen. Analog lassen sich Gallium-, Indium- oder Zinn-Blei-Legierungen zur Beschichtung einer gro­ ßen Anzahl von Substratmetallen verwenden, um Kathoden herzu­ stellen. Beispiele für Kathodenstrukturen zum Einsatz bei hohen Temperaturen sind mit Aluminium beschichtetes Titankarbid für den Betrieb bei 6000°C und mit Boroxidglas beschichtetes Wolfram für den Betrieb bei etwa 9000.In general, one can be used to produce wetted cathodes use a wide variety of materials. For the business of an EV generator at room temperature, the cathode typically as a pointed one coated with mercury Build up copper wire. Alternatively, you can put the mercury on Apply silver or molybdenum. Analogously, gallium, Indium or tin-lead alloys for coating a large Use a large number of substrate metals to create cathodes put. Examples of cathode structures for use at high  Temperatures are aluminum carbide coated for the Operation at 6000 ° C and tungsten coated with boron oxide glass for operating at around 9000.

Nichtmetallische leitfähige Beläge lassen sich ebenfalls verwen­ den. Bspw. sind Beläge aus mit Kalium- oder Natriumjodid dotier­ tem Glyzerin oder aus mit Salpetersäure dotiertem Nitroglyzerin erfolgreich auf einer Anzahl metallischer Substrate wie Kupfer, Nickel, Wolfram und Molybdän verwendet worden. Das Glyzerin wird durch die Säure nitriert bzw. dotiert und dem organischen Stoff so eine gewisse Leitfähigkeit erteilt. Wird das Beschichtungsma­ terial nur zu einer sehr dünnen Schicht aufgebracht, ist eine Dotierung zur Leitfähigkeitserteilung jedoch nicht nötig. Die Polarisierung des Stoffes reicht dann aus, um ihn in einem Feld zu bewegen und so zu einer feldverstärkenden Spitze zu pumpen.Non-metallic conductive coverings can also be used the. E.g. are coatings made of potassium or sodium iodide glycerin or from nitroglycerin doped with nitric acid successful on a number of metallic substrates such as copper, Nickel, tungsten and molybdenum have been used. The glycerin will nitrated or doped by the acid and the organic matter given a certain conductivity. If the coating measure only applied to a very thin layer is one However, doping is not necessary for conductivity assessment. The Polarization of the substance is then sufficient to place it in a field to move and pump to a field-enhancing tip.

Es ist einzusehen, daß der Betrieb einer benetzten Quelle - ins­ besondere bei unteratmosphärischem Druck oder gar im Vakuum - von einem Verdampfen des Benetzungsstoffs oder der Entwicklung gas­ förmiger Produkte begleitet ist. Dabei können abhängig vom Benet­ zungsstoff organische oder anorganische Gase entstehen. Die Feld­ emission wird von einem Strom in der Kathode begleitet, der sie aufheizt und den Benetzungsstoff verdampfen läßt. Die feldemit­ tieren Elektronen schlagen auf die Dampfteilchen und ionisieren sie. Die resultierende positive Ionenwolke verstärkt die Feldemission weiter bis zu einem explosionsartigen "Runaway"- Prozeß, der eine hohe örtliche Elektronendichte bewirkt.It can be seen that the operation of a wetted source - especially under subatmospheric pressure or even in a vacuum - is accompanied by evaporation of the wetting material or the development of gaseous products. Depending on the wetting agent, organic or inorganic gases can be generated. The field emission is accompanied by a current in the cathode, which heats it up and allows the wetting agent to evaporate. The field-emitting electrons hit the vapor particles and ionize them. The resulting positive ion cloud further intensifies the field emission up to an explosive "runaway" process, which causes a high local electron density.

Variationen der benetzten Kathoden können die Wanderung des Be­ netzungsmaterials fördern, verdampftes Material zur Quelle zu­ rückführen, die felderzeugende Struktur scharf halten und/oder dazu beitragen, daß die Ionisierungszeit kurz wird, um hohe Im­ pulsfrequenzen zur EV-Erzeugung zuzulassen. Um die von benetz­ ten Kathoden gebotene Regeneration ausnutzen zu können, muß die Impulsfrequenz des zur EV-Erzeugung an die Kathode gelegten Signals niedrig genug sein, um eine Wanderung des Beschich­ tungsmaterials zur Spitze bzw. Kante zwecks Wiederherstellung zwischen den Impulsen zuzulassen. Bei ausgedehnten bzw. Linien­ quellen wie der Kreiskathode 54 der Fig. 6 kann die Impulsfre­ quenz jedoch auf weiter höhere Werte angehoben werden als für Spitzkathoden praktisch sinnvoll ist, da es nicht erforderlich ist, die gesamte Linie zwischen den Impulsen durch eine Wande­ rung des Beschichtungsstoffes zu regenerieren. Irgendein Teil der Linienkathode bleibt im allgemeinen für die EV-Erzeugung scharf genug, nachdem anderswo auf der Linie EVs entstanden sind.Variations on the wetted cathodes can promote migration of the wetting material, return vaporized material to the source, keep the field-generating structure sharp, and / or help to keep the ionization time short to allow high pulse frequencies for EV generation. In order to take advantage of the regeneration offered by wetted cathodes, the pulse frequency of the signal applied to the EV generation at the cathode must be low enough to allow the coating material to migrate to the tip or edge for the purpose of restoration between the pulses. In the case of extensive or line sources such as the circular cathode 54 of FIG. 6, the impulse frequency can, however, be raised to values which are higher than is practical for pointed cathodes, since it is not necessary to cover the entire line between the pulses due to a change in the coating material to regenerate. Some portion of the line cathode generally remains sharp enough for EV generation after EVs have been formed elsewhere on the line.

Die Fig. 7 zeigt einen EV-Generator 60 mit einer keramischen Basis 60 und einer planaren (Oberflächen-) Kathode 64 auf deren einer und einer planaren Anode (Gegenelektrode) 66 auf der an­ deren Seite in einer der Kathode zugewandten Lage. Die Kathode 64, die effektiv eine andere Form einer ausgedehnten bzw. Lini­ enquelle ist, kann mit einem Metallhydrid wie bspw. Zirkon- oder Titanhydrid beschichtet sein, um EVs zu erzeugen. Die Wirksamkeit einer solchen Kathode bleibt erhalten, sofern das Hydrid mit Wasserstoff versorgt wird. Dies ist möglich, indem man den Generator (die Quelle) in einer Wasserstoffatmosphäre so betreibt, daß die Kathode im Thyratron-Modus arbeitet; es handelt sich hierbei um eine bekannte Hydrid-Regenerations­ technik. Da jedoch kein Benetzungsmaterial dem Kathodengrund­ material zufließt, ist nach einer gewissen Einsatzzeit das Beschichtungsmaterial zerstreut und läßt die Quelle sich nicht mehr erregen. Daher hat im allgemeinen eine Oberflächenquelle 64 eine kürzere Standzeit als Kathoden, die mit einem wandern­ den Benetzungsstoff beschichtet sind, wie die in Fig. 4-6 gezeigten. Weitere Einzelheiten des Aufbaus und der Arbeits­ weise eine Oberflächengenerators der in Fig. 7 gezeigten Art sind weiter unten erläutert. FIG. 7 shows an EV generator 60 with a ceramic base 60 and a planar (surface) cathode 64 on its one side and a planar anode (counter electrode) 66 on its side in a position facing the cathode. The cathode 64 , which is effectively another form of an expanded line source, can be coated with a metal hydride such as zirconium or titanium hydride to produce EVs. The effectiveness of such a cathode is retained if the hydride is supplied with hydrogen. This is possible by operating the generator (the source) in a hydrogen atmosphere so that the cathode operates in thyratron mode; it is a known hydride regeneration technology. However, since no wetting material flows into the cathode base material, the coating material is dispersed after a certain period of use and the source can no longer be excited. Therefore, a surface source 64 generally has a shorter life than cathodes coated with a migrating wetting agent, such as those shown in Figs. 4-6. Further details of the structure and the way of working a surface generator of the type shown in Fig. 7 are explained below.

4. Separatoren4. Separators

Im allgemeinen wird die Erzeugung von EVs begleitet von einer Plasmaentladung mit Ionen und disorganisierten Elektronen all­ gemein dort, wo die EVs an der Kathode entstehen, wobei die Plasmaladungsdichte mindestens 106 Elektronenladungen/µm3 und typischerweise 108 Elektronenladungen/µm3 beträgt. Bei ver­ hältnismäßig geringem Abstand zwischen Kathode und Anode der Quelle liegt die die EV-Bildung begleitende hohe Plasmadichte gewöhnlich als örtlicher Funken vor. Mit zunehmendem Abstand Kathode-Anode ist die EV-Erzeugung und -Übertragung von der Bildung von Streamern, d.h. angeregten Ionen in einem Gaszu­ stand entlang der Bahn eines EVs begleitet, die bei Elektronen­ übergängen Licht emittieren. Wie bereits erwähnt, weist ein EV selbst eine extrem hohe Gesamtladungsdichte auf. Typischerweise kann ein Kettenring aus zehn EV-Perlen mit jeweils etwa 1 µm Breite 1012 Elektronenladungen enthalten und läuft bei 1/10 der Lichtgeschwindigkeit innerhalb von 10-14s an einem Punkt vor­ bei; diese hohe Stromdichte läßt sich von einem gewöhnlichen Elektronenstrom leicht unterscheiden. Im Fall von Impulsquellen ist zusätzlich zur externen Ladungserzeugung, die die EV-Erzeu­ gung begleiten kann, mit der Bildung eines EVs für jeden an die Kathode gelegten Impuls zu rechnen.In general, the generation of EVs is accompanied by a plasma discharge with ions and disorganized electrons generally where the EVs are formed on the cathode, the plasma charge density being at least 10 6 electron charges / µm 3 and typically 10 8 electron charges / µm 3 . With a relatively small distance between the cathode and the anode of the source, the high plasma density accompanying the EV formation is usually present as a local spark. With increasing distance from cathode to anode, EV generation and transmission is accompanied by the formation of streamers, ie excited ions in a gas state, along the path of an EV, which emit light at electron transitions. As already mentioned, an EV itself has an extremely high total charge density. Typically, a chain ring of ten EV beads, each about 1 µm wide, can contain 10 12 electron charges and runs at a point at 1/10 of the speed of light within 10 -14 s; this high current density can easily be distinguished from an ordinary electron current. In the case of pulse sources, in addition to the external charge generation that can accompany the EV generation, the formation of an EV is to be expected for each pulse applied to the cathode.

Die verschiedenen Komponenten der bei der EV-Entstehung vor­ liegenden Plasmaentladung gelten für das EV als Verunreinigung und werden vorzugsweise von den sich fortbewegenden EVs abge­ trennt. Dies kann bspw. erfolgen, indem man die EV-Quelle in einen Separator einschließt oder eine Apertur oder kleine Führungsnut zwischen der Quelle und der Fangelektrode (Anode) anordnet. Auf dem Mantel ist die für die EV-Erzeugung verwen­ dete Gegenelektrode angeordnet. Die Verunreinigungen aus der Entladung werden dann innerhalb des Separators zurückgehalten, während die EVs ihn durch die Apertur oder Nut zur Fangelek­ trode hin verlassen können. The various components of the EV emergence lying plasma discharge are considered as contamination for the EV and are preferentially detached from the moving EVs separates. This can be done, for example, by moving the EV source into includes a separator or an aperture or small Guide groove between the source and the target (anode) orders. On the jacket is used for EV generation Dete counter electrode arranged. The impurities from the Discharge are then retained within the separator, while the EVs take him through the aperture or groove to the Fangelek can leave trode.  

Ein EV-Generator, wie er allgemein mit dem Bezugszeichen 70 in Fig. 8 gezeigt ist, hat eine zylindersymmetrische Spitzkathode 72 bspw. aus mit Quecksilber benetztem Kupfer sowie eine Flach­ anode 74 und ist mit einem zylindersymmetrischen Separator 76 ausgerüstet. Der Separator 76 weist ein allgemein rohrförmiges Element vorzugsweise aus einem Dielektrikum wie bspw. einer Aluminiumoxid-Keramik auf, das sich über die Spitze der Kathode 72 hinaus in einem Bereich 78 mit kegelstumpfförmiger Außen­ und Innenfläche (letztere mit kleinerem Kegelwinkel) zu einer Öffnung 80 verjüngt, die die verhältnismäßig scharfe Kreiskante am Ende des Rohrelements umgreift. Besteht der Tunnel 76 aus einem dielektrischen Werkstoff, ist eine Gegenelektrode 82 auf der Außenfläche des Tunnels ausgebildet und wird auf einem zur Kathode 72 positiven Potential gehalten, während die Anode 74 positiver als die Gegenelektrode ist. Typischerweise können die Spannungswerte im Bereich von 4 kV, 2 kV und 0 V auf der Fang­ anode 74, der Gegenelektrode 82 bzw. der Kathode 72 liegen. Die Elektrode 82 liefert nicht nur das positive Potential zur Bildung der EVs, sondern wirkt auch als Gegenelektrode für die Bewegung der EVs durch die Öffnung 80, während die versetzte Anode 74 bspw. eine Last darstellt und durch eine beliebige andersartige Nutzlast ersetzt werden kann. Andere Stoffe wie Halbleiter lassen sich zur Herstellung des Tunnels 76 mit ge­ eigneter Isolation gegenüber der Kathode 72 verwenden. In die­ sen Fällen kann das Tunnelmaterial selbst als Gegenelektrode dienen. An EV generator, as shown generally by the reference numeral 70 in FIG. 8, has a cylindrical symmetrical pointed cathode 72, for example made of copper wetted with mercury, and a flat anode 74 and is equipped with a cylindrical symmetrical separator 76 . The separator 76 has a generally tubular element, preferably made of a dielectric such as, for example, an aluminum oxide ceramic, which tapers beyond the tip of the cathode 72 in an area 78 with a frustoconical outer and inner surface (the latter with a smaller cone angle) to an opening 80 which engages around the relatively sharp circular edge at the end of the tubular element. If the tunnel 76 is made of a dielectric material, a counter electrode 82 is formed on the outer surface of the tunnel and is kept at a potential positive to the cathode 72 , while the anode 74 is more positive than the counter electrode. Typically, the voltage values can be in the range of 4 kV, 2 kV and 0 V on the capture anode 74 , the counter electrode 82 and the cathode 72, respectively. The electrode 82 not only provides the positive potential for the formation of the EVs, but also acts as a counterelectrode for the movement of the EVs through the opening 80 , while the offset anode 74 represents, for example, a load and can be replaced by any other payload of any kind. Other materials such as semiconductors can be used to produce the tunnel 76 with suitable insulation from the cathode 72 . In these cases, the tunnel material itself can serve as a counter electrode.

Da ein EV in einen dielektrischen Separator 76 eine Bildladung influenziert, wird es zur dielektrischen Oberfläche hin angezo­ gen. Die verschiedenen Verunreinigungen der erzeugenden Entla­ dung (einschl. Elektronen und Ionen) lassen sich mit dem Tun­ nelseparator 76 abstoßen und gleichzeitig die EVs zum Tunnel hin anziehen. Die EVs treten dann durch die Öffnung 80 von Ver­ unreinigungen frei aus, die innerhalb des Separators 76 zurück­ gehalten werden. Der Querschnitt der Öffnung 80 muß so gewählt sein, daß sie einen Austritt der EVs erlaubt, aber gleichzeitig so eng, daß sie die Verunreinigungen aus der Entladung zurück­ hält und deren Durchgang durch sie verhindert.Since an EV influences an image charge in a dielectric separator 76 , it is attracted to the dielectric surface. The various contaminants of the generating discharge (including electrons and ions) can be repelled with the tunnel separator 76 and at the same time the EVs towards the tunnel attract. The EVs then exit through the opening 80 of contaminants that are retained within the separator 76 . The cross section of the opening 80 must be selected so that it allows the EVs to exit, but at the same time so narrow that it retains the contaminants from the discharge and prevents them from passing through them.

Der Aufbau des Generators 70 mit einem rohrförmigen Separator 76 mit einer kleinen Öffnung 80 ist verhältmäßig zweckmäßig für den Einsatz verschiedenartiger Atmosphären zwischen der Kathode 72 und der Anode 74. Bspw. kann auf der Austrittsseite der Öff­ nung 80 des Separators 76 ein Vakuum oder ein gewählter Gas­ druck herrschen. Im Inneren des Separators 76, in dem die Ka­ thode 72 angeordnet ist, kann nach Wunsch mit einem von der Austrittsseite unterschiedlichen Vakuum- oder Gasbereich ver­ bunden sein. Zur Aufrechterhaltung der gewünschten Atmosphären lassen sich geeignete Pumpeinrichtungen vorsehen.The construction of the generator 70 with a tubular separator 76 with a small opening 80 is relatively expedient for the use of different atmospheres between the cathode 72 and the anode 74 . E.g. a vacuum or a selected gas pressure may prevail on the outlet side of the opening 80 of the separator 76 . Inside the separator 76 , in which the Ka method 72 is arranged, can be connected to a different vacuum or gas area from the outlet side, if desired. Suitable pumping devices can be provided to maintain the desired atmospheres.

Während der oben gezeigte und beschriebene Separator 76 trich­ terförmig gestaltet ist, hat sich ergeben, daß ein eckiges Kästchen (nicht gezeigt) mit einer kleinen Öffnung ähnlich der Öffnung 80 zum Durchgang der EVs gut dazu geeignet ist, die EVs vom Rest der elektrischen Entladung zu trennen, bei dem es sich, wie bereits dargelegt, um Elektronen, positive und nega­ tive Ionen, neutrale Partikel und Photonen handeln kann.While the separator 76 shown and described above is funnel-shaped, it has been found that a square box (not shown) with a small opening similar to the opening 80 for passage of the EVs is well suited to isolate the EVs from the rest of the electrical discharge separate, which, as already explained, can be electrons, positive and negative ions, neutral particles and photons.

Die Fig. 9 zeigt allgemein mit dem Bezugszeichen einen EV-Gene­ rator mit einem Separator für den Einsatz in einem planaren Ge­ neratoraufbau. Eine dielektrische Basis 86 ist mit einer Obera­ flächenkathode 88 versehen. Ein Separator in Form einer dielek­ trischen Abdeckung 90 erstreckt sich über die Kathode 88 und über sie hinaus und läuft zu einer schrägen Außenfläche aus, die mit einer flacher schrägverlaufenden Innenfläche gemeinsam eine verhältnismäßig scharfe Kante bildet, die in einem kurzen Abstand 92 über der Basis 86 endet. Wie die Fig. 10 zeigt, ist der Separator 90 auch in Querrichtung an der Kante zur Lücke 92 hin zugespitzt und weist weiterhin Wandungen 94 auf, die mit der geschrägten Innenfläche zusammen den zwischen der Separa­ torabdeckung und der Basis 86 eingeschlossenen Raum begrenzen. Die flache Außenfläche der Abdeckung 90 ist teilweise mit einer Gegenelektrode 96 beschichtet, die über etwa 2/3 der Länge der schrägen Außenfläche der Abdeckung abwärtsverläuft und ein ge­ genüber der Kathode 80 positives Potential zur Erzeugung und Fortbewegung von EVs führt. Eine Targetanode 98 auf der entge­ gengesetzten Seite der Keramikbasis 86 fängt die EVs auf und kann durch eine andere Last zur Handhabung und/oder Nutzung der erzeugten EVs ersetzt sein. Fig. 9 shows generally with the reference numeral an EV generator with a separator for use in a planar Ge generator structure. A dielectric base 86 is provided with a surface cathode 88 . A separator in the form of a dielectric cover 90 extends over and beyond the cathode 88 and terminates in an inclined outer surface which, together with a flat, inclined inner surface, forms a relatively sharp edge which is a short distance 92 above the base 86 ends. As shown in FIG. 10, the separator 90 is also tapered in the transverse direction at the edge towards the gap 92 and furthermore has walls 94 which, together with the slanted inner surface, delimit the space enclosed between the separator gate cover and the base 86 . The flat outer surface of the cover 90 is partially coated with a counter electrode 96 , which runs down about 2/3 of the length of the inclined outer surface of the cover and a ge compared to the cathode 80 leads to positive potential for generating and moving EVs. A target anode 98 on the opposite side of the ceramic base 86 catches the EVs and can be replaced by another load for handling and / or using the generated EVs.

Der Separator 90 arbeitet im wesentlichen wie der Separator 76 der Fig. 8, indem die an der Kathode 88 in Fig. 9 erzeugten EVs von der Gegenelektrode 96 auf der Abdeckung 90 zur Öffnung 92 angezogen werden, während Verunreinigungen aus der Entladung in­ nerhalb der Abdeckung 96 verbleiben. Alternativ kann die Kathode 88 in eine (nicht gezeigte) Nut, die über die Rückseite der Abdeckung 90 verläuft, und die Abdeckung auf die Basis 86 aufgesetzt sein. Eine kleine Nut kann auf der Unterseite der Abdeckung oder auf der Basis im Bereich 92 vorgesehen sein, um EVs zu gestatten, die umschließende Abdeckung zu verlassen. Die Nut der Kathode 88 kann weiter durch den Bereich 92 verlaufen, damit die EVs unter der Abdeckung 90 hindurch austreten können. Weiterhin kann die Gegenelektrode 96 entfallen, wenn die Anode 98 nach links (in Fig. 9) unter den Bereich 92 verläuft.The separator 90 operates essentially like the separator 76 of FIG. 8 in that the EVs generated on the cathode 88 in FIG. 9 are attracted by the counterelectrode 96 on the cover 90 to the opening 92 , while contaminants from the discharge within the cover 96 remain. Alternatively, the cathode 88 can be placed in a groove (not shown) which extends over the rear of the cover 90 and the cover on the base 86 . A small groove may be provided on the underside of the cover or on the base in area 92 to allow EVs to leave the enclosing cover. The groove of the cathode 88 can continue through the area 92 so that the EVs can exit under the cover 90 . Furthermore, the counter electrode 96 can be omitted if the anode 98 runs to the left (in FIG. 9) under the region 92 .

Die Basis 86 und die Abdeckung 90 können aus Keramikwerkstoff wie Aluminiumoxid hergestellt sein, während es sich bei der Gegenelektrode 96 und der Anode 98 um eine leitfähige Schicht aus bspw. auf das Keramiksubstrat aufgebranntem Silber handeln kann. Die Kathode 88 kann bspw. aus auf das Dielektrikum aufgebranntem Silber hergestellt und mit Quecksilber benetzt sein.The base 86 and the cover 90 can be made of ceramic material such as aluminum oxide, while the counter electrode 96 and the anode 98 can be a conductive layer made of silver, for example, baked onto the ceramic substrate. The cathode 88 can be made, for example, of silver burned onto the dielectric and can be wetted with mercury.

Andere Beschichtungsverfahren zur Erstellung von Leiterbahnen wie Aufdampfen ("thermal evaporation") oder Sputtern lassen sich zur Bildung der Gegenelektroden der beiden Separatoren 76 und 90 der Fig. 8 bzw. 9 anwenden. Die von den Separatoren dargestellten Öffnungen müssen klein genug sein, um den Durchgang von EVs zu gestatten, die Verunreinigungen aus der Entladung aber zurückzuhalten. Bspw. kann die Öffnung 80 des Separators 76 in Fig. 8 für einen mit 2 kV arbeitenden Generator bei einer Kreislippendicke von etwa 0,025 cm einen Durchmesser von etwa 0,05 mm haben. Die Lippen- und Öffnungsabmessungen des Separa­ tors 90 der Fig. 9 können in der gleichen Größenordnung liegen. In beiden Fällen erlauben kleinere Öffnungen niedrigere Span­ nungen, filtern aber die Verunreinigungen dennoch wirksam aus. Im allgemeinen ist die genaue Querschnittgestalt des Separators für seine Filterfunktion nicht überwiegend wichtig.Other coating methods for creating conductor tracks such as vapor deposition ("thermal evaporation") or sputtering can be used to form the counter electrodes of the two separators 76 and 90 in FIGS. 8 and 9, respectively. The openings represented by the separators must be small enough to allow the passage of EVs, but to retain the contaminants from the discharge. E.g. , the opening 80 of the separator 76 in FIG. 8 for a generator operating at 2 kV with a circular lip thickness of about 0.025 cm a diameter of about 0.05 mm have. The lip and opening dimensions of the separator 90 of FIG. 9 can be of the same order of magnitude. In both cases, smaller openings allow lower voltages, but still filter out the impurities effectively. In general, the exact cross-sectional shape of the separator is not primarily important for its filter function.

5. RC-Führungen5. RC guides

Generell wirkt eine Anode bei der Herstellung eines zur Erzeu­ gung von EVs geeigneten elektrischen Potentials mit einer Kathode zusammen und kann als Target oder Last des Generators dienen, auf das bzw. die die EVs aufschlagen. Im allgemeinen treffen die EVs auf eine Gegenelektrode nicht auf; diese dient vielmehr zur Steuerung bzw. Beeinflussung der EVs und kann bei der Erzeugung von EVs vorgesehen sein. Bspw. tragen die Gegen­ elektroden 82 und 96 der Fig. 8 bzw. 9 dazu bei, die EVs aus dem Bereich der EV-Entstehung an der jeweiligen Kathode abzu­ ziehen. Die EVs laufen jedoch weiter und schlagen potentiell auf die Anode 74 bzw. 98 auf, obgleich beide Gegenelektroden 82, 96 auch mit ihrer Spannung zur EV-Bildung beitragen. Wie im folgenden ausführlicher diskutiert, kann ein EV auf oder nahe an einer Oberfläche einer Dielektrikums entlanglaufen, das in seine Ausbreitungsbahn eingebracht worden ist. Wird eine Mas­ seebene bzw. Gegenelektrode mit geeignetem positivem Potential relativ zur erzeugenden Kathode auf der entgegengesetzten Seite des Dielektrikums angeordnet, wird das kathodenseitig über das Dielektrikum laufende EV durch dieses hindurch zur Gegenelek­ trode angezogen. Diese Anziehung kann dazu ausgenutzt werden, den Weg des EVs entlang des Dielektrikums zu beeinflussen, wie im folgenden - insbesondere für den Fall von RC-(Widerstands/- Kapazitäts-)-Führungen für EVs - ausführlicher erläutert.In general, an anode interacts with a cathode in the production of an electrical potential suitable for generating EVs and can serve as a target or load of the generator on which the EVs strike. In general, the EVs do not strike a counter electrode; rather, it serves to control or influence the EVs and can be provided when generating EVs. E.g. the counter electrodes 82 and 96 of FIGS. 8 and 9 contribute to subtracting the EVs from the area of EV formation at the respective cathode. However, the EVs continue to run and potentially strike the anode 74 and 98 , respectively, although both counter electrodes 82 , 96 also contribute to the EV formation with their voltage. As discussed in more detail below, an EV can run on or near a surface of a dielectric that has been introduced into its propagation path. If a plane or counterelectrode with a suitable positive potential is arranged relative to the generating cathode on the opposite side of the dielectric, the EV on the cathode side is drawn through the dielectric through it to the counterelectrode. This attraction can be utilized to influence the path of the EVs along the dielectric, as in the following - in particular in the case of RC (resistor / - capacity -) - guides for EVs - explained in more detail.

Wird ein EV auf einer dielektrischen Struktur gerichtet, auf dessen anderer Seite sich eine Gegenelektrode oder eine Anode mit relativ positivem Potential befindet, kann das EV scheinbar regellos über die Oberfläche des Dielektrikum laufen. Die Bahn des EVs wird jedoch von örtlichen elektrischen Effekten wie der dielektrischen Polarisierbarkeit und der Oberflächenladung, der Oberflächentopologie, der Dicke des Dielektrikums und dem An­ fangspotential der Gegenelektrode sowie deren Leitfähigkeit be­ stimmt. Der wesentlichste Mechanismus, der die Bewegung von EVs auf dielektrischen Oberflächen beeinflußt, ist die Polari­ sierbarkeit des Dielektrikums, infolge der eine Bildkraft ent­ steht, die das EV zum Dielektrikum hin anzieht, es aber nicht fortbewegt. Auch wenn eine Gegenelektrode mit geeignetem Po­ tential fehlt, zieht die influenzierte Bildladung ein EV zur Oberfläche des Dielektrikums hin an. Das EV kann nun aber nicht in das Dielektrikum eindringen. Folglich zeigt das EV die Nei­ gung, über die Oberfläche des Dielektrikums zu wandern; er­ reicht es dabei eine Kante oder Ecke, wird es diese im allge­ meinen umrunden. Wie bereits erwähnt, zeigen EVs die Neigung, feinen Strukturdetails zu folgen, und dies manifestiert sich an dem Führungseffekt, den Oberflächenkratzer und -fehler ausüben. Allgemein läßt sich sagen, daß bei einem Schnitt zweier dielek­ trischer Flächen oder Ebenen unter einem Winkel von weniger als 180° das EV entlang der Schnittlinie geführt wird.If an EV is directed onto a dielectric structure, on the other side of which is a counter electrode or an anode with a relatively positive potential, the EV can seemingly run randomly over the surface of the dielectric. The train of the EV, however, is affected by local electrical effects like that dielectric polarizability and surface charge, the Surface topology, the thickness of the dielectric and the An trapping potential of the counter electrode and its conductivity Right. The main mechanism that controls the movement of Influenced EVs on dielectric surfaces is the polari sibility of the dielectric, as a result of which an image power ent that attracts the EV towards the dielectric, but not it moved. Even if a counter electrode with a suitable butt is potentially missing, the influenced image charge draws an EV Surface of the dielectric. However, the EV cannot penetrate into the dielectric. Hence the EV shows the Nei enough to travel across the surface of the dielectric; he  if an edge or corner is enough, it will be this in general circle my. As mentioned earlier, EVs show the tendency to follow subtle structural details, and this manifests itself the guiding effect that surface scratches and flaws exert. In general it can be said that when two dielek surfaces or planes at an angle of less than 180 ° the EV is guided along the cutting line.

Die Fig. 11 und 12 zeigen allgemein bei 100 ein EV-Führungsbau­ teil mit einem dielektrischen Basiselement 102 mit einer glat­ ten Nut 104, die die Führung verbessert. Eine planare Gegen­ elektrode 106 deckt den größten Teil der der Nut 104 entgegen­ gesetzten Oberfläche der Basis 102 ab und kann auf einem ge­ genüber der emittierenden Kathode, die allgemein auf ein Ende der Nut gerichtet ist, positiven Potential gehalten sein. Die Führung 100 kann bspw. gemeinsam mit einem EV-Generator der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Art und einem Separator der in den Fig. 9 und 10 gezeigten Art Einsatz finden. Jedoch ist eine derartige Führung 100 für die Verwendung mit praktisch jeder EV-Quelle sowie anderen Systemteilen geeignet. Eine optionale Abdeckung 108 ebenfalls aus dielektrischem Werkstoff ist in der Fig. 11 dargestellt und auf der Basis 102 aufliegende über die Nut 104 gelegt. FIGS. 11 and 12 show, generally at 100, an EV-Führungsbau in part with a dielectric base member 102 with a glat th groove 104, which improves the lead. A planar counterelectrode 106 covers most of the surface of the base 102 opposite the groove 104 and can be held at a positive potential relative to the emitting cathode, which is generally directed to one end of the groove. The guide 100 can be used, for example, together with an EV generator of the type shown in FIGS. 1 and 2 and a separator of the type shown in FIGS. 9 and 10. However, such a guide 100 is suitable for use with virtually any EV source and other system parts. An optional cover 108, also made of dielectric material, is shown in FIG. 11 and placed on the base 102 over the groove 104 .

Die Nut 104 braucht nur wenige Mikrometer breit und tief zu sein, um EVs in kleiner Anzahl zu führen. Mit zunehmender zu führender Leistung und Anzahl der zu führenden EVs reicht je­ doch der Platz nicht mehr aus; die Nut muß dann vergrößert werden. Die Querschnittsgestalt der Nut 104 ist für ihre Fä­ higkeit, EVs zu führen, nicht elementar wichtig. Mit von einem Generator der in den Fig. 1 & 2 oder der Fig. 3 gezeigten Art erzeugten EVs, die von einem Separator der in der Fig. 8 bzw. Fig. 9 und 10 gezeigten Art in ein Führungselement der in den Fig. 10 und 11 gezeigten Art eingekoppelt wird, das eine di­ elektrisch Basis aus geschmolzenem Siliziumoxid ("fused silica") oder Aluminiumoxid einer Gesamtdicke von 0,254 mm mit einer Nut 104 einer Tiefe und Breite von jeweils 0,05 mm aufweist, läßt der Führungseffekt sich demonstrieren.The groove 104 need only be a few micrometers wide and deep to carry EVs in small numbers. However, with increasing performance to be managed and the number of EVs to be managed, there is no longer enough space; the groove must then be enlarged. The cross-sectional shape of the groove 104 is not of fundamental importance for its ability to carry EVs. With a generator, the in Figs. 1 & 2 or Fig. Kind EVs generated 3 shown, of a separator in Fig. 8 or FIG. Kind shown 9 and 10 in a guide member shown in Figs. 10 11 and 11, which has a dielectric base made of fused silica or aluminum oxide with a total thickness of 0.254 mm and a groove 104 with a depth and width of 0.05 mm each, the guiding effect can be demonstrated.

Die Fig. 13 und 14 zeigen allgemein bei 110 eine Abänderung einer planaren Führung mit einer dielektrischen Basis 112 mit einer dielektrischen Kachel 114, die auf die Basis aufgesetzt und geeignet auf ihr festgelegt ist. Der Schnitt der Oberfläche der Basis 112 mit der Oberfläche der Kachel unter einem Winkel von 900 (d.h. der Hälfte bspw. der Nut 104 der Fig. 11 & 12) ergibt eine 900-V-Kerbe, entlang der sich EVs fortbewegen können. Der Führungseffekt wird jedoch durch die gezeigte Fase von etwa 450 entlang der der Basis zugewandten Kachelfläche verbessert, die die allgemein bei 116 gezeigte Nut ergibt. Eine Gegenelektrode 118 ist auf der der Kachel 114 entgegengesetzten Seite der Basis 112 angeordnet. Mehrere Kacheln 114 mit einer gefasten Kante zur Bildung bspw. einer Nut 116 kann entlang der Basis 112 in einem Mosaikmuster angeordnet sein, um einen längeren Laufweg anzulegen. Die Führung 110 läßt sich gemeinsam mit praktisch jedem anderen Systemteil zur Erzeugung, Handha­ bung und/oder Nutzung von EVs einsetzen. FIGS. 13 and 14 show, generally at 110 is a modification of a planar guide with a dielectric base 112 with a dielectric tile 114, which is mounted on the base and appropriately set on it. The intersection of the surface of the base 112 with the surface of the tile at an angle of 900 (ie, half, for example, the groove 104 of FIGS. 11 & 12) results in a 900 V notch along which EVs can travel. However, the guiding effect is enhanced by the chamfer shown of about 450 along the base facing tile surface, which results in the groove generally shown at 116 . A counter electrode 118 is arranged on the side of the base 112 opposite the tile 114 . A plurality of tiles 114 with a chamfered edge to form a groove 116 , for example, can be arranged along the base 112 in a mosaic pattern in order to create a longer walking path. The guide 110 can be used together with virtually any other system part for the generation, handling and / or use of EVs.

Der Führungseffekt auf ein EV läßt sich verbessern durch Ver­ wendung einer rohrförmigen dielektrischen Führung, in deren Innenraum es sich fortbewegt. Die Fig. 15 zeigt eine rohr­ förmige dielektrische Führung 120 mit einer im Querschnitt kreisförmigen, glatten Innenfläche 122 und einer als Gegen­ elektrode 124 wirkenden Beschichtung auf der Außenseite. Die Querschnittsfläche des Innenraums 122 sollte geringfügig größer sein als die zu führende EV-Perle oder Perlenkette, um beste Fortwegungseigenschaften zu erreichen.The guiding effect on an EV can be improved by using a tubular dielectric guide, in the interior of which it moves. Fig. 15 shows a tubular dielectric guide 120 with a circular cross-section, smooth inner surface 122 and a counter electrode 124 acting coating on the outside. The cross-sectional area of the interior 122 should be slightly larger than the EV pearl or pearl necklace to be guided in order to achieve the best propagation properties.

Der Glaskolben 34 mit der umgebenden Massefläche 36, der mit dem Generator 20 in Fig. 3 gezeigt ist, stellt eine Führung der in der Fig. 15 gezeigten Art dar. Für andere Anwendungen kann man anstelle des Kolbens 34 der Fig. 3 eine andersartige Führung verwenden.The glass bulb 34 with the surrounding ground surface 36 , which is shown with the generator 20 in FIG. 3, represents a guide of the type shown in FIG. 15. For other applications, a different type of guide can be used instead of the piston 34 of FIG. 3 use.

Die Fig. 16 zeigt eine Führung, die allgemein als Umkehrung der der Fig. 14 aufgebaut ist, nämlich mit einem rohrförmigen die­ lektrischen Element 126 mit einem Innenraum 128, der innen mit einer inneren Gegenelektrode 130 beschichtet ist; die allgemein zylindrische Außenfläche 132 dient als Führungsfläche, die mit der dielektrischen Struktur selbst und der Gegenelektrode 130 zusammenwirkt. In diesem Fall kann ein EV entlang der Außenflä­ che laufen und wird dabei durch die von ihm selbst influenzier­ te Bildladung sowie von der auf einem relativ positiven Poten­ tial gehaltene Gegenelektrode 130 zur Führung hin angezogen. FIG. 16 shows a guide which is constructed generally as an inverse of that of FIG. 14, namely with a tubular dielectric element 126 with an interior 128 which is coated on the inside with an inner counter electrode 130 ; the generally cylindrical outer surface 132 serves as a guide surface which interacts with the dielectric structure itself and the counter electrode 130 . In this case, an EV can run along the outer surface and is attracted to the guide by the image charge that is influenced by itself and by the counter electrode 130 held at a relatively positive potential.

Im allgemeinen lassen die dielektrischen Führungen der Fig. 11 -16 sowie auch andere dielektrische Komponenten sich dotieren, um ihnen eine begrenzte Leitfähgikeit zu erteilen und so Streu­ ladungen zu begrenzen bzw. zu kontrollieren, wie im folgenden ausführlicher erläutert. Ein innerhalb der führenden Struktur einer RC-Führung laufendes EV erzeugt auf dieser eine zeitwei­ lige Ladung, wie bereits festgestellt, und ein weiteres EV wird den Hochladungsbereich des ersten EVs nicht sofort betreten, bevor diese nicht nach dem Durchgang des EVs vom Dielektrikum verschwunden ist.In general, the dielectric guides of FIGS. 11-16, as well as other dielectric components, can be doped to give them limited conductivity and thus limit or control stray charges, as discussed in more detail below. An EV running within the leading structure of an RC guide generates a temporary charge on it, as already stated, and another EV will not enter the upload area of the first EV immediately until it has disappeared from the dielectric after the EV has passed through.

Ist die Nut bzw. der Tunnel, die oder der als Führung durch oder über ein dielektrisches Material verwendet wird, im Querschnitt verglichen mit der Größe eines EV zu schmal, kann das sich entlang der Führung bewegende EV effektiv in das Führungsmaterial einschneiden, um seinen Laufweg zu verbrei­ tern. Nachdem ein EV auf diese Weise einen Kanal aufgebohrt hat, wird das dielektrische Material von nachfolgenden EVs in der Führung nicht weiter beschädigt. Typischerweise nimmt ein Kanal mit einer Seitenausdehnung von etwa 20 µm EVs ohne Auf­ bohren auf. Dieser Wert entspricht etwa der seitlichen Aus­ dehnung einer zu einem Ring geschlossenen Kette aus EV-Perlen, der sich mit einer gegebenen Quelle erzeugen läßt. Die Füh­ rungsnut läßt sich im Querschnitt größer oder kleiner ausfüh­ ren, um - je nach den Bedingungen ihrer Erzeugung - größere oder kleinere EVs aufnehmen zu können.If the groove or tunnel used as a guide through or over a dielectric material is too narrow in cross-section compared to the size of an EV, the EV moving along the guide can effectively cut into the guide material to increase its travel to widen. After an EV drills a channel in this way, the dielectric material of subsequent EVs in the guide is not further damaged. Typically, a channel with a side dimension of approximately 20 µm receives EVs without drilling. This value corresponds approximately to the lateral expansion of a chain made of EV beads which is closed to form a ring and which can be produced with a given source. The Füh rungsnut can be in cross-section larger or smaller exporting ren to - be able to accommodate larger or smaller EVs - depending on the conditions of their production.

6. Führungen mit Gasatmosphäre6. Guided tours with gas atmosphere

Alle der in den Fig. 11-16 gezeigten Führungen lassen sich im Vakuum oder in einer gewählten Gasatmosphäre einsetzen. Die Verwendung eines Gases bei niedrigem Druck kann einen weiteren Nutzeffekt hervorrufen hinsichtlich der Art und Weise, wie zu einer Ketten von Perlen geformte EVs geführt werden.All of the guides shown in FIGS. 11-16 can be used in a vacuum or in a selected gas atmosphere. The use of a gas at low pressure can have another benefit in the manner in which beaded EVs are made.

In einigen Fällen können aus Hochleistungsquellen gebildete EVs sich aus Perlen in einer Kettenkonfiguration zusammensetzen. Eine solche Kettengruppierung wird sich auf einer bestimmten festen Führungsfläche nicht besonders gut fortbewegen, und zwar infolge der sehr engen Kopplung der Perlen in der Kette und der Störung der Fortbewegung durch Unregelmäßigkeiten der Oberflä­ che. In einer Niederdruck-Gasatmosphäre typischerweise von etwa 10-3 Torr bis 10-2 Torr und mehr wird die EV-Kette eine ver­ hältnismäßig kurze Strecke von der dielektrischen Oberfläche abgehoben und kann dann von dieser nicht mehr gestört werden, so daß die Effizienz der Fortbewegung sich verbessert. Für eine gegebene angelegte Spannung lassen sich dann EVs bei größerem Abstand Kathode-Anode bilden und diese auch größere Entfernun­ gen zwischen den Elektroden zurücklegen. Mit Nachweisplatten gewonnene Einsichten scheinen darauf hinzuweisen, daß eine sich verhältnismäßig frei von einer festen Oberfläche bewegende Per­ lenkette sich zu einem Kreisring auszubreiten und als solcher fortzubewegen scheint, wobei sie in einer zur Laufrichtung rechtwinkligen Ebene liegt. Mit zunehmendem Gasdruck kann das EV weiter von der festen Oberfläche abgehoben werden. Für Gas­ drücke von mehr als einigen Torr heben EVs im allgemeinen voll­ ständig von der festen Oberfläche ab, so daß die flache Ober­ fläche nicht mehr als Führung wirkt. Ein Führungseffekt läßt sich jedoch auch mit solchen höheren Gasdrücken bei EVs errei­ chen, die entlang dem Inneren einer geschlossenen Führung lau­ fen, wie sie bspw. die Fig. 15 zeigt.In some cases, EVs formed from high power sources can be composed of beads in a chain configuration. Such a chain grouping will not move particularly well on a certain fixed guide surface, due to the very close coupling of the pearls in the chain and the disruption of locomotion due to surface irregularities. In a low-pressure gas atmosphere typically from about 10 -3 torr to 10 -2 torr and more, the EV chain is raised a relatively short distance from the dielectric surface and can then no longer be disturbed by it, so that the efficiency of locomotion improves. For a given applied voltage, EVs can then be formed at a greater distance from the cathode to the anode and these can also cover greater distances between the electrodes. Insights gained with detection plates seem to indicate that a chain moving relatively free of a solid surface appears to spread out and move as a circular ring, lying in a plane perpendicular to the direction of travel. With increasing gas pressure, the EV can be lifted further from the solid surface. For gas pressures of more than a few torr, EVs generally lift off completely from the solid surface so that the flat surface no longer acts as a guide. A guiding effect can, however, also be achieved with such higher gas pressures in EVs which run along the inside of a closed guide, as shown, for example, in FIG. 15.

Obgleich eine Vielfalt von Gasen zur Erzeugung des Hubeffekts auf EVs und EV-Konfigurationen nützlich zu sein scheint, zeigen hier Gase mit hoher Atomzahl wie Xenon und Quecksilber ein be­ sonders günstiges Verhalten. Der verbesserte Führungseffekt auf derartige Einzel-EVs und EV-Konfigurationen gilt sowohl für das Innere dielektrischer Führungsräume, wie sie die Fig. 11-15 zeigen, als auch für einzelne planare Oberflächen.Although a variety of gases appear to be useful in creating the lift effect on EVs and EV configurations, gases with high atomic numbers such as xenon and mercury show particularly favorable behavior. The improved guiding effect on such individual EVs and EV configurations applies both to the interior of dielectric guiding spaces, as shown in FIGS. 11-15, and to individual planar surfaces.

Die Fig. 17 & 18 zeigen eine Führung, mit der ein Gas-"Kissen" ausgenutzt werden soll, um EVs von Führungsflächen abgehoben zu halten, die aber auch eine Nut oder trogartige Führungsstruktur aufweist. Die allgemein bei 136 gezeigte "Gas"-Führung weist eine trogartige Vertiefung in einem dielektrischen Block 138 auf, der bspw. aus glasierter poröser Keramik bestehen kann. Der dielektrische Block 138 weist eine Gegenelektrode 140 auf dem Boden des Blocks sowie weiterhin Beläge aus Widerstandsma­ terial 142 (wie sie im folgenden im Abschnitt "Unterdrückung von Oberflächenladungen" beschrieben sind) auf den unteren In­ nenflächen der Ausnehmung bzw. Nut auf, um der Bewegung der EVs entlang der so beschichteten Oberfläche aus der Ausnehmung im Block 138 heraus entgegenzuwirken. Die 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002003803737 00004 99880 Führung 136 ist an eine Gaszufuhrleitung 144 mittels einer Armatur 146 angeschlossen, durch deren Innendurchlaß 148 der Führung aus einer Quelle (nicht gezeigt) wahlweise zuführbares Gas die Unterseite des Blocks 138 erreichen kann. Der dielektrische Block 138 ist am Ansatz des Kanals 148 in der Armatur nicht glasiert, so daß das Gas in den porösen Block eindringen kann. Die Glasur und der Widerstandsbelag 142 sind am Boden der V-förmigen Ausnehmung zerkratzt bzw. durchgeschnitten, damit dort Gas aus dem Block­ inneren austreten kann. Die gesamte Anordnung ist zur Einstel­ lung und Steuerung der Atmosphäre in ein Gehäuse eingeschlos­ sen, an das ein Saugpumpsystem angeschlossen ist, um aus dem Block 138 entweichendes Gas abzuziehen. In den porösen Block 138 durch die Armatur 146 eingeführtes Gas tritt also entlang des Bodens der Ausnehmung wieder aus und bildet bei der Aus­ breitung nach oben ein Gasdruckgefälle. Die Gaskonzentration nimmt also in der Ausnehmung von unten nach oben ab. Eine Spitzkathode 150 wie bspw. ein mit Quecksilber benetzter Kupferdraht verläuft abwärts zum Boden der Ausnehmung bis kurz über den Widerstandsbelag 142; die Spitze der Kathode kann in einer geringen Entfernung über dem dielektrischen Material des Bodens der Ausnehmung gehalten werden.The Fig. 17 & 18 show a guide, with which a gas "cushion" to be exploited to keep lifted to EVs of guide surfaces, but also has a groove or trough-like guide structure. The "gas" guide, shown generally at 136 , has a trough-like depression in a dielectric block 138 , which can be made, for example, of glazed porous ceramic. The dielectric block 138 has a counterelectrode 140 on the bottom of the block and further coatings made of resistance material 142 (as described below in the section "suppression of surface charges") on the lower inner surfaces of the recess or groove to prevent movement to counteract the EVs along the surface thus coated from the recess in block 138 . The 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002003803737 00004 99880 guide 136 is connected to a gas supply line 144 by means of a fitting 146 , through the inner passage 148 of which the feed from a source (not shown) optionally selectable gas can reach the bottom of the block 138 . The dielectric block 138 is not glazed at the base of the channel 148 in the fitting, so that the gas can penetrate into the porous block. The glaze and the resistance covering 142 are scratched or cut through at the bottom of the V-shaped recess so that gas can escape from the interior of the block there. The entire arrangement is enclosed for adjustment and control of the atmosphere in a housing to which a suction pump system is connected in order to withdraw gas escaping from block 138 . Gas introduced into the porous block 138 through the fitting 146 thus emerges again along the bottom of the recess and forms a gas pressure gradient when spreading upward. The gas concentration in the recess therefore decreases from the bottom to the top. A pointed cathode 150, such as, for example, a copper wire wetted with mercury, runs down to the bottom of the recess until just above the resistance coating 142 ; the tip of the cathode can be held a short distance above the dielectric material of the bottom of the recess.

Im Betrieb kann ein negatives Impulssignal von etwa 2 kV (oder mehr, wenn die Kathodenspitze nicht spitz genug ist) an die Kathode 150 gelegt werden, während die Gegenelektrode 140 auf Massepotential. d.h. relativ positiv gehalten wird, um EVs an der Kathodenspitze zu erzeugen, die sich innerhalb der im die­ lektrischen Block 138 ausgebildeten Ausnehmung dort befindet, wo der Gasdruck am höchsten ist. Die EVs laufen entlang der Ausnehmung, während dieser ein gewähltes Gas aus der Versor­ gungsleitung 144 zugeführt wird, und die EVs heben in der Gasschicht unmittelbar über dem Boden der Vertiefung ab, wobei sie noch von der Bildladung bzw. -kraft des dielektrischen Materials und dem Potential der Gegenelektrode 140 zum Block 138 hin angezogen werden. Das keilförmige Gasdruckgefälle in der Ausnehmung bzw. Nut schließt das Gaskissen ein bzw. "fokussiert" es, um dazu beizutragen, die EVs innerhalb der Ausdehnung der Nut zu halten. Ein ausreichendes Gefälle bleibt aber auch erhalten, wenn man die Ausnehmung durch eine flache Oberfläche mit einem entsprechenden Einschnitt in der Glasur und im Widerstandsbelag 142 ersetzt. Gemeinsam mit der Bild­ kraft und dem Potential der Gegenelektrode bewirkt dieses Ge­ fälle eine Führung von EVs entlang des dielektrischen Blocks unmittelbar über den Einschnitten in den Belägen. Aus der vor­ gehenden Diskussion der Effekte eines niedrigen Gasdrucks auf die Fortbewegung von EVs über dielektrische Oberflächen ist weiterhin einzusehen, daß EVs sich von einer solchen Führungs­ fläche auch ohne ein Gasdruckgefälle abheben.In operation, a negative pulse signal of about 2 kV (or more if the cathode tip is not pointed enough) can be applied to the cathode 150 while the counter electrode 140 is at ground potential. that is, held relatively positive to generate EVs at the cathode tip located within the recess formed in the electrical block 138 where the gas pressure is highest. The EVs run along the recess while a selected gas is supplied from supply line 144 , and the EVs lift off in the gas layer immediately above the bottom of the recess, still depending on the image charge or force of the dielectric material and the Potential of the counter electrode 140 are attracted to block 138 . The wedge-shaped gas pressure gradient in the recess or groove encloses or "focuses" the gas cushion to help keep the EVs within the extent of the groove. A sufficient gradient is also maintained if the recess is replaced by a flat surface with a corresponding incision in the glaze and in the resistance covering 142 . Together with the image power and the potential of the counter electrode, this gradient causes EVs to be guided along the dielectric block immediately above the notches in the coverings. From the previous discussion of the effects of low gas pressure on the movement of EVs over dielectric surfaces it can further be seen that EVs stand out from such a guide surface even without a gas pressure gradient.

7. Optische Führungen7. Optical guides

Ein sich bei fehlenden RC-Führungsstrukturen durch eine reine Niederdruck-Gasphase bewegendes EV wird von der Bildung eines sichtbaren Streamers begleitet. Dem Streamer scheint - ver­ mutlich infolge der Ionisation des Gases durch den Streamer - ein schmaler Lichtstreif voranzulaufen. Auf jeden Fall folgt das EV der vom Streamer festgelegten Bahn, während der Streamer der Bewegung des Lichts zu folgen scheint. Ein solcher Effekt tritt auch auf, wenn bspw. EVs sich über eine Führungsfläche in einer Gasatmosphäre - bspw. Xenongas - bewegen. Läuft ein EV auf oder über eine(r) Oberfläche, bewegt es sich gradlinig, sofern die Oberfläche sehr sauber ist (Oberflächenladungsef­ fekte verschwinden, nachdem ein EV eine Gasatmosphäre durch­ läuft). Das voreilende Licht aus dem Streamer bildet einen gradlinigen Weg, dem der Streamer und somit auch das EV folgen. Wird dieser Lichtweg von Objekten auf der Oberfläche abgelenkt, wird auch der Streamer abgelenkt und folgt das EV dem neuen Weg. Eine geringfügige Störung reicht aus, um die Wegänderung einzuleiten. Nachdem der Weg beschrieben ist, bleibt er zur weiteren Nutzung erhalten, solange der Streamer besteht. An EV that moves through a pure low-pressure gas phase when there are no RC guide structures is accompanied by the formation of a visible streamer. Streamer seems - ver presumably due to the ionization of the gas by the Streamer - to run ahead a narrow band of light. In any case, the EV follows the path set by the streamer, while the streamer appears to follow the movement of light. Such an effect also occurs when, for example EVs over a guide surface in a gaseous atmosphere -. For example, xenon gas -. Move. If an EV runs on or over a surface, it moves in a straight line if the surface is very clean (surface charge effects disappear after an EV passes through a gas atmosphere). The leading light from the streamer forms a straight path, which the streamer and thus also the EV follow. If this light path is deflected by objects on the surface, the streamer is also deflected and the EV follows the new path. A minor disturbance is sufficient to initiate the change of route. After the path has been described, it will be retained for further use as long as the streamer exists.

Die Fig. 19 zeigt eine optische Führung zur Verwendung in einer Gasatmosphäre. Auf einer dielektrischen Platte 152 ist ein von links nach rechts verlaufender Weg 154 markiert, wie in Fig. 19 ersichtlich. Bei dem Weg 154 kann es sich um eine Kratzspur auf der Oberfläche der Platte 152 oder um eine eigentliche Füh­ rungsnut in dieser handeln. Eine auf einem geeigneten Potential liegende (nicht sichtbare) Gegenelektrode kann auf der Unter­ seite des dielektrischen Materials 152 angebracht sein, um die Fortbewegung von EVs über die dielektrische Oberfläche zu un­ terstützen. Eine reflektierende Fläche 156 ist im Weg den EVs über die dielektrische Fläche 152 (gestrichelte Linie) ange­ ordnet und reflektiert auf sie fallendes Licht (dem Anschein nach nach den Gesetzen der Optik) mit dem Ergebnis, daß auch der EV-Weg abgelenkt wird, wie dargestellt. Eine zweite re­ flektierende Fläche 158 im Weg der abgelenkten Lichtbahn lenkt diese erneut um, so daß ein EV der - gestrichelt gezeigten - Lichtbahn unter Führung durch beide Reflektoren folgt. Fig. 19 shows an optical guide for use in a gas atmosphere. A left-to-right path 154 is marked on a dielectric plate 152 , as shown in FIG. 19. The path 154 can be a scratch mark on the surface of the plate 152 or an actual guide groove in it. A counter electrode (not visible) at a suitable potential can be attached to the underside of the dielectric material 152 in order to support the movement of EVs over the dielectric surface. A reflective surface 156 is in the path of the EVs via the dielectric surface 152 (dashed line) and reflects light falling thereon (apparently according to the laws of optics) with the result that the EV path is also deflected, such as shown. A second re reflecting surface 158 in the path of the deflected light path deflects it again so that an EV follows the light path - shown in broken lines - under the guidance of both reflectors.

Beide optischen Reflektoren 156, 158 reflektieren vorzugsweise an der Vorderfläche und bestehen aus einem Werkstoff hoher Di­ elektrizitätskonstante sowie guter Reflektion im UV-Bereich. der Reflektionswinkel bestimmt im Einzelfall den EV-Weg. Eine Richtungsänderung der Lichtbahn bewirkt eine Richtungsänderung des Streamers und das EV folgt dem Streamer auf der von Licht bestimmten Bahn. Ein Gasdruck von mehreren Torr über der die­ lektrischen Oberfläche läßt sich verwenden, wo die EVs sich fortbewegen und geeignet geführt sind. Die Reflektoren 156, 158 brauchen nur eine Seitenabmessung von einem Bruchteil eines Millimeters zu haben.Both optical reflectors 156 , 158 preferably reflect on the front surface and consist of a material having a high dielectric constant and good reflection in the UV range. the reflection angle determines the EV path in individual cases. A change in the direction of the light path changes the direction of the streamer and the EV follows the streamer on the path determined by light. A gas pressure of several torr above the electrical surface can be used where the EVs move and are properly guided. The reflectors 156 , 158 need only have a side dimension of a fraction of a millimeter.

Die in der Fig. 19 gezeigte optische Führungsanordnung und jede Abänderung derselben lassen sich mit jedem der möglichen EV- Generatoren und anderen Komponenten zusammen einsetzen. Weiter­ hin lassen sich optische Reflektoren wie die Reflektoren 156, 158 mit beliebigen anderen Komponenten kombinieren. Bspw. kann eine Führungsanordnung mit rohrförmigen Führungen der in der Fig. 15 gezeigten Art an den Enden der Führungsrohre optische Reflektoren aufweisen.The optical guide arrangement shown in FIG. 19 and any modification thereof can be used together with any of the possible EV generators and other components. Furthermore, optical reflectors such as reflectors 156 , 158 can be combined with any other components. E.g. For example, a guide arrangement with tubular guides of the type shown in FIG. 15 can have optical reflectors at the ends of the guide tubes.

8. LC-Führungen8. LC guides

Nähert ein EV sich einem Schaltungselement, sinkt das Potential auf diesem ab. Dieses niedrigere Potential verringert dessen Anziehungskraft auf das EV, so daß es mit einer aus einer an­ deren Richtung wirkenden höheren Anziehungskraft gelenkt werden kann. Induktive Elemente reagieren besonders empfindlich auf Potentialänderungen in Gegenwart eines EV; dieser Effekt läßt sich zur Schaffung einer LC-(Induktivitäts/Widerstands)Führung für EVs ausnutzen.If an EV approaches a circuit element, the potential drops on this off. This lower potential reduces it Attraction to the EV so that it can be used with one out of one whose direction acting higher attraction are steered can. Inductive elements react particularly sensitively Potential changes in the presence of an EV; this effect leaves to create an LC (inductance / resistance) guide exploit for EVs.

Die Fig. 20 zeigt bei 160 allgemein in einer Sprengdarstellung eine dreistufigen Quadrupol-EV-Struktur mit drei Führungsele­ menten 162, die von zwei Abstandshaltern 164 voneinander ge­ trennt sind. Die Führungselemente 162 weisen jeweils einen äußeren Rahmen und vier Polstücke 162 a, 162 b, 162 c, 162 d auf, die zur Mitte des Rahmens vorstehen, aber kurz vor ihr unter Belassung eines mittigen Durchlaßbereichs enden. EVs oder EV- Ketten treten in die Führungsanordnung von einem Ende der Gruppe her ein, wie mit dem Pfeil C angedeutet, und zwar im allgemeinen rechtwinklig zur Ausrichtebene jedes der Führungs­ elemente. Fig. 20 shows generally at 160 in an exploded view of a three-stage quadrupole EV-structure with three Führungsele elements 162, which are separated from each other by two spacers ge 164th The guide elements 162 each have an outer frame and four pole pieces 162 a , 162 b , 162 c , 162 d , which protrude toward the center of the frame, but end shortly before it, leaving a central pass band. EVs or EV chains enter the guide assembly from one end of the group, as indicated by arrow C , generally perpendicular to the alignment plane of each of the guide elements.

Wie dargestellt, sind die vier Pole 162 a-d zu zueinander recht­ winkligen Paaren gegenüberliegend angeordnet. Jeder der Pole hat eine ausreichende Induktivität, um bei Annäherung des EVs einen Potentialabfall zuzulassen. Je näher ein EV an einen gegebenen Pol herankommt, desto höher dessen Potentialabfall. Kommt also bspw. ein EV näher an den unteren Pol 162 a als an den oberen Pol 162 c heran, bewirkt es im unteren Pol einen stärkeren Potentialabfall als im gegenüberliegenden oberen Pol mit dem Ergebnis, daß das EV stärker zum weiter entfernt lie­ genden Pol 162 c als zum näherliegenden Pol 162 a hin angezogen wird. Auf das EV wirkt also insgesamt eine Kraft, die es auf­ wärts bewegt mit der Tendenz, die Potentialabfälle in den ge­ genüberliegenden Polen 162 a und 162 c auszugleichen. Ein ent­ sprechender Effekt ergibt sich in den seitlichen Polen 162 b, 162 d, wenn das EV sich einem von ihnen stärker als dem anderen nähert. Eine Netto-Rückstellkraft drängt das EV also zur Mitte zwischen den beiden in der Vertikalen und in der Horizontalen jeweils gegenüberliegenden Polflächen. Überschwinger des EVs aus dem Mittenbereich in einer der Richtungen bringen die Po­ tentialabfälle wieder ins Ungleichgewicht und bewirken eine Rückstellkraft, die das EV zwischen den Polen zentrieren will. Es ist einzusehen, daß die Gesamt-Rückstellkraft auch dann ent­ steht, wenn das EV aus der Mitte des Durchgangs zwischen den Polflächen in einer anderen, nicht der horizontalen oder ver­ tikalen Richtung herausläuft und ungleiche Potentialabfälle in den vier Polen bewirkt, so daß diese Rückstellkraft immer eine Vertikal- und eine Horizontalkomponente hat, die vom Ungleich­ gewicht der Potentiale der gegenüberliegenden Quadrupole in den beiden Paaren bestimmt wird.As shown, the four poles 162 a - d are arranged opposite one another to pairs that are quite angled to one another. Each of the poles has sufficient inductance to allow a potential drop when the EV approaches. The closer an EV gets to a given pole, the higher its potential drop. If, for example, an EV comes closer to the lower pole 162 a than to the upper pole 162 c , it causes a greater potential drop in the lower pole than in the opposite upper pole, with the result that the EV is closer to the further distant pole 162 c is attracted towards the closer pole 162 a . Overall, a force acts on the EV that moves it upward with the tendency to compensate for the potential drops in the opposite poles 162 a and 162 c . A corresponding effect results in the side poles 162 b , 162 d when the EV approaches one of them more closely than the other. A net restoring force pushes the EV towards the middle between the two opposite pole surfaces in the vertical and horizontal. Overshoots of the EV from the center area in one of the directions bring the potential drops back into imbalance and cause a restoring force that the EV wants to center between the poles. It can be seen that the total restoring force also arises when the EV runs out of the center of the passage between the pole faces in a different direction, not the horizontal or vertical direction and causes uneven potential drops in the four poles, so that this restoring force always has a vertical and a horizontal component, which is determined by the imbalance of the potentials of the opposite quadrupoles in the two pairs.

Eine solche, das EV bei seinem Durchgang durch ein gegebenes der Führungselemente 162 zentrierende Rückstellkraft kann also mit jedem Führungselement erzeugt werden. Bei einer Anordnung solcher Quadrupol-Führungselemente 162 treten folglich Rück­ stellkträfte über die gesamte Länge der Anordnung auf mit dem Ergebnis, daß die Quadrupol-Elementenanordnung als EV-Führung wirkt, die die Bahn des EVs zwischen gegenüberliegenden Quadru­ polflächen zentriert halten will. Die Abstandhalter 164 bieten lediglich einen Mechanismus, um die Quadrupole aufeinander­ folgender Führungselemente 162 voneinander auf Abstand zu hal­ ten. Die Gesamtanordnung der Führungselemente 162 und Abstand­ halter 164 kann als Laminat ausgeführt werden, indem bspw. erstere unmittelbar auf letzeren aufliegen. Weiter ist einzu­ sehen, daß die LC-Führung der Fig. 20 sich so lang ausführen läßt, wie mit weiteren Führungselementen 162 und Abstandhaltern 164 anwendbar ist. Such a restoring force centering the EV as it passes through a given one of the guide elements 162 can thus be generated with each guide element. With an arrangement of such quadrupole guide elements 162 consequently restoring forces occur over the entire length of the arrangement, with the result that the quadrupole element arrangement acts as an EV guide, which wants to keep the trajectory of the EV centered between opposite Quadru pole faces. The spacers 164 merely provide a mechanism for keeping the quadrupoles of successive guide elements 162 at a distance from one another. The overall arrangement of the guide elements 162 and spacers 164 can be designed as a laminate, for example by the former lying directly on the latter. It can also be seen that the LC guide of FIG. 20 can be made as long as can be used with further guide elements 162 and spacers 164 .

Eine LC-Führung wie die in Fig. 20 gezeigte läßt sich in viel­ facher Gestalt und auch mit einer anderen Anzahl von Polen aus­ führen. In der Praxis ähneln die in Fig. 20 gezeigten Pole Ver­ zögerungsleitungen entlang der Achse eines Paares gegenüber­ liegender Pole. Nachdem ein EV einen Polsatz durchlaufen hat, steigt dessen Potential - abhängig von der Zeitkonstante des LC-Kreises - wieder an; schließlich werden die Potential­ schwingungen abklingen. Die Zeitfunktion der Führungselemente muß so gewählt werden, daß bspw. der Durchgang nachfolgender EVs möglich wird. Weiterhin ist einzusehen, daß die LC-Führung der Fig. 20 ohne die Notwendigkeit einer Erzeugung spezieller spiegelbildlicher bzw. Bildkräfte wie im Fall des Dielektrikums einer RC-Führung zur Korrektur der Position eines durchlaufen­ den EVs arbeitet, obgleich der Funktionsmechanismus einer LC- Führung sich so auslegen läßt, daß in ihm Bildkräfte im Ge­ samtmaßstab erzeugt werden. In der Tat sind die Führungsele­ mente 162 und die Abstandhalter 164 leitfähig, nicht dielek­ trisch.An LC guide such as that shown in Fig. 20 can be made in many times the shape and also with a different number of poles. In practice, the poles shown in FIG. 20 are similar to delay lines along the axis of a pair of opposing poles. After an EV has undergone a pole set, the potential of which rises - depending on the time constant of the LC circuit - again; eventually the potential vibrations will subside. The time function of the guide elements must be selected so that, for example, the passage of subsequent EVs is possible. Furthermore, it can be seen that the LC guide of FIG. 20 operates without the need to generate special mirror image forces as in the case of the dielectric of an RC guide to correct the position of a traversing EV, although the operating mechanism of an LC guide works can be interpreted in such a way that image forces are generated on a total scale. Indeed, the guide members 162 and spacers 164 are conductive, not dielectric.

Die Kopplung zwischen dem sich bewegenden EV und der Führung 160 bestimmt die Grenzen der Abmessungen der Führung für eine gegebene Größe - und damit Ladung - des EV. Ist bspw. die Füh­ rung 160 im Querschnitt zu groß, kann sie das EV nicht aus­ reichend lenken; eine zu kleine Führung bietet für Richtungs­ änderungen nicht genug Zeit und Raum. Ob nun die Führung 160 zu groß oder zu klein ist - ihre Kopplung mit dem EV ergibt eine instabile Fortbewegung desselben, seine Zerstörung und eine Beschädigung der Führung. Ein Faktor, der sich zur Konstruktion einer LC-Führung 160 der in Fig. 20 gezeigten Art ausnutzen läßt, ist, die Pole als Viertelwellenlängenstrukturen auf der Annäherungsfrequenz ("approach frequency") des zu führenden EV zu betrachten. Diese Frequenz bestimmt sich hauptsächlich aus der Geschwindigkeit des EV und seinem Abstand von den lenkenden bzw. Polelementen 162 a-d. Da der Durchmesser der Führung 160 im Zusammenhang steht mit dem Kopplungskoeffizienten, besteht auch ein Zusammenhang zwischen dem Durchmesser der Führung und dem Abstand der Elemente 162 a-d. Bei einer derartigen Führung las­ sen die Viertelwellenlängenelemente 162 a-d sich ohne Ladungs­ effekte mit Gleichspannung bzw. einem festen Potential betrei­ ben. Während eine LC-Führung sich im allgemeinen so groß oder so klein ausführen läßt, wie zur Aufnahme der und Kopplung mit den zu führenden EVs in ihrer vorliegenden Größe erforderlich ist, ist der Geschwindigkeitsbereich für die Fortbewegung der mit einer gegebenen Führung zu führenden EVs nicht beliebig breit.The coupling between the moving EV and the guide 160 determines the limits of the dimensions of the guide for a given size - and thus load - of the EV. If, for example, the guide 160 is too large in cross section, it cannot sufficiently steer the EV; too small a guide does not offer enough time and space for changes in direction. Whether the guide 160 is too large or too small, its coupling with the EV results in unstable movement of the same, its destruction and damage to the guide. One factor that can be used to construct an LC guide 160 of the type shown in FIG. 20 is to consider the poles as quarter-wavelength structures on the approach frequency of the EV to be guided. This frequency is mainly determined from the speed of the EV and its distance from the steering or pole elements 162 a - d . Since the diameter of the guide 160 is related to the coupling coefficient, there is also a relationship between the diameter of the guide and the spacing of the elements 162 a - d . With such a guide, the quarter-wave elements 162 a - d can be operated with DC voltage or a fixed potential without charge effects. While an LC guide can generally be made as large or as small as is necessary to accommodate and couple with the EVs to be guided in their present size, the speed range for the movement of the EVs to be guided with a given guide is not arbitrary wide.

Es ist einzusehen, daß, je größer bspw. die Anzahl der EVs in einer zur führenden Kette, desto größer auch das Leistungsni­ veau, das die Führung aufnehmen muß. Im allgemeinen erfordert ein EV, das eine RC-Führung mit einem Querschnitt von 20 µm braucht, eine etwas größere LC-Führung. Der Abstand zwischen den Führungselektroden bzw. Polen (bspw. 162 a-d der Fig. 20) würde dann ebenfalls in der Nähe von 20 µm liegen. Von Ele­ menten dieser Größe läßt sich nicht erwarten, daß sie für hohe Leistungen geeignet sind. Obgleich man mehrere Einheiten pa­ rallelschalten kann, um einen Fluß von EVs zu handhaben, kann es hinsichtlich der Werkstoffausnutzung und -bearbeitung wirtschaftlicher sein, die EV-Struktur durch maßstäbliche Än­ derung einer größeren Führung anzupassen. Diese maßstäbliche Veränderung ist primär eine Funktion des EV-Generators bzw. der Ladungssummierschaltungen, die auf die ggf. eingesetzten mehre­ ren Generatoren folgen.It can be seen that the larger, for example, the number of EVs in a leading chain, the greater the level of performance that the leadership must take up. In general, an EV that needs an RC guide with a cross section of 20 µm requires a slightly larger LC guide. The distance between the guide electrodes or poles (for example 162 a-d of FIG. 20) would then also be close to 20 μm. Elements of this size cannot be expected to be suitable for high performance. Although multiple units can be connected in parallel to handle a flow of EVs, it can be more economical in terms of material utilization and processing to adapt the EV structure to a larger guide by scale changes. This change in scale is primarily a function of the EV generator or the charge summing circuits, which follow the possibly used multiple generators.

Die in Fig. 20 gezeigte Art einer LC-Führung läßt vielfach geometrisch und elektrisch variieren. Die dargestellte Ausfüh­ rung ist jedoch für verhältnismäßig große Größen und einen Aufbau durch Laminierverfahren bevorzugt. Andere Herstellungs­ verfahren sind für kleinere Abmessungen und insbesondere Struk­ turen anwendbar, für die sich Schichtherstellungsverfahren eig­ nen. Die Fig. 21 zeigt in einer Sprengdarstellung eine LC-Füh­ rung die nach einem solchen Schichtverfahren hergestellt worden ist.The type of LC guide shown in FIG. 20 can be varied geometrically and electrically in many cases. The shown Ausfüh tion is preferred for relatively large sizes and a structure by lamination. Other manufacturing processes can be used for smaller dimensions and in particular structures for which layer manufacturing processes are suitable. Fig. 21 shows an exploded view of an LC guide which has been produced by such a layer process.

Die planare EV-Führung 170 des LC-Typs weist drei Führungs­ schichten mit einer oberen und einer unteren Führung 172 bzw. 174 sowie einem zwischen diesen angeordneten Führungssystem 176 auf. Die obere Führung 172 hat ein Paar langgestreckter Ele­ mente 178, die von Querelementen 180 zu einem leiterartigen Aufbau zusammengefaßt werden. Entsprechend weist die untere Führung längsverlaufende Elemente 182 auf, die die Querelemente 184 miteinander verbinden. Das zwischenliegende Führungssystem 176 hat zwei langgestreckte Elemente 186, von denen jeweils eine Reihe von Ansätzen bzw. Polstücken 188 absteht.The planar EV guide 170 of the LC type has three guide layers with an upper and a lower guide 172 and 174 and a guide system 176 arranged between them. The upper guide 172 has a pair of elongated ele elements 178 , which are combined by cross members 180 into a ladder-like structure. Correspondingly, the lower guide has longitudinal elements 182 which connect the transverse elements 184 to one another. The intermediate guide system 176 has two elongated elements 186 , from each of which a series of lugs or pole pieces 188 protrude.

Sind die drei Führungselemente 172-176 schichtartig aufein­ ander gelegt, wirken die oberen und unteren Querelemente 180 bzw. 184 mit den zwischen ihnen liegenden Polstücken 188 unter Bildung eines tunnelartigen Durchgangs durch die Gruppe der Querelemente und Polstücke zusammen. In einem solchen Aufbau wird die EV-Bewegungsbahn seitlich dadurch eingegrenzt, daß die leitfähigen Polstücke 188 Viertelwellenlängen-Leitungen ähneln. In der dargestellten Anordnung erfolgt die Eingrenzung in der Vertikalen durch die Querelemente 180, 184, die jeweils als kurzgeschlossene Halbwellenlängen-Leitungen arbeiten. Die Füh­ rung 170 arbeitet insgesamt daher als eine Art einer Schlitz- Hohlleiter- oder -Verzögerungsstruktur.If the three guide elements 172-176 are laid on top of one another in layers, the upper and lower cross elements 180 and 184 cooperate with the pole pieces 188 lying between them, forming a tunnel-like passage through the group of cross elements and pole pieces. In such a construction, the EV trajectory is limited laterally in that the conductive pole pieces resemble 188 quarter-wave lines. In the arrangement shown, the vertical limitation is carried out by the transverse elements 180 , 184 , which each work as short-circuited half-wavelength lines. The overall guide 170 therefore functions as a type of slot, waveguide or delay structure.

Da die Führung 170 elektrisch sehr aktiv ist und sicherlich kräftig strahlen wird, kann sie zur Abschirmung oben und unten mit leitfähigen Ebenen abgeschlossen sein. Wie dargestellt, sind die leitfähigen Abschirmungsflächen 190, 192 als oberste bzw. unterste Lage der Schichtstruktur vorgesehen. Da für eine Potentialdifferenz zwischen den Führungselementen 172-176 im Prinzip keine Notwendigkeit besteht, lassen sie sich an den Kanten miteinander verbinden, aber auch, falls erwünscht, mit Abstandshaltern gegeneinander isolieren. Since the guide 170 is very active electrically and will certainly radiate vigorously, it can be closed off at the top and bottom with conductive levels for shielding. As shown, the conductive shielding surfaces 190 , 192 are provided as the top and bottom layers of the layer structure. Since there is in principle no need for a potential difference between the guide elements 172-176 , they can be connected to one another at the edges or, if desired, also insulated from one another using spacers.

Im allgemeinen haben die von den meisten Generatoren stoßartig erzeugten EVs keine regelmäßigen Abstände, obgleich sich in einigen Fällen der Abstand zwischen ihnen beeinflussen läßt. LC-Führungen bieten jedoch für die durchlaufenden EVs eine ge­ wisse Synchronisation. Die mittlere Geschwindigkeit der eine LC-Führung durchlaufenden EVs oder EV-Ketten ist mit der Fre­ quenz der Führung verkoppelt und die Abstände der einzelnen EVs oder EV-Ketten synchronisieren sich mit der Raumperiode der Führung. Das auf diese Weise von der Führung erzeugte periodi­ sche elektrische Feld bewirkt eine Bündelung des EV-Stroms, indem es langsame EVs in sich beschleunigt und schnelle EVs in sich abbremst.In general, most generators are jerky EVs did not generate regular intervals, although in in some cases the distance between them affects. However, LC guides offer a ge for the continuous EVs know synchronization. The average speed of one LC guidance through EVs or EV chains is with the Fre sequence of the guided tour and the distances between the individual EVs or EV chains synchronize with the spatial period of the Guide. The periodi thus generated by the leadership electrical field causes the EV current to bundle, by accelerating slow EVs in itself and fast EVs in slows down.

Beim Einlauf der ersten EVs in eine LC-Führung ist während eines kurzen Zeitintervalls das elektromagnetische Feld für eine starke Synchronisation zu schwach. Mit zunehmender Feld­ stärke nimmt die Synchronisation an Wirkung zu. Der Gütefaktor "Q" der Führung als Hohlraum bestimmt die Ein- und Ausschwing­ dauer. Bei einem zu hohem Q schlägt der Hohlraum durch. Für eine LC-Führung als Synchronisator gibt es einen optimalen Füllfaktor. Bei geringer Füllung ist die Synchronisation nicht effektiv genug, bei hoher Füllung besteht die Gefahr eines Durchschlagens und einer Störung der Führungsfunktion.When the first EVs enter an LC guide is during the electromagnetic field for a short time interval strong synchronization too weak. With increasing field The synchronization becomes more effective. The quality factor "Q" of the guide as a cavity determines the swing in and swing out duration. If the Q is too high, the cavity breaks through. For there is an optimal LC guide as a synchronizer Fill factor. If the filling is low, the synchronization is not effective enough, with high filling there is a risk of Breakthrough and disruption of leadership.

Eine bessere Synchronisation kann man erreichen, wenn man den Synchronisator lockerer mit den EVs koppelt als bspw. die Füh­ rungen der Fig. 20 und 21. Eine solche lockere Kopplung erhält man durch Verwendung eines geschlitzten Hohlraums, der kleine Schlitze auf einer Seite des Leiterraums aufweist. Die Anord­ nung arbeitet dann mit niedrigerer Frequenz und größerer Durch­ laßbandbreite. Eine derartige Anordnung ist unten als HF-Quelle offenbart.Better synchronization can be achieved if the synchronizer is more loosely coupled to the EVs than, for example, the guides of FIGS . 20 and 21. Such a loose coupling is obtained by using a slotted cavity that has small slots on one side of the conductor space . The arrangement then works at a lower frequency and a larger bandwidth. Such an arrangement is disclosed below as an RF source.

9. Oberflächenquellen9. Surface sources

Die Fig. 22-24 zeigen drei Ansichten eines EV-Generators mit einer Oberflächenquelle und einer Führung. Im allgemeinen muß man zur Führung von EVs auf oder an Oberflächen sie aus der Quelle (bzw. der vorgehenden Komponente) auf die fragliche Oberfläche überkoppeln. Im Fall eines mit Kathoden arbeitenden Generators bspw. der in den Fig. 4-6 gezeigten Art kann man die Quelle in kurzer Entfernung von der Fortpflanzungsfläche anordnen und so eine brauchbare Kopplung erreichen. Bei der in den Fig. 22-24 gezeigten Anordnung ist die EV-Quelle zur ver­ besserten Kopplung einteilig mit der Führung ausgeführt, ent­ lang der die EVs sich fortpflanzen sollen. Figs. 22-24 show three views of a EV-generator with a surface source and a guide. In general, in order to guide EVs on or on surfaces, they have to be coupled from the source (or the preceding component) to the surface in question. In the case of a generator working with cathodes, for example of the type shown in FIGS. 4-6, the source can be arranged at a short distance from the reproductive area and thus a useful coupling can be achieved. In the arrangement shown in FIGS. 22-24, the EV source is designed in one piece with the guide for improved coupling, along which the EVs are to propagate.

Insbesondere ist die Kombination aus Generator und Führung bei 200 gezeigt und weist eine dielektrische Basis 202 mit einer Führungsnut 204 sowie einer planaren bzw. Flächenkathode 206 auf, die in die Führungsnut nahe deren einem Ende eingebettet ist. Eine Flächenanode/Gegenelektrode 208 ist auf der der Nut 204 und der Kathode 206 entgegengesetzten Seite der dielektri­ schen Basis 202 angeordnet und dient zur Erzeugung der EVs und zu deren Fortpflanzung entlang der Nut. Die Fig. 24 zeigt eine optionale Abdeckung 210 zur Auflage auf die genutete Fläche der Basis 202; diese Abdeckung läßt sich auch ohne eine Abdichtung verwenden, sofern die Oberflächen flach und glatt genug sind. Um ein Ansammeln von Ladungen in dem abgedeckten Führungskanal zu vermeiden, ist die Abdeckung 210 mit einem ladungsstreuenden Werkstoff wie dotiertem Aluminiumoxid beschichtet, wie unten ausführlicher erläutert.In particular, the combination of generator and guide is shown at 200 and has a dielectric base 202 with a guide groove 204 and a planar or surface cathode 206 , which is embedded in the guide groove near one end thereof. A surface anode / counter electrode 208 is arranged on the opposite side of the dielectric base 202 from the groove 204 and the cathode 206 and serves to generate the EVs and to propagate them along the groove. FIG. 24 shows an optional cover 210 for resting on the grooved surface of the base 202 ; this cover can also be used without a seal, provided the surfaces are flat and smooth enough. To prevent charges from accumulating in the covered guide channel, cover 210 is coated with a charge-scattering material such as doped alumina, as discussed in more detail below.

In der Praxis kann es sich bei der dielektrischen Basis 202 um eine Platte bzw. ein Substrat aus Aluminiumoxid in einer Dicke von etwa 0,25 mm handeln, die eine Führungsnut 204 mit einer Tiefe und Breite von jeweils etwa 0,1 mm enthält. Die Metall­ beläge für die Kathode 206 und die Gegenelektrode 208 können bspw. aus auf die Keramik aufgebrannter Silberpaste bestehen. Die Silberkathode läßt sich mit Quecksilber benetzen, indem man letzteres auf sie aufreibt. Mit diesen Abmessungen beträgt die Arbeitsspannung zur Erzeugung von EVs und deren Fortpflanzung entlang der Führungsbahn 204 etwa 500 V. Die Anwendung von Dünnschichtverfahren zur Herstellung eines dünneren dielektri­ schen Substrats 202 erlaubt auch niedrigere Arbeitsspannungen. Bei derartigen Schichtherstellungsverfahren kann für das Die­ lektrikum Aluminium und für die Metallelektroden 206, 208 Molybdän verwendet werden, das man auf das Aluminiumoxidsub­ strat aufdampft. In diesem Fall kann man Quecksilber ebenfalls zur Kathodenbenetzung verwenden, da durch Ionenbeschuß Molybdän in einen Zustand gebracht werden kann, in dem es sich von Quecksilber benetzen läßt. Bei diesem Beschuß kann es sich um einen direkten Beschuß der Molybdän-Oberfläche handeln. Alternativ kann man Argonionen mit Quecksilber in der Nähe der Molybdänoberfläche beschießen und damit letztere so weit reini­ gen, daß sie Quecksilber annimmt. Eine kleine Menge Nickel kann auf die Molybdänoberfläche aufgedampft werden, um das Reinigen der Oberfläche durch direkten oder indirekten Quecksilberionen­ beschuß zu erleichtern, da Quecksilber und Molybdän keine hohe Löslichkeit haben. Die Kombination aus Molybdän und Quecksilber ist gegenüber Silber (oder Kupfer) und Quecksilber bevorzugt, da Silber und Kupfer sich in Quecksilber zu leicht lösen; in einer Dünnschichtschaltung würden sie rasch abgelöst werden.In practice, the dielectric base 202 can be a plate or substrate made of aluminum oxide with a thickness of approximately 0.25 mm, which contains a guide groove 204 with a depth and width of approximately 0.1 mm each. The metal coatings for the cathode 206 and the counter electrode 208 can, for example, consist of silver paste burned onto the ceramic. The silver cathode can be wetted with mercury by rubbing the latter onto it. With these dimensions, the working voltage for generating EVs and their propagation along the guideway 204 is approximately 500 V. The use of thin-film processes for producing a thinner dielectric substrate 202 also allows lower working voltages. In such layer production processes, aluminum can be used for the dielectric and molybdenum can be used for the metal electrodes 206 , 208 , which is evaporated onto the aluminum oxide substrate. In this case, mercury can also be used for cathode wetting, since ion bombardment can bring molybdenum into a state in which it can be wetted by mercury. This bombardment can be a direct bombardment of the molybdenum surface. Alternatively, one can bombard argon ions with mercury in the vicinity of the molybdenum surface and thus clean the latter so far that it accepts mercury. A small amount of nickel can be evaporated onto the molybdenum surface in order to facilitate cleaning of the surface by direct or indirect mercury bombardment, since mercury and molybdenum do not have a high solubility. The combination of molybdenum and mercury is preferred over silver (or copper) and mercury because silver and copper dissolve too easily in mercury; in a thin-film circuit, they would be quickly replaced.

Da die Quellenkathode 206 im Effekt einteilig mit dem dielek­ trischen Substrat 202 in der Führungsnut 204 ausgebildet ist, ist die Kathode geeignet mit dieser gekoppelt, d.h. der Über­ gang eines EVs vom Erzeugungsbereich an der Kathode in die und entlang der Führungsnut erfolgt bei minimalem Energieverlust des EVs. Weiterhin arbeitet die mit Quecksilber oder dergl. be­ netzte Kathode 206 selbstzuspitzend bzw. selbstregenerierend, so daß ihre Vorderkante, wo die EVs entstehen, immer scharf bleibt. Bei der Kathode 206 handelt es sich um eine ausge­ dehnte bzw. Linienquelle, so daß die zur EV-Erzeugung einge­ setzten Impulsfrequenzen höher als bei einer Punktquelle sein können, da eine auf Wanderung des flüssigen Metalls beruhende Regeneration bei einer ausdehnungsbehafteten Quelle, wie be­ reits erwähnt, nicht zwischen allen Impulsen erforderlich ist. Since the source cathode 206 is effectively formed in one piece with the dielectric substrate 202 in the guide groove 204 , the cathode is suitably coupled to it, ie the transition of an EV from the generation area at the cathode into and along the guide groove takes place with minimal energy loss of the EVs. Furthermore, the cathode 206 , which is wetted with mercury or the like, works self-sharpening or self-regenerating, so that its front edge, where the EVs originate, always remains sharp. The cathode 206 is an extended or line source, so that the pulse frequencies used for EV generation can be higher than with a point source, since regeneration based on migration of the liquid metal with an expansion source, such as already mentioned, is not required between all pulses.

Es ist einzusehen, daß die ausgedehnte Kathode 206 identisch ist mit der in Fig. 7 gezeigten Kathode 64, die ebenfalls un­ mittelbar auf eine Keramikbasis 62 aufgebracht ist. Die Ar­ beitsweise derartiger Linienkathoden beruht auf Randfeldef­ fekten an den Kanten der Kathode, die eine Schärfungswirkung auf das bewegliche Benetzungsmaterial ausüben. Folglich kann immer damit gerechnet werden, daß eine oder mehrere verhältnis­ mäßig scharfe Strukturen vorliegen, die eine Feldemission be­ wirken, die die EV-Bildung einleitet. Die Arbeitsspannung einer solchen Quelle ist daher verhältnismäßig niedrig.It can be seen that the expanded cathode 206 is identical to the cathode 64 shown in FIG. 7, which is also applied directly to a ceramic base 62 . The method of such line cathodes is based on marginal field effects on the edges of the cathode, which exert a sharpening effect on the movable wetting material. As a result, it can always be expected that one or more relatively moderately sharp structures will be present that produce a field emission that initiates EV formation. The working voltage of such a source is therefore relatively low.

10. Die Unterdrückung von Oberflächenladungen10. The suppression of surface charges

Nachdem ein EV entstanden ist, kann es Elektronen infolge der verhältnismäßig schwachen Bindung derartiger Elektronen zur Zeit der Bildung oder durch irgendeinen anderen Prozeß verlie­ ren, wie bspw. die Fortbewegung des EVs über eine rauhe Ober­ fläche. Insbesondere im letzteren Fall können die verlorenen Elektronen sich über die Oberfläche verteilen und EVs, die später an dem geladenen Oberflächenbereich vorbeilaufen, ver­ langsamende Feldeffekte ausüben. Zur Beseitigen dieser Ober­ flächenladungen sind mehrere Verfahren verfügbar.After an EV is created, it can have electrons due to the relatively weak binding of such electrons to Time of education or by any other process such as moving the EV over a rough surface area. In the latter case in particular, the lost ones Electrons spread over the surface and EVs that later walk past the loaded surface area, ver exert slow field effects. To eliminate this waiter There are several methods available for surface charges.

Das dielektrische Substrat (die Basis) in einem EV-Generator oder bspw. einer RC-Führung, der bzw. die eine Ansammlung von Oberflächenladungen erfährt, läßt sich leitfähig genug machen, daß die Oberflächenladung durch das Substrat hindurch zur Anode oder Gegenelektrode hin abgeleitet wird. Der Widerstand der Basis muß dabei niedrig genug sein, daß die angesammelte Ober­ flächenladung abfließen kann, bevor das auf dasjenige, das die Oberflächenladung bewirkt hatte, folgende EV eintrifft. Der Oberflächenwiderstand kann jedoch nicht beliebig niedrig sein, weil eine zu hohe Leitfähigkeit zur Anode oder Gegenelektrode dieses nachfolgende EV zerstören würde.The dielectric substrate (the base) in an EV generator or an RC tour, for example, which is a collection of Experiences surface charges, can be made conductive enough that the surface charge through the substrate to the anode  or counter electrode is derived. The resistance of the The base must be low enough that the accumulated waiter surface charge can flow off before that on the one that the Had caused surface charge, the following EV arrives. The However, surface resistance cannot be arbitrarily low, because the conductivity to the anode or counter electrode is too high would destroy this subsequent EV.

Um die gewünschte Massenleitfähigkeit des Substrats zu errei­ chen, kann man das dielektrische Material - bspw. Aluminiumoxid - mit einem beliebigen der Widerstandsmaterialien beschichten, die üblicherweise für die Herstellung von Dickschichtwiderstän­ den eingesetzt werden, sofern der Widerstand nicht weit unter 200 Ω/Quadrat liegt. Ein solcher Widerstandsbelag ist üblicher­ weise eine Glasfritte mit einer Metallkomponente und wird im Siebdruck auf die Oberfläche aufgetragen und danach bei erhöh­ ter Temperatur gebrannt. Wo eine intensive EV-Aktivität unter Verwendung hoher Felder und möglicherweise starke Temperatur­ gefälle auftreten, neigen derartige Glasstoffe zum Durchschla­ gen und sind daher nicht zufriedenstellend. Insbesondere in solchen Fällen kann der dielektrischen Komponente eine Schicht aus Aluminiumoxid hinzugefügt werden, das zur Einstellung einer ausreichenden Leitfähigkeit bspw. mit Chrom, Wolfram oder Molybdän dotiert ist. Auf diese Weise erreicht man die ge­ wünschte Massenleitfähigkeit des Dielektrikums. Die Wirksam­ keit dieser Maßnahme wird verbessert, wenn man die Dicke des Substrats verringert.In order to achieve the desired mass conductivity of the substrate, the dielectric material - for example aluminum oxide - can be coated with any of the resistance materials that are usually used for the production of thick-film resistors, provided that the resistance is not far below 200 Ω / square. Such a resistance coating is usually a glass frit with a metal component and is applied to the surface by screen printing and then fired at elevated temperature. Where intensive EV activity occurs using high fields and possibly strong temperature gradients, such glass materials tend to breakdown and are therefore unsatisfactory. In such cases, in particular, a layer of aluminum oxide can be added to the dielectric component, which layer is doped with chromium, tungsten or molybdenum, for example, in order to establish sufficient conductivity. In this way, the desired mass conductivity of the dielectric is achieved. The effectiveness of this measure is improved if the thickness of the substrate is reduced.

Das Photoemissionsspektrum eines zerfallenden EVs ist reich an UV-Licht und weichen Röntgenstrahlen, wenn die Störung, die den Zerfall des EVs verursacht hat, stark ist. Das Absorptionsspek­ trum des erzeugten Photoleiters sollte diesen hochenergetischen Produkten angepaßt werden. Da Elektronen sich zerstreuen und die niedrige Elektronenbeweglichkeit im Photoleiter bewirkt, daß der Photoleitungsprozeß langsamer abläuft als EVs durchlau­ fen, entlädt die von einem zerfallenden EV hinterlassene Ober­ flächenladung sich erst kurze Zeit nach dessen Vorbeilauf an einer bestimmten Stelle auf der Oberfläche; für dessen Fortlauf zur Anode besteht daher keine Gefahr. Zusätzlich zu dieser UV- und Röntgenemission regt ein Teil der Elektronenemission aus einem EV nahe einer Oberfläche im dielektrischen Material Fluoreszenz an; das fluoreszente Licht trägt dann zur Aktivie­ rung des Photoleitungsprozesses bei.The photoemission spectrum of a decaying EV is rich UV light and soft x-rays when the disorder affects the Decay of the EV has been strong. The absorption spec The strand of the photoconductor produced should be this high-energy one Products. Because electrons scatter and the low electron mobility in the photoconductor causes that the photoconductive process is slower than EVs through blue fen, discharges the waiter left by a decaying EV surface charge only appears a short time after it has passed a specific location on the surface; for its continuation there is therefore no danger to the anode. In addition to this UV and X-ray emission excites part of the electron emission an EV near a surface in the dielectric material Fluorescence on; the fluorescent light then contributes to activation tion of the photoconductivity process.

Eine weitere Methode zur Unterdrückung von Oberflächenladungen durch Photoleitung ist die Verwendung von diamantartigem Koh­ lenstoff für die dielektrische Komponente. Ein derartiges Material hat eine Energiebandlücke von etwa 3 eV und läßt sich daher zur Photoleitung anregen. Derartiges Kohlenstoffmaterial läßt sich weiterhin sehr leicht mit Kohlenstoff in Graphitform dotieren, um die Leitfähigkeit des Substrats zu erhöhen.Another method to suppress surface charges through photoconductivity is the use of diamond-like Koh lenstoff for the dielectric component. Such a thing Material has an energy band gap of about 3 eV and can be therefore stimulate photoconductivity. Such carbon material  can also be very easily with carbon in graphite form dope to increase the conductivity of the substrate.

Ein weiteres Verfahren zum Verteilen der Oberflächenladung ist die Verwendung einer durch Beschuß hergestellten Leitfähigkeit. Derartige Leitungseffekte werden durch von den EVs kommende, sehr schnelle Elektronen hervorgerufen, die eine hinreichend dünne dielektrische Schicht durchdringen und die Anode bom­ bardieren, so daß das auf die Anode aufgebrachte Dielektrikum leitfähig wird. Die Leitfähigkeit des Dielektrikums nimmt ef­ fektiv zu, wenn der hochschnelle Elektronenstrom im Dielek­ trikum sich zu einer großen Anzahl langsamerer Elektronen ver­ wandelt. Das dielektrische Material wird für eine solche Be­ handlung optimiert, indem man es ausreichend dünn und mit weni­ gen Fang- bzw. Haftstellen ausführt. Diese Fangstellen können anfänglich thermisch oder optisch freigemacht werden und werden im Betrieb durch das elektrische Feld weiter freigemacht.Another method of distributing the surface charge is the use of a conductivity made by bombardment. Such conduction effects are caused by the EVs coming from very fast electrons, which is sufficient penetrate thin dielectric layer and bom the anode bard so that the dielectric applied to the anode becomes conductive. The conductivity of the dielectric takes ef effective when the high-speed electron current in the Dielek trical to a large number of slower electrons changes. The dielectric material is used for such a optimized action by making it sufficiently thin and with little traps or detention points. These traps can are initially and thermally or optically cleared released in operation by the electric field.

Im allgemeinen kann die Geometrie des dielektrischen Substrats die Wirksamkeit einer Leitfähigmachung desselben zwecks Unter­ drückung von Oberflächenladungen beeinflussen - bspw. im Fall der Photoleitfähigkeit und einer durch Beschuß hergestellten Leitfähigkeit. In general, the geometry of the dielectric substrate the effectiveness of making it conductive for the purpose of sub influence the pressure of surface charges - for example in the case the photoconductivity and one made by bombardment Conductivity.  

11. Abwerfeinrichtungen (Launcher)11. Launcher

Bei einigen Anwendungen oder Strukturen ist es erforderlich oder wünschenswert, ein EV im Vakuum oder in einer Gasatmosphä­ re ein EV über einen Spalt zu transportieren - bspw. den Spalt zwischen einer Kathode und einer Anode oder einer Führungs­ struktur. Der Transport eines EV über einen Spalt läßt sich durch Anlegen einer geeigneten Spannung bewerkstelligen, die das EV von einem zum anderen Bereich hin anzieht. Eine solche angelegte Spannung kann jedoch für das System einen Leistungs­ verlust oder für das EV einen vielleicht unerwünschten Ener­ giezuwachs darstellen. Die erforderliche Höhe der anzulegenden Spannung läßt sich verringern, um den Energieverlust des Systems geringzuhalten, indem man das EV dazu veranlaßt, ohne wesentlichen Energiezuwachs den Kathodenbereich zu verlassen und in bspw. einen Gegenelektrodenbereich einzulaufen. Dies läßt sich erreichen, indem man das EV sich durch einen Bereich fortpflanzen läßt, wo das Feld bei der gewünschten Spannung stark ist, so daß das Feld das EV von der Oberfläche abtrennt, über die es sich bewegt hatte und an der es haftete.Some applications or structures require it or desirably, an EV in a vacuum or in a gas atmosphere re to transport an EV over a gap - e.g. the gap between a cathode and an anode or a guide structure. An EV can be transported across a gap by applying an appropriate voltage to the the EV attracts from one area to another. Such However, applied voltage can be a power for the system loss or a possibly undesirable energy for the EV represent casting growth. The required amount to be created Voltage can be reduced to reduce the energy loss of the System by making the EV do without substantial energy increase to leave the cathode area and running into a counter electrode area, for example. This can be achieved by moving the EV through an area can reproduce where the field at the desired voltage is strong so that the field separates the EV from the surface, over which it had moved and to which it adhered.

Die Fig. 25 zeigt allgemein bei 216 den Aufbau eines Launchers, mit dem sich EVs über einen Spalt zwischen einem EV-Generator 218 und einer EV-Führung (bspw. 220) bringen lassen. Der Gene­ rator 218 weist eine dielektrische Basis auf, die allgemein rohrförmig gestaltet ist, aber an ihrem vorderen Ende sich zu einer konischen Gesalt verjüngt und schließlich zu einer Spitze 222 ausläuft. Eine Gegenelektrode 224 ist in der dielektrischen Basis durch einen Belag aus leitfähigem Material auf der Innen­ fläche des Basis in deren konischem Bereich ausgebildet, der noch teilweise in den zylindrischen Teil der Basis vorsteht. Ein Teil des Äußeren der dielektrischen Basis ist mit leit­ fähigem Material beschichtet, um eine Kathode 226 auszubilden. Die Kathode 226 verläuft entlang des zylindrischen Teils der Basis und auf deren konisches Ende, aber in Längsrichtung nicht so weit wie die Gegenelektrode 224. Indem die Kathode 226 kurz vor dem Ende der konischen Spitze 222 endet, wird die Vorder­ kante der Kathode, an der die EVs entstehen, verhältnismäßig nahe an der Anode 224 gehalten. Weiterhin hat die abgeschnit­ tene Kathode 226 eine größere EV-erzeugende Fläche als der Fall wäre, wenn die Kathode bis zur Spitze 222 der Basis verlaufen würde. Der Randfeldeffekt um die Vorderkante der Kathode 226 herum nahe der Anode 224 wird bei der Produktion von EVs aus­ genutzt. Die Gegenelektrode im zylindrischen Teil der Basis verläuft weiter nach links als die Kathode deren zylindrische Außenfläche bedeckt. Fig. 25 shows, generally at 216, the structure of the launcher, to EVs (eg. 220) to a gap between an EV-generator 218 and an EV-guide can be brought. The generator 218 has a dielectric base that is generally tubular, but tapers to a conical shape at its front end and eventually tapers to a tip 222 . A counter electrode 224 is formed in the dielectric base by a coating of conductive material on the inner surface of the base in its conical area, which still partially protrudes into the cylindrical part of the base. A portion of the exterior of the dielectric base is coated with conductive material to form a cathode 226 . The cathode 226 runs along the cylindrical part of the base and on its conical end, but not as far in the longitudinal direction as the counter electrode 224 . By ending the cathode 226 shortly before the end of the conical tip 222 , the leading edge of the cathode on which the EVs are formed is kept relatively close to the anode 224 . Furthermore, the trimmed cathode 226 has a larger EV generating area than would be the case if the cathode were to extend to the tip 222 of the base. The fringe field effect around the leading edge of cathode 226 near anode 224 is used in the production of EVs. The counter electrode in the cylindrical part of the base extends further to the left than the cathode covers its cylindrical outer surface.

Das rohrförmige Führungselement 220, das allgemein aufgebaut ist wie die rohrförmige Führung in Fig. 15, ist auf der Außen­ fläche mit leitfähigem Material beschichtet, um eine Gegenelek­ trode zu bilden, die über fast die gesamte Länge des Führungs­ elements verläuft. Die Gegenelektrode 228 verläuft nicht bis zu den Enden des Führungselements 220, damit die EVs sich nicht auf ihr ausbreiten. Das dem Generator 218 zugewandte Ende des Führungselements 220 hat eine konische Innenfläche 230, so daß die Generatorspitze 222 in das konische Ende des Führungsele­ ments eingeführt werden kann, während ein Abstand zwischen beiden Körpern erhalten bleibt. Das Führungselement 220 kann ebenfalls den Generator vollständig umgebend aufgebaut sein, so daß die Gegenelektrode 228 vom Bereich der Kathode fern­ gehalten wird.The tubular guide element 220 , which is generally constructed like the tubular guide in FIG. 15, is coated on the outer surface with conductive material to form a counter electrode which extends over almost the entire length of the guide element. The counter electrode 228 does not extend to the ends of the guide element 220 so that the EVs do not spread on it. The generator 218 facing the end of the guide member 220 has a conical inner surface 230 so that the generator tip can be inserted ments in the conical end of Führungsele 222, while maintaining a distance between two bodies. The guide element 220 can also be constructed to completely surround the generator, so that the counter electrode 228 is kept away from the region of the cathode.

Im Betrieb wird eine geeignete Potentialdifferenz zwischen die Kathode 226 und die Gegenelektrode 224 des Generators 218 ge­ legt, um ein oder mehrere EVs zu erzeugen, die sich vom vorde­ ren Ende der Kathode ablösen und unter dem Einfluß des von der Potentialdifferenz aufgebauten Feldes zur Spitze 222 wandern. Die EVs sollen den Generator 218 verlassen und ins Innere der Führung 220 eintreten. Danach können sie entlang dem Inneren der Führung 220 weiterlaufen, und zwar mindestens teilweise unter dem Einfluß des von der Gegenelektrode 228 auf der Füh­ rung aufgebauten Feldes, wie oben erläutert. Die Konizität des Generatorendes und die relative Anordnung der Generatorkathode 226 und der Gegenelektrode 224 führen dazu, daß die EVs an der Generatorspitze 222 einem starken Feld ausgesetzt sind, so daß sie sich von der Basis des Generators 218 ablösen. Die EVs werden also effektiv von der Generatorspitze 22 am Beginn der Führung abgeworfen und laufen nun unter dem Einfluß der Führung weiter.In operation, a suitable potential difference is placed between the cathode 226 and the counter electrode 224 of the generator 218 to generate one or more EVs that detach from the front end of the cathode and under the influence of the field built up by the potential difference to the tip 222 hike. The EVs should exit generator 218 and enter guide 220 . Thereafter, they can continue along the interior of the guide 220 , at least partially under the influence of the field built up on the guide by the counter electrode 228 , as explained above. The taper of the generator end and the relative arrangement of the generator cathode 226 and the counter electrode 224 result in the EVs at the generator tip 222 being exposed to a strong field, so that they detach from the base of the generator 218 . The EVs are thus effectively thrown off the generator tip 22 at the beginning of the guidance and continue to run under the influence of the guidance.

In der Praxis kann die Kathode 226 mit einem leitfähigen flüs­ sigen Metall, wie oben erwähnt, geeignet benetzt werden. Die Gegenelektrode 228 der Führung kann mit dem gleichen Potential wie die Gegenelektrode 224 des Generators betrieben werden; un­ terschiedliche Potentiale sind möglich. Die an die Gegenelek­ trode 228 der Führung gelegte Extraktionsspannung ist ein we­ sentlicher Teil des Erzeugungsprozesses; ohne sie wird der Gene­ rator die EVs nicht auf wirkungsvolle Weise erzeugen. Die Ex­ traktionsspannung liegt normalerweise auf Massepotential, wenn die Kathode 226 mit einer negativen Spannung betrieben wird. Werden negative Impulse an die Kathode 226 gelegt, um die EVs zu erzeugen, kann die Generator-Gegenelektrode 224 auf Masse­ potential gelegt werden. Das bewegliche Benetzungsmetall wird zu einem dünnen Ring an dem der Spitze 22 nächstliegenden Ende der Kathode 226 ausgezogen. Die EVs entstehen um den Kathoden­ bereich herum, so daß bei hohen Impulsfrequenzen die EV-Erzeu­ gung von einem stetigen Glühen um das Kathodenende herum be­ gleitet wird.In practice, the cathode 226 can be suitably wetted with a conductive liquid metal as mentioned above. The counter electrode 228 of the guide can be operated with the same potential as the counter electrode 224 of the generator; Different potentials are possible. The extraction voltage applied to the counterelectrode 228 of the guide is an essential part of the production process; without them, the generator will not generate the EVs effectively. The Ex traction voltage is normally at ground potential when the cathode 226 is operated with a negative voltage. If negative pulses are applied to the cathode 226 to generate the EVs, the generator counter electrode 224 can be connected to ground potential. The movable wetting metal is drawn into a thin ring at the end of the cathode 226 closest to the tip 22 . The EVs arise around the cathode area so that at high pulse frequencies the EV generation is accompanied by a constant glow around the cathode end.

Als Beispiel für den Aufbau einer Abwerfeinrichtung bzw. eines Launchers der in Fig. 25 gezeigten Art kann der dielektrische Körper des Generators 218 aus einer Aluminiumoxid-Keramik in einer Dicke von 0,1 mm im Bereich des konischen Endes, d.h. am metallbenetzten Kathodenende und - zwecks mechanischer Festig­ keit - entlang des zylindrischen Schafts der Basis etwas dicker hergestellt sein. Die Gegenelektrode 224 und die Kathode können ein aufgebrannter Silberpastenbelag auf der Oberfläche des di­ elektrischen Körpers sein, wie bereits festgestellt. Sowohl das Innere als auch das Äußere des konischen Endes der Basis 218 sind fein zugespitzt, um die Feldstärke an der Spitze 222 zu erhöhen und so das Ablösen eines EVs bei der Annäherung an diesen Bereich zu bewirken. Der Abstand zwischen der Generator­ spitze 222 und der nächstliegenden Innenfläche des Führungs­ elements 220 kann größenordnungsmäßig 1 mm oder weniger be­ tragen. Mit dieser Abmessung kann sich bei einer Potential­ differenz von 500 V zwischen der Generator-Gegenelektrode 224 und der Kathode 226 an der Generatorspitze 222 ein EV bilden und ablösen. Ein Gasdruck von etwa 10-2 Torr hebt das EV von der dielektrischen Oberfläche der Generatorbasis 218 ab und erleichtert dessen Übertragung und Weiterbewegung zur Führung 220; er erlaubt sogar, den Kathodenimpuls auf bis zu 200 V abzuschwächen. Für diese Funktion sind Gase mit hohem Moleku­ largewicht wie Xenon und Quecksilber besonders geeignet.As an example of the construction of a launching device or a launcher of the type shown in FIG. 25, the dielectric body of the generator 218 can be made of an aluminum oxide ceramic with a thickness of 0.1 mm in the region of the conical end, ie at the metal-wetted cathode end and for mechanical strength - be made a little thicker along the cylindrical shaft of the base. The counter electrode 224 and the cathode can be a baked silver paste coating on the surface of the dielectric body, as already stated. Both the inside and the outside of the conical end of the base 218 are finely tapered to increase the field strength at the tip 222 and thus cause an EV to peel off as it approaches this area. The distance between the generator tip 222 and the closest inner surface of the guide element 220 can be of the order of 1 mm or less. With this dimension, an EV can form and detach at the generator tip 222 at a potential difference of 500 V between the generator counterelectrode 224 and the cathode 226 . A gas pressure of about 10 -2 torr lifts the EV from the dielectric surface of the generator base 218 and facilitates its transfer and further movement to the guide 220 ; it even allows the cathode pulse to be attenuated up to 200 V. Gases with a high molecular weight such as xenon and mercury are particularly suitable for this function.

Es ist einzusehen, daß der Abstand zwischen der Führung 220 und dem Generator 218 sich justieren läßt. In einer gegebenen An­ wendung unter Vakuum oder in einer gewählten Gasatmosphäre, die den Betrieb unter Abdichtung erfordert, lassen sich diese Be­ wegungen nach einer Anzahl verschiedener Verfahren durchführen. It can be seen that the distance between the guide 220 and the generator 218 can be adjusted. In a given application under vacuum or in a selected gas atmosphere that requires sealed operation, these movements can be performed by a number of different methods.

Während hier ein allgemein zylindersymmetrischer Launcher 218 dargestellt und erläutert wurde, ist einzusehen, daß diese Ab­ werftechnik auf EV-Erzeugungs- und Handhabungskomponenten aller Art anwendbar ist. Bspw. kann der in den Fig. 22-24 gezeigte planare Generator mit Führung diese Launcher-Technik anwenden, um bspw. den großen Spalt zu einer nachfolgenden Führung zu überwinden, insbesondere wenn zur Erzeugung der EVs eine niedrige Spannung verwendet wird.While a generally cylindrically symmetrical launcher 218 has been shown and explained here, it can be seen that this throwing technique is applicable to EV generation and handling components of all kinds. E.g. may be the use in Figs. 22-24 planar generator shown with guide Launcher this technique to, for example, the large gap to overcome a subsequent management, in particular when a low voltage is used for generating the EVs.

Im allgemeinen lassen sich EVs bei niedrigeren Spannungen er­ zeugen und in Bewegung setzen, wenn man die Abmessungen der Bauelemente verringert. Für den Niederspannungsbetrieb ist die Anwendung von Schichtherstellungsverfahren zur Fertigung der Systemteile erwünscht. Für bspw. einen planaren Launcher kann man eine Anode nach lithographischen Verfahrensweisen herstel­ len und dann mit Schichten eines dielektrischen Materials wie Aluminiumoxid oder diamantartigem Kohlenstoff versehen. Nach dem Auftragen des dielektrischen Materials trägt man auf dieses das Kathodenmaterial - typischerweise Molybdän - auf und be­ netzt dann die gesamte Kathode mit einem flüssigen Metall. Ein zylindrischer Launcher kann auf diese Weise nicht gefertigt werden; die Elektroden können jedoch aufgestrichen werden, um einen derartigen Launcher herzustellen. Mit etwa 1 µm Dicke der dielektrischen Basis des Generators läßt sich mit weniger als 100 V Spannungsdifferenz zwischen Generator-Kathode und -Anode ein EV erzeugen und in Bewegung setzen. In general, EVs can be generated and set in motion at lower voltages if the dimensions of the components are reduced. For low-voltage operation, the use of layer production processes to manufacture the system parts is desirable. For example, for a planar launcher, an anode can be produced by lithographic methods and then provided with layers of a dielectric material such as aluminum oxide or diamond-like carbon. After the dielectric material has been applied, the cathode material - typically molybdenum - is applied to it and the entire cathode is then wetted with a liquid metal. A cylindrical launcher cannot be made this way; however, the electrodes can be brushed on to make such a launcher. With an approx. 1 µm thickness of the dielectric base of the generator, an EV can be generated and set in motion with less than 100 V voltage difference between the generator cathode and anode.

Obgleich hier die bevorzugten Ausführuhngsformen eines Launchers für EVs beschrieben und erläutert worden sind, ist für den Fachmann einzusehen, daß Launcher für EVs auch auf andere Art und Weise aufgebaut werden können.Although here are the preferred embodiments of one Launchers for EVs have been described and explained for the skilled person to understand that launcher for EVs also on other way can be built.

12. Selektoren12. Selectors

Wie bereits erwähnt, lassen sich EVs als Perlen in einer Kette erzeugen, wobei mehrere Ketten im wesentlichen gleichzeitig ge­ bildet werden. Es kann erwünscht oder nötig sein, EVs einer ge­ wählten Gesamtladung zur Verwendung in einem Prozeß oder in einer Vorrichtung zu abzutrennen. Eine Selektorwirkung kann dazu beitragen, die Anzahl der verfügbaren EV-Arten auf die gewünschten Spezies zu begrenzen. Im allgemeinen kann eine An­ zahl verschiedener EVs erzeugt und um eine scharfe Kante auf einer dielektrischen Oberfläche herum zu einer Anode oder Fang­ elektrode gelenkt werden. Ein Extraktorfeld löst gewählte EVs von der dielektrischen Kante ab und zieht sie zu einer Führung oder zu einem anderen gewählten Bereich. Die Extraktorspannung sowie die Führungsspannung lassen sich unter Berücksichtigung der Selektorgeometrie so einstellen, daß EVs einer gewünschten Ladungsgröße extrahiert werden. Typischerweise lassen sich etwa fünf EV-Ketten mit jeweils zehn oder zwölf Perlen gleichzeitig extrahieren, wobei die Anzahl der Ketten oder EVs entsprechend der Geometrie der Extrahiereinrichtung proportional höher oder niedriger ist. As already mentioned, EVs can be used as pearls in a chain generate, with multiple chains ge substantially simultaneously be formed. It may be desirable or necessary to have EVs of a ge chose total charge for use in a process or in to separate a device. A selector effect can contribute to the number of available EV types on the limit desired species. In general, an An number of different EVs generated and around a sharp edge a dielectric surface around to an anode or trap electrode are steered. An extractor field releases selected EVs from the dielectric edge and pulls it to a guide or to another selected area. The extractor voltage as well as the lead tension can be considered the selector geometry so that EVs of a desired Charge size can be extracted. Typically, about five EV chains with ten or twelve pearls at a time extract the number of chains or EVs accordingly the geometry of the extractor proportionally higher or is lower.  

Ein allgemein zylindersymmetrischer Selektor ist bei 236 in Fig. 26 gezeigt und weist einen Generator (eine Quelle) 238 auf, der allgemein in Form des in Fig. 8 gezeigten Separators aufgebaut ist. Eine allgemein rohrförmige dielektrische Kera­ mikbasis 240 hat ein konisches vorderes Ende, wobei durch die Konizität der Innen- und Außenfläche eine kleine Öffnung ent­ steht, die eine scharfe kreisrunde Kante 242 umgreift. Ein leitfähiger Belag bspw. aus aufgebrannter Silberpaste bildet ein Gegenelektrodenband 244, die am Fuß des konischen Endab­ schnitts außen um die Basis herumgelegt ist. Eine benetzte Metallkathode 246 ist in der rohrförmigen dielektrischen Basis 240 angeordnet, wobei das konische Ende der Kathode innerhalb des Konusteils der dielektrischen Basis und der von der Kante 242 umfaßten Öffnung zugewandt liegt. Die Kathode 246 kann bspw. aus mit Quecksilber benetztem Kupfer bestehen, wie oben beschrieben.A generally cylindrical symmetric selector is shown at 236 in FIG. 26 and includes a generator (source) 238 that is generally constructed in the form of the separator shown in FIG. 8. A generally tubular dielectric ceramic base 240 has a tapered front end, with the taper of the inner and outer surfaces creating a small opening that engages around a sharp circular edge 242 . A conductive covering, for example made of burnt-on silver paste, forms a counterelectrode band 244 , which is placed around the base at the foot of the conical Endab section around the base. A wetted metal cathode 246 is disposed in the tubular dielectric base 240 with the conical end of the cathode facing within the cone portion of the dielectric base and the opening encompassed by the edge 242 . The cathode 246 can, for example, consist of copper wetted with mercury, as described above.

Ein Extraktor 248 in Form einer leitfähigen Platte mit einer kreisrunden Öffnung 250 ist vor der Kreiskante 242 zentriert und in geringem Abstand zu ihr angeordnet. Hinter dem Extraktor 248 befindet sich bspw. eine rohrförmige Führung 252 mit einem dielektrischen Körper, dessen Außenfläche teilweise mit einem leitfähigen Belag versehen ist, um eine Gegenelektrode 254 zu bilden.An extractor 248 in the form of a conductive plate with a circular opening 250 is centered in front of the circular edge 242 and is arranged at a short distance from it. Behind the extractor 248 there is, for example, a tubular guide 252 with a dielectric body, the outer surface of which is partially provided with a conductive coating in order to form a counter electrode 254 .

Wird der Generator 238 zur EV-Erzeugung betrieben, ohne daß eine Spannung an den Extraktor 248 gelegt ist, gelangen die EVs vom Bereich der Kathodenspitze zur Anode 244, indem sie durch das Loch im Ende der Keramikkonus, um die scharfe Kante 242 zum Äußeren des Konus und zur Anode laufen. Wird jedoch eine ge­ eignete Spannung an den Extraktor gelegt, löst ein gewählter Anteil der EVs an der dielektrischen Kante sich vom Dielektri­ kum ab und wird durch die Extraktoröffnung 250 zur Führung 252 gezogen, durch die sie dann unter dem an die Gegenelektrode 254 der Führung gelegten Potential weiterlaufen.If the generator 238 is operated to generate EV without a voltage being applied to the extractor 248 , the EVs pass from the area of the cathode tip to the anode 244 by passing through the hole in the end of the ceramic cone around the sharp edge 242 to the outside of the Run cone and to the anode. However, if a suitable voltage is applied to the extractor, a selected portion of the EVs on the dielectric edge detaches from the dielectric and is pulled through the extractor opening 250 to the guide 252 , through which they are then placed under the counterelectrode 254 of the guide Potential continue to run.

Die Fig. 27 zeigt allgemein bei 260 einen planaren Selektor mit einer allgemeinen flachen dielektrischen Basis 262, die einen langgestreckten Hals 264 hat. Der Selektor enthält einen Flä­ chengenerator allgemein der in Fig. 22 gezeigten Art mit einer Flachkathode 266 in einer Nut 268. Die zur EV-Erzeugung dienen­ de Anode ist hier jedoch nicht auf der entgegengesetzten Seite der dielektrischen Basis 260 angeordnet, sondern ist ein Belag 270 auf der Seitenfläche einer zweiten Nut 272, die die erste Nut 268 unter einem spitzen Winkel schneidet, um eine scharfe Schnittkante 274 zu bilden. Wird eine Potentialdifferenz zwi­ schen die Kathode 268 und die Anode 270 gelegt, laufen die sich an der (ggf. aus Metall hergestellten und benetzten) Kathode bildenden EVs entlang der Nut 268 zu deren Schnitt mit der Nut 272, umrunden die scharfe Kante 274 und laufen zur Anode 270 weiter. Fig. 27 shows generally at 260 a selector planar with a generally flat dielectric base 262 which has an elongated neck 264th The selector includes a surface generator generally of the type shown in FIG. 22 with a flat cathode 266 in a groove 268 . However, the anode used for EV generation is not arranged here on the opposite side of the dielectric base 260 , but is a coating 270 on the side surface of a second groove 272 , which cuts the first groove 268 at an acute angle, around a sharp cutting edge 274 form. If a potential difference between the cathode 268 and the anode 270 is placed, the EVs (which may be made of metal and wetted) form the EVs along the groove 268 to cut them with the groove 272 , circle the sharp edge 274 and run to the anode 270 .

Zwei Extraktorelektroden 276, 278 sind entlang der Außenfläche des Halses 264 der Basis 262 auf gegenüberliegenden Seiten des­ selben seitlich der Führungsnut 268 angeordnet. Legt man eine geeignete Spannung an die Extraktorelektroden 276, 278, werden bestimmte der die scharfe Kante 274 umrundende EVs von dieser abgelöst und laufen durch die Führungsnut 268 und durch den von den Extraktorelektroden umgrenzten Bereich. Wie die Fig. 28 zeigt, liegt eine Gegenelektrode 280 unter einem Teil der Füh­ rungsnut 268 entlang dem Hals 264 der dielektrischen Basis, um die selektierten EVs entlang der Führungsnut hinter den Extrak­ torelektroden 276, 278 weiterzutransportieren.Two extractor electrodes 276 , 278 are arranged along the outer surface of the neck 264 of the base 262 on opposite sides thereof to the side of the guide groove 268 . If a suitable voltage is applied to the extractor electrodes 276 , 278 , certain EVs surrounding the sharp edge 274 are detached therefrom and run through the guide groove 268 and through the region delimited by the extractor electrodes. As FIG. 28 shows, there is an opposite electrode 280 under a part of the Füh rungsnut further transport 268 along the neck 264 of the dielectric base, gate electrodes around the selected EVs along the guide groove behind the Extrak 276, 278.

Wenn, wie bereits festgestellt, ein EV über eine Oberfläche läuft, wird es von Bildkräften an diese gebunden. Die Höhe der bindenden Kraft hängt in einem gewissen Ausmaß von der Geome­ trie der Oberfläche ab, die die Bildkraft beeinflußt. Wird der effektive Flächeninhalt der Oberfläche verringert, wie bspw. wenn ein EV die scharfe Kreiskante 242 der konischen Struktur des Generators 238 der Fig. 26 oder die scharfe Kante 274 des planaren Selektors 260 in Fig. 27 umrundet, verringert sich auch die Bildkraft, so daß die Bindung des EVs an die Ober­ fläche sich lockert und es daher leichter von einem Feld abge­ zogen werden kann, das eine weitere Elektrode mit verhältnis­ mäßig positiver angelegter Spannung aufbaut. Die hohe negative Ladung der zur Extraktorelektrode laufenden EVs kann vorüber­ gehend das Potential zwischen der Kathode und der Extraktor­ elektrode unter denjenigen Wert drücken, der erforderlich ist, um eine der verbleibenden Perlenketten oder Perlen in der Gruppe an der fraglichen Kante, die auf dem Weg zur Anode sind, zu extrahieren. Nachdem die anfängliche EV-Struktur extrahiert worden ist und das Extraktorfeld passiert hat, kann ein weite­ res EV aus dem Bereich an der dielektrischen Kante extrahiert werden.If, as already stated, an EV runs over a surface, it is bound to it by image forces. The amount of the binding force depends to a certain extent on the geometry of the surface, which influences the image force. If the effective surface area of the surface is reduced, for example if an EV circles the sharp circular edge 242 of the conical structure of the generator 238 in FIG. 26 or the sharp edge 274 of the planar selector 260 in FIG. 27, the image power also decreases that the binding of the EV loosens to the surface and it can therefore be more easily deducted from a field that builds up another electrode with a relatively moderately positive voltage. The high negative charge of the EVs running to the extractor electrode can temporarily depress the potential between the cathode and the extractor electrode below that required to remove one of the remaining pearl necklaces or pearls in the group on the edge in question that is on the way to Are anode to extract. After the initial EV structure has been extracted and has passed the extractor field, a further res EV can be extracted from the area on the dielectric edge.

Als Beispiel sei die Anordnung in der Fig. 26 genannt: Bei einer an die Kathode gelegten negativen Spannung von 2 kV, einer von der scharfen Kante 242 umfaßten Öffnung von etwa 50 µm, einem Kegelradius vergleichbarer Größe und einem Abstand von etwa 1 mm zwischen der dielektrischen Öffnung zur Extrak­ torelektrode ist eine positive Extraktionsspannung von etwa 2 kV erforderlich, um ein EV abzulösen. Die Extraktions- Schwellspannung ist kritisch. Wird bspw. eine EV-Quelle mit derartigen Abmessungen stetig erregt und werden die EVs vollständig von der Anode auf dem dielektrischen Konus gefan­ gen, erfolgt bei einer Extraktionsspannung von 1,9 kV keine, aber mit einer positiven Extraktionsspannung von 2,0 kV bereits eine Extraktion zum Extraktor.The arrangement in FIG. 26 may be mentioned as an example: with a negative voltage of 2 kV applied to the cathode, an opening of approximately 50 μm enclosed by the sharp edge 242 , a cone radius of comparable size and a distance of approximately 1 mm between the two dielectric opening to the Extrak torelektrode a positive extraction voltage of about 2 kV is required to replace an EV. The extraction threshold voltage is critical. For example, if an EV source with such dimensions is continuously excited and the EVs are completely caught by the anode on the dielectric cone, none occurs at an extraction voltage of 1.9 kV, but one with a positive extraction voltage of 2.0 kV already Extraction to the extractor.

Während die Fig. 24-26 Generatoren zugeordnete Separatoren zeigen, lassen sie sich praktisch überall entlang einer Anord­ nung von EV-manipulierenden Komponenten vorsehen. Bspw. kann ein Separator auf eine Führung und auch auf einen anderen Se­ parator folgen. Indem man EV-Separatoren in Reihe schaltet oder gar kaskadiert, kann man EVs einer bestimmten Bindungsenergie aus EVs eines breiten Energiebereichs extrahieren. While FIGS. 24-26 show generators associated separators, they can be virtually anywhere along a Anord voltage of EV-manipulating components provide. E.g. a separator can follow a guide and another separator. By connecting EV separators in series or even cascading, you can extract EVs of a certain binding energy from EVs of a wide energy range.

13. Teiler13th divider

Im allgemeinen lassen sich Prozesse mit präzise zeitgesteuerten oder synchronisierten Ereignissen sich mit zwei Ausgangs­ signalen steuern, die von einem einzigen Eingangssignal abge­ leitet sind. Bspw. kann man ein erstes Ereignis in eine Viel­ zahl von Sekundärereignissen aufteilen. Mit einer EV-Quelle, die eine große Anzahl von EV-Perlen oder -Perlenketten inner­ halb einer sehr kurzen Zeitdauer erzeugt, kann man ein solches Ereignis - d.h. einen EV-Impuls ("burst", zu zwei oder mehr sich fortpflanzenden Signalen unterteilen. Eine für ein der­ artiges Aufteilen von EV-Signalen geeignete Einrichtung wird als Teiler bezeichnet und entsteht im allgemeinen, wenn man eine Führung wie in in den Fig. 11-1 16 gezeigte RC-Führung mit einem oder mehreren Seitenführungen versieht, die den Hauptführungskanal schneiden. Entlang des Hauptführungskanals laufende EVs, die dessen Schnittstelle mit einem Seiten- oder Nebenkanal erreichen, werden aufgeteilt; einige treten in den Nebenkanal ein, während andere im Hauptkanal weiterlaufen. Beim Aufbau eines Teilers muß sorgfältig darauf geachtet werden, daß der Nebenkanal den Hauptkanal an einer Stelle schneidet, wo sich EVs tatsächlich fortbewegen. Ist bspw. der Hauptkanal verhältnismäßig groß, so daß EVs ihn an einer Mehrzahl von über den Kanalquerschnitt verteilten Stellen durchlaufen, besteht keine Gewißheit, daß ein EV an die Schnittstelle eines Neben­ kanals mit dem Hauptkanal nahe genug an Eingang zu ersterem passiert, um in diesen hineingezogen werden zu können. In general, processes with precisely timed or synchronized events can be controlled with two output signals derived from a single input signal. E.g. one can divide a first event into a large number of secondary events. With an EV source that generates a large number of EV pearls or pearl strings within a very short period of time, one can divide such an event - ie an EV pulse ("burst") into two or more propagating signals. A device suitable for the division of EV signals in this way is referred to as a divider and generally arises when a guide as shown in FIGS. 11-1 16 is provided with one or more side guides which intersect the main guide channel EVs running along the main guide channel that interface with a side or side channel are split, some enter the side channel while others continue in the main channel. When building a divider, care must be taken that the side channel connects to the main channel intersects at a point where EVs actually travel, for example, if the main channel is relatively large, so that EVs connect it to a plurality of over d If the channel crosses through distributed points, there is no certainty that an EV at the interface of a secondary channel with the main channel will pass close enough to the entrance to the former to be drawn into it.

Ein Teiler, wie er allgemein bei 290 in den Fig. 29 und 30 ge­ zeigt ist, weist eine dielektrische Basis 292 mit einer auf dieser festgelegten Mosaikkachel 294 auf. Ein zweites Kachel­ stück 296 ist ebenfalls auf der Basis 292 festgelegt. Die Ka­ cheln 294 und 296 sind so zugeschnitten, wie dargestellt, und mit der Basis 292 geeignet getrennt voneinander verbunden, um zwischen sich einen sekundären Führungskanal 298 auszubilden. Man kann, wie in der Draufsicht in Fig. 29 gezeigt, eine ein­ zige, allgemein rechteckige Kachel zu zwei Stücken zerschnei­ den, um den Kanal 298 auszubilden, wenn die Stücken auf ge­ eignete Weise auf der Basis 292 festgelegt sind.A divider, as shown generally at 290 in FIGS. 29 and 30, has a dielectric base 292 with a mosaic tile 294 fixed thereon. A second tile piece 296 is also set on the base 292 . The claws 294 and 296 are cut as shown and suitably connected to the base 292 to form a secondary guide channel 298 therebetween. One can, as shown in the plan view in FIG. 29, cut a single, generally rectangular tile into two pieces to form the channel 298 if the pieces are suitably fixed on the base 292 .

Wie bereits festgestellt, würde ein Winkel von 90° zwischen der Kante einer solchen Mosaikkachel und der Basis 292 einen Kanal bilden, der EVs anzieht und führt. Mit einer 45°-Fase erhält man, wenn die Kacheln 294, 296 auf der Basis 292 festgelegt sind, einen Hauptkanal 300 mit spitzem Winkel auf die gleiche Weise wie bei der Führung 110 in Fig. 13 & 14. Eine Gegenelek­ trode oder Masseebene 302, die zu der Anziehungskraft beiträgt, die die EVs in den Führungskanälen hält, ist auf der den Ka­ cheln 294, 296 entgegengesetzten Seite der Basis 292 angeord­ net. Die dielektrischen Kacheln 294, 296 und die Basis 292 lassen sich aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff wie Alu­ miniumoxid herstellen. Entsprechend kann die Gegenelektrode 302 aus einem beliebigen leitfähigen Material wie Silberpaste her­ gestellt sein. Das an die Gegenelektrode 302 gelegte Potential wird nach dem jeweiligen Anwendungsfall und den anderen in diesem eingesetzten Potentialen gewählt und kann positiv oder das Massepotential sein.As previously stated, an angle of 90 ° between the edge of such a mosaic tile and the base 292 would form a channel that attracts and guides EVs. With a 45 ° bevel, if the tiles 294 , 296 are fixed on the base 292 , a main channel 300 with an acute angle is obtained in the same way as with the guide 110 in FIGS . 13 & 14. A counter electrode or ground plane 302 contributing to the attraction that holds the EVs in the guide channels is located on the opposite side of the base 292 from the tiles 294 , 296 . The dielectric tiles 294 , 296 and the base 292 can be made from any suitable material, such as aluminum oxide. Accordingly, the counter electrode 302 can be made of any conductive material such as silver paste. The potential applied to the counter electrode 302 is selected according to the respective application and the other potentials used in it and can be positive or the ground potential.

Eine zweite Version eines Teilers ist allgemein bei 310 in der Fig. 31 gezeigt und weist eine dielektrische Basis 312 mit einem gradlinigen Hauptführungskanal 314 und einem Nebenkanal 316 auf, der vom Hauptkanal unter einem spitzen Winkel ab­ zweigt. Die Kanäle 314, 316 sind in der Basis 312 gebildete Nuten mit Rechteckquerschnitt. Wie die Fig. 32 zeigt, ist eine Gegenelektrode 318 auf der den Kanälen 314, 316 gegenüberlie­ genden Seite des Basis 312 angeordnet und fördert die Fort­ pflanzung der EVs entlang den Kanälen, während eine flache dielektrische Abdeckung 320 optional auf die Oberseite der Basis aufgelegt werden kann, um die Führungskanäle zu schlie­ ßen. Um zu gewährleisten, daß - in der Fig. 31 gesehen - von links nach rechts den Hauptführungskanal 314 durchlaufende EVs sich nahe genug an der vom Nebenkanal 316 unterbrochenen Seite des Hauptkanals befinden, darf der Querschnitt des Hauptkanals nicht wesentlich größer sein als die mittlere Größe der EVs, die in ihm durchlaufen, obgleich jeder Kanal groß genug sein muß, um die größte zu führende EV-Struktur aufzunehmen. (Der Mosaik-Führungskanal mit der Fase 300 in den Fig. 29 & 30 nimmt beliebig große EV-Strukturen auf, da er einseitig offen ist.) Für eine bei 2 kV erzeugte EV-Perlenkette sollte typischerweise die seitliche Abmessung des Hauptkanals 20 µm betragen. Die untere Grenze für eine Kanalbreite zur Führung einer einzigen EV-Perle ist etwa 1 µm. Wo bei 2 kV gebildete EV-Perlenketten durch beide Kanäle des Teilers 310 laufen sollen, sollte die Breite des Nebenkanals 316 mindestens 20 µm betragen und kann die Breite des Hauptkanals 314 im Bereich von 20 bis 30 oder 35 mm liegen.A second version of a divider is shown generally at 310 in FIG. 31 and has a dielectric base 312 with a straight main guide channel 314 and a secondary channel 316 branching from the main channel at an acute angle. The channels 314 , 316 are grooves with a rectangular cross section formed in the base 312 . As shown in FIG. 32, a counter electrode 318 is arranged on the side of the base 312 opposite the channels 314 , 316 and promotes the propagation of the EVs along the channels, while a flat dielectric cover 320 is optionally placed on the top of the base can to close the guide channels. In order to ensure that - seen in FIG. 31 - EVs passing through the main guide channel 314 from left to right are close enough to the side of the main channel interrupted by the secondary channel 316 , the cross section of the main channel must not be significantly larger than the average size of the EVs that traverse it, although each channel must be large enough to accommodate the largest EV structure to be guided. (The mosaic guide channel with the chamfer 300 in FIGS. 29 & 30 takes up EV structures of any size, since it is open on one side.) For an EV pearl chain produced at 2 kV, the lateral dimension of the main channel should typically be 20 μm . The lower limit for a channel width for guiding a single EV bead is approximately 1 µm. Where EV pearl chains formed at 2 kV are to run through both channels of the divider 310 , the width of the secondary channel 316 should be at least 20 μm and the width of the main channel 314 may be in the range from 20 to 30 or 35 mm.

Beide Teiler 290, 310 lassen sich mit einer Vielzahl anderer Bauteile zusammenverwenden. Bspw. kann man EVs aus einer be­ liebigen der hier offenbarten Quellen in die Hauptführungska­ näle 300, 314 einführen, um sie sich dort fortbewegen zu las­ sen. Im Fall des Teilers 290 der Fig. 29 & 30 laufen EVs oder EV-Perlenketten entlang des Scheitels der Kanalfase 300 bis zum Schnitt mit dem Nebenkanal 298. An diesem Punkt gehen einige der EVs oder EV-Perlenketten in den Nebenkanal 298 über, wäh­ rend der Rest nach rechts (in Fig. 29 gesehen) im Hauptkanal 300 weiterläuft. Der Nebenkanal 298 führt die in ihn eingelau­ fenen EVs oder EV-Perlenketten um dessen dargestelltes Knie, so daß, wie dargestellt, in den zwei Kanälen zwei Ströme von EVs oder EV-Perlenketten am rechten Ende des Teiles (in Fig. 29 gesehen) ankommen. Von dort lassen die EVs sich mit anderen Systemkomponenten weitermanipulieren oder nutzen.Both dividers 290 , 310 can be used together with a large number of other components. E.g. one can introduce EVs from any of the sources disclosed here into the main guide channels 300 , 314 in order to have them move there. In the case of the divider 290 of FIGS. 29 & 30, EVs or EV pearl chains run along the apex of the channel chamfer 300 until they intersect with the secondary channel 298 . At this point, some of the EVs or EV pearl necklaces merge into subchannel 298 , while the rest continue to the right (seen in FIG. 29) in main channel 300 . The side channel 298 guides the EVs or EV pearl necklaces that have run into it around its illustrated knee, so that, as shown, two streams of EVs or EV pearl necklaces arrive at the right end of the part (seen in FIG. 29) in the two channels . From there, the EVs can be further manipulated or used with other system components.

Entsprechend laufen EVs oder EV-Perlenketten, die in das linke Ende des Hauptkanals 314 des Teilers 310 der Fig. 31, 32 ein­ gebracht worden sind, in diesem Kanal weiter, bis einige von ihnen in den Nebenkanal 316 eintreten und durch sein Knie ge­ führt werden, so daß zwei Ströme von EVs oder EV-Perlenketten am rechten Ende des Teilers ankommen und dort weitermanipuliert oder genutzt werden können.Correspondingly, EVs or EV pearl chains, which have been brought into the left end of the main channel 314 of the divider 310 of FIGS. 31, 32, continue to run in this channel until some of them enter the secondary channel 316 and pass through his knee so that two streams of EVs or EV pearl necklaces arrive at the right end of the divider and can be manipulated or used there.

Es kann damit gerechnet werden, daß ein einzelnes EV, das sich den Hauptkanal eines der dargestellten Teiler 290 und 310 ent­ lang bewegt, auf jeden Fall in den schmaleren Nebenkanal über­ geht. Es wird jedoch darauf verwiesen, daß ein Strom von EVs oder EV-Perlenketten auf die beschriebene Weise aufgeteilt wird, wobei einige von ihnen im Hauptkanal und der Rest im Ne­ benkanal weiterlaufen. Das Umlenken nur eines Teils eines EV- Stroms in einen Nebenkanal mit kleinerem Querschnitt als dem des Hauptkanals kann durch das Aufeinanderdrängen zahlreicher EVs oder EV-Perlenketten an der Kanalverzweigung verursacht werden und auf die hohe Ladungskonzentration der EVs zurückzu­ führen sein, die verhindert, daß die gesamte EV-Ansammlung dem zweiten Kanal folgt. Hierbei handelt es sich um eine Form eines Selbst-Umschaltvorgangs, bei dem eine oder einige EV-Strukturen zu einem bestimmten Zeitpunkt in den Nebenkanal übergehen, wäh­ rend andere weiter dem Hauptweg folgen. Auf jeden Fall sind Teiler der in den Fig. 29-32 gezeigten Art ein wirkungsvolles Mittel zur Herstellung von mehreren Strömen von EVs, die einen Generator zunächst als einziger EV-Strom verlassen hatten. Wei­ terhin erfolgt die Ankunft der EVs an den Ausgängen des Haupt- und des Nebenkanals im wesentlichen gleichzeitig, da der Weg­ längenunterschied zwischen den Haupt- und dem Nebenkanal un­ wesentlich ist. Die mit einem einzigen Signalimpuls erzeugten und an der Verzweigung eines Haupt- zu einem Nebenkanal ankom­ menden zahlreichen EVs lassen sich folglich aufspalten, wobei einige EVs auf dem einen und anderen auf dem anderen Führungs­ weg weiterlaufen, um EV-Ankünfte bzw. -Signale an zwei Orten zu bewirken. Sind die Führungskanäle gleich lang, können die EVs an den Kanalendpunkten gleichzeitig (bzw. fast gleichzei­ tig) eintreffen.It can be expected that a single EV that moves along the main channel of one of the dividers 290 and 310 shown ent will in any case pass into the narrower secondary channel. However, it is pointed out that a stream of EVs or EV pearl necklaces is divided in the manner described, some of them continuing in the main channel and the rest in the sub-channel. The deflection of only a part of an EV current into a secondary channel with a smaller cross section than that of the main channel can be caused by the crowding of numerous EVs or EV pearl chains at the channel junction and can be attributed to the high charge concentration of the EVs, which prevents the entire EV cluster follows the second channel. This is a form of a self-switching process in which one or some EV structures change to the secondary channel at a certain point in time, while others continue to follow the main path. In any case, dividers of the type shown in Figures 29-32 are an effective means of producing multiple streams of EVs that initially left a generator as the only EV stream. Furthermore, the arrival of the EVs at the exits of the main and secondary channels takes place essentially simultaneously, since the path length difference between the main and secondary channels is not essential. The numerous EVs generated with a single signal pulse and arriving at the branching of a main channel to a secondary channel can consequently be split up, with some EVs running on one and the other on the other guide in order to deliver EV arrivals or signals to two Places. If the guide channels are of the same length, the EVs can arrive at the channel end points at the same time (or almost simultaneously).

Die Fig. 33 & 34 zeigen allgemein bei 330 einen Teiler mit veränderbarer Zeitverzögerung zur Herstellung eines Paares von EV-Signalen, die, aus einem einzigen EV-Impuls ("burst") er­ zeugt, an zwei verschiedenen Punkten in bestimmten Zeitpunkten (ggf. gleichzeitig) ankommen. Der Verzögerungsteiler 330 hat eine dielektrische Basis 332, auf der drei dielektrische Mosaikkacheln 334, 336, 338 festgelegt sind. Mit einer Spitz­ kathode 340 der in den Fig. 1 und 2 bzw. 17 gezeigten Art werden EVs erzeugt, die auf einer ersten Bahn 342 entlang der Schnittlinie der Basis 332 mit der (in Fig. 33 gesehen) oberen Kante der beiden Kacheln 334, 336 laufen. Die Bahn 342 ver­ läuft, wie in Fig. 33 gezeigt, weiter aufwärts entlang der Schnittlinie der Basis 332 mit der linken Kante der rechtecki­ gen Kachel 33 und deren oberer Kante sowie dann entlang der rechten Kante derselben abwärts.The Fig. 33 & 34 illustrate generally at 330, a divider with a variable time delay for producing a pair of EV-signals, evidence of a single EV-pulse ( "burst") it, at two different points in certain points in time (if necessary arrive at the same time). The delay divider 330 has a dielectric base 332 on which three dielectric mosaic tiles 334 , 336 , 338 are fixed. With a pointed cathode 340 of the type shown in FIGS . 1 and 2 and 17, EVs are generated which are on a first path 342 along the intersection line of the base 332 with the top edge (seen in FIG. 33) of the two tiles 334 , 336 run. The web 342 , as shown in FIG. 33, continues upward along the intersection of the base 332 with the left edge of the rectangular tile 33 and its top edge and then down along the right edge thereof.

Die erste Kachel 334 hat die Form eines Trapezoids und arbeitet zusammen mit der zweiten Kachel 336 in Form eines Dreiecks zur Bildung eines Kanals 344, der diese beiden Kacheln voneinander trennt und die Hauptbahn 342 unter einem spitzen Winkel schnei­ det, um den ersten Abschnitt eines Nebenführungskanals 346 zu bilden.The first tile 334 is in the form of a trapezoid and works together with the second tile 336 in the form of a triangle to form a channel 344 which separates these two tiles from one another and cuts the main track 342 at an acute angle around the first section of an auxiliary guide channel 346 form.

Eine allgemein U-förmige dielektrische Kachel 348 mit einem linken und einem rechten Schenkel 350 bzw. 352 umgreift, wie dargestellt, den Unterteil der Rechteckkachel 338 und ist be­ wegbar, um relativ zur Rechteckkachel 338 wahlweise positio­ niert werden zu können, wie es mit dem Doppelpfeil E angedeutet ist. Der Nebenweg 346 verläuft (in Fig. 33) weiter abwärts ent­ lang der 90°-Schnittlinie (vergl. Fig. 34) der Basis 332 mit der linken Seite der Kachel 338, bis er den Schenkel 350 er­ reicht. Der bewegbare linke Schenkel 350 ist, wie in Fig. 34 gezeigt, entlang der unteren Innenkante 354 unter 45° gefast. Die Nebenbahn 346, die der Schnittlinie der Basis 332 und der linken Kante der Rechteckkachel 338 unter dem Kanal 344 folgt, wird dann folglich von der Schnittlinie der Basis 332 mit der gefasten Kante 354 des Schenkels 350 weitergeführt, da die EVs dem enger eingefaßten Schnitt gegenüber der 90°-Ecke zwischen der Kachel 338 und der Basis 332 den Vorzug geben. Die EV-Bahn 346 verläßt also die Kachel 338 und folgt dem Schenkel 350. Es ist einzusehen, daß die bewegbare Kachel 348 mit dem Schenkel 350 am Ausgang des Kanals 344 so angeordnet werden kann, daß der Nebenkanal 346 dem Schenkel folgt, ohne erst auf der linken Seite der Kachel 338 entlangzulaufen. Die Nebenbahn 346 läuft dann weiter zum Bund der U-förmigen Kachel 348 und diesen ent­ lang zum rechten Schenkel 352, der sich entlang seiner linken Kante mit der Basis 332 rechtwinklig schneidet, wie in Fig. 34 dargestellt. Die untere rechte Kante der Kachel 338 ist jedoch bei 356 am Schnitt mit der Basis 332 unter 45° gefast. Folglich werden EVs, die in (Fig. 33) aufwärts entlang der Schnittlinie des Schenkels 352 mit der Basis 332 laufen, dann dem gefasten Schnitt der Kachel 338 mit der Basis folgen und schließlich vom Ende des bewegbaren Schenkels hinweg laufen. Wie die Fig. 34 zeigt, liegt eine Gegenelektrode 358 unter der Basis 332 und schafft das Potential, das zum Verstärken des Führungseffekts der Bahnen 342, 346 - bzw. dort, wo der Teiler 330 eine Kathode 340 für die Erzeugung von EVs enthält - für die EV-Erzeugung erforderlich ist.A generally U-shaped dielectric tile 348 with a left and a right leg 350 and 352 engages, as shown, the lower part of the rectangular tile 338 and is movable to be relative to the rectangular tile 338 can be optionally positioned, as is the case with the Double arrow E is indicated. The secondary path 346 runs (in FIG. 33) further down along the 90 ° cutting line (cf. FIG. 34) of the base 332 with the left side of the tile 338 until it reaches the leg 350 . As shown in FIG. 34, the movable left leg 350 is chamfered along the lower inner edge 354 at 45 °. The secondary path 346 , which follows the line of intersection of the base 332 and the left edge of the rectangular tile 338 below the channel 344 , is then continued from the line of intersection of the base 332 with the chamfered edge 354 of the leg 350 , since the EVs oppose the narrower edged cut give preference to the 90 ° corner between tile 338 and base 332 . The EV track 346 thus leaves the tile 338 and follows the leg 350 . It can be seen that the movable tile 348 with the leg 350 can be arranged at the exit of the channel 344 such that the secondary channel 346 follows the leg without first running along the tile 338 on the left side. The secondary path 346 then continues to the collar of the U-shaped tile 348 and this along to the right leg 352 , which intersects at right angles along its left edge with the base 332 , as shown in FIG. 34. However, the lower right edge of the tile 338 is chamfered at 356 at the intersection with the base 332 at 45 °. As a result, EVs that run upward in ( FIG. 33) along the intersection line of leg 352 with base 332 will then follow the chamfered cut of tile 338 with base and eventually run away from the end of the movable leg. As shown in FIG. 34, a counter electrode 358 lies under the base 332 and creates the potential for enhancing the guiding effect of the tracks 342 , 346 - or where the divider 330 contains a cathode 340 for generating EVs EV generation is required.

An der rechten Kante (in Fig. 33 gesehen) der Rechteckkachel 338 sind zwei Launcher 360, 362 in Form dielektrischer Ansätze vorgesehen, die zu scharfen Kanten auslaufen. Entlang des 90°- Schnitts des oberen Teils der rechten Kante der Kachel 338 mit der Basis 332 sich bewegende EVs werden also von der Schnitt­ linie des Launchers 360 mit der Basis weitergeführt. Der Launcher 360 ist jedoch, wie in Fig. 33 gezeigt, allgemein dreieckig gestaltet, so daß an seinem rechten Ende eine scharfe Kante entsteht. Das EV läuft also weiter vorwärts auf das fla­ che Substrat der Basis 332, anstatt die scharfe Ecke des Launchers 360 zu umrunden. Diese Vorwärtsbewegung des EVs wird stark beeinflußt durch die genaue Gestalt der Vorderkante des Launchers 360, die daher verhältnismäßig scharf und gradlinig sein muß, damit sich die EVs nicht unter falschen Winkeln an­ lösen. Mit weiteren (nicht gezeigten) Elektroden kann rechts vom Launcher 360 ein externes Feld zur weiteren Behandlung der EVs aufgebaut werden.On the right edge (seen in FIG. 33) of the rectangular tile 338 , two launcher 360 , 362 are provided in the form of dielectric projections that taper to sharp edges. EVs moving along the 90 ° cut of the upper part of the right edge of the tile 338 with the base 332 are thus continued from the cut line of the launcher 360 with the base. However, as shown in Fig. 33, launcher 360 is generally triangular in shape so that a sharp edge is formed at its right end. So the EV continues to run forward onto the flat substrate of the base 332 , instead of circling the sharp corner of the launcher 360 . This forward movement of the EV is greatly affected by the precise shape of the leading edge of the launcher 360 , which must therefore be relatively sharp and straight so that the EVs do not come off at wrong angles. With additional electrodes (not shown), an external field can be set up to the right of the launcher 360 for further treatment of the EVs.

Entsprechend hat der Launcher 362 an seinem rechten Ende eine scharfe Kante, so daß EVs, die sich entlang dem gefasten Schnitt der unteren rechten Kante der Kachel 338 mit der Basis 332 bewegen, (in Fig. 33 gesehen) nach rechts und aufwärts, am rechtwinkligen Schnitt zwischen dem Launcher 362 und der Basis 332 entlang und schließlich über die Basis vom Launcher hinweg laufen. Den Launcher 362 verlassende EVs lassen sich mit einem externen Feld weiter manipulieren, das mittels geeigneter Elek­ troden (nicht gezeigt) angelegt werden kann.Accordingly, the launcher 362 has a sharp edge at its right end so that EVs moving along the chamfered intersection of the lower right edge of the tile 338 with the base 332 (seen in FIG. 33) to the right and upward are at right angles Cut between the launcher 362 and the base 332 and eventually walk over the base of the launcher. EVs leaving the launcher 362 can be further manipulated with an external field which can be applied by means of suitable electrodes (not shown).

Die Hauptbahn 342 ist eine feste Bahn, d.h. die Weglänge zwi­ schen dem Schnitt dieses Wegs mit bspw. dem Kanal 344 und dem Launcher 360 liegt fest. Die Weglänge der Nebenbahn 346 hinge­ gen ist bspw. zwischen dem Schnitt des Kanals 344 mit der Hauptbahn 342 und dem zweiten Launcher 352 variabel. Diese ver­ änderliche Weglänge wird erreicht durch die Bewegbarkeit des U- förmigen dielektrischen Elements 348 relativ zur Rechteckkachel 338, die der Doppelpfeil E zeigt. Je weiter das dielektrische Element 348 relativ zur Kachel 338 (in Fig. 33 gesehen) abwärts verschoben wird, desto länger ist die Länge der Nebenbahn 346 (und desto kürzer werden die Überlappungsbereiche der Schenkel 350, 352 mit den Seiten der Kachel 338). Indem man das dielek­ trische Führungselement 348 relativ zur Kachel 338 verstellt, kann man die Länge der Bahn 346 einstellen und so die Zeit wäh­ len, die EVs brauchen, um entlang der Nebenbahn 346 laufend am zweiten Launcher 362 anzukommen. Der Unterschied des Ankunfts­ zeitpunkts von EVs, die mit einem einzigen Impuls erzeugt auf den Bahnen 342, 346 laufen, an den beiden Launchern 360, 362 kann also durch Positionieren des dielektrischen Führungsele­ ments 348 gewählt werden.The main track 342 is a fixed track, ie the path length between the intersection of this path with, for example, the channel 344 and the launcher 360 is fixed. The path length of the secondary path 346 depends, for example, between the intersection of the channel 344 with the main path 342 and the second launcher 352 . This variable path length is achieved by the mobility of the U-shaped dielectric element 348 relative to the rectangular tile 338 , which is shown by the double arrow E. The further the dielectric element 348 is moved downwards relative to the tile 338 (seen in FIG. 33), the longer the length of the secondary path 346 (and the shorter the overlap regions of the legs 350 , 352 with the sides of the tile 338 ). By adjusting the dielek tric guide member 348 relative to the tile 338, and can adjust the length of the web 346 as the time len currency in need of EVs to arrive along the branch line 346 running on the second Launcher 362nd The difference in the time of arrival of EVs, which are generated with a single pulse on the tracks 342 , 346 , at the two launchers 360 , 362 can thus be selected by positioning the dielectric guide element 348 .

Die in Fig. 33 angegebene Abmessung von 10 mm dient als Maß­ stabsangabe für einen typischen variablen Teiler. Es ist ein­ zusehen, daß mit einem variablen Teiler der gezeigten Größe sich Bahnlängenunterschiede in der Größenordnung von 1/10 mm ohne Schwierigkeiten erreichen lassen. Beliebige Einrichtungen können eingesetzt werden, um das bewegbare Führungselement zu bewegen und zu justieren - einschl. bspw. eines mechanischen Getriebes. Falls erforderlich, kann dort, wo die Einstellung von Hand erfolgen soll, ein Mikromanipulator bzw. eine Trans­ lationsmechanik bspw. in Form eines Systems aus Hebeln und Zahnrädern mit der erforderlichen Untersetzung Einsatz finden, um eine gewünscht empfindliche Justage zu erlauben.The dimension of 10 mm shown in Fig. 33 serves as a scale for a typical variable divider. It can be seen that with a variable divider of the size shown, path length differences of the order of 1/10 mm can be achieved without difficulty. Any devices can be used to move and adjust the movable guide element - including, for example, a mechanical transmission. If necessary, a micromanipulator or a translational mechanism, for example in the form of a system of levers and gearwheels with the required reduction, can be used where the adjustment is to be made by hand, in order to permit a desired sensitive adjustment.

Es ist weiterhin einzusehen, daß die Führungsbahnen 342, 346 sich gewünschten Anwendungsfällen beliebig anpassen lassen. Die Bahnen brauchen auch nicht bis zu Launchern 360, 362 zu verlau­ fen, sondern können sich als Führungen oder andere Systemkompo­ nenten, wie erforderlich, weiter fortsetzen. It can also be seen that the guideways 342 , 346 can be adapted to any desired application. The tracks also do not need to extend to launcher 360 , 362 , but can continue as guides or other system components as required.

Die Fig. 35 zeigt bei 370 eine bestimmte Version eines Teilers mit variabler Verzögerung. Im Aufbau und in der Arbeitsweise entspricht der Teiler 370 dem Teiler 350; es brauchen also nur die Unterschiede zwischen ihnen ausführlich beschrieben zu wer­ den. Die feste Führungsbahn 372 kann bspw. identisch mit der festen Führungsbahn 342 der Fig. 33 ausgeführt werden. Die variable Führungsbahn 374 des Teilers 370 wird jedoch mit einem bewegbaren Führungselement 376 (vergl. den Doppelpfeil F) ver­ ändert, das (vergl. Fig. 35) weiter nach rechts verläuft und an einem Launcher 378 endet, der die EVs entlang einer Linie ab­ wirft, die auf einen Schnittpunkt G mit der ersten Führungsbahn 372 gerichtet ist. Die EVs können also dem Punkt G abhängig von der Stellung des bewegbaren Führungselemente 376 aus zwei Rich­ tungen zu gleichen oder unterschiedlichen Zeitpunkten ankommend zugeführt werden. Nachweisplättchen oder andere EV-Nachweisein­ richtungen (bspw. Leuchtstoffschirme) 380, 382 lassen sich so anordnen, daß sie die auf der Haupt- und der Nebenbahn 372 bzw. 374 ankommenden EVs aufnehmen. Weiterhin kann man die Bewegung der EVs hinter den Launchern mit geeigneten Anoden oder Gegen­ elektroden unterstützen. Fig. 35 shows a particular version of a divider with a variable delay at 370. The divider 370 corresponds to the divider 350 in terms of structure and mode of operation; it is therefore only necessary to describe in detail the differences between them. The fixed guideway 372 can, for example, be designed identically to the fixed guideway 342 in FIG. 33. The variable guideway 374 of the divider 370 is, however, changed with a movable guiding element 376 (see the double arrow F ), which continues (see FIG. 35) to the right and ends at a launcher 378 which the EVs along a line throws, which is directed to an intersection G with the first guideway 372 . The EVs can therefore be supplied to the point G depending on the position of the movable guide element 376 from two directions arriving at the same or different times. Detection plates or other EV detection devices (for example fluorescent screens) 380 , 382 can be arranged in such a way that they receive the EVs arriving on the main and the secondary track 372 and 374, respectively. Furthermore, you can support the movement of the EVs behind the launchers with suitable anodes or counter electrodes.

Generell kann der Nebenkanal eines Teilers kleinere, größere oder die gleichen Querabmessungen haben wie der Hauptkanal. Hat der Nebenkanal einen wesentlich größeren Querschnitt als der Hauptkanal, folgen sämtliche EVs dem Nebenkanal. Der Nebenkanal kann den Hauptkanal unter einem beliebigen spitzen Winkel bis 90 schneiden. Die Kanäle können sich unterschiedlich verzweigen - bspw. in Y- oder in T-Form. Für solche Beispiele können die beiden Zweige gleichwertige Kanäle sein. Weiterhin können auch mehrere Nebenkanäle angelegt werden, so daß sich bspw. aus einem einzigen EV-Eingangssignal aus einer einzigen Quelle eine beliebige Anzahl von Ausgangssignalen ableiten läßt. Es ist einzusehen, daß Teiler auch in anderen als den in den Fig. 29- 35 gezeigten Formen aufgebaut werden können - bspw. unter Verwendung der oben diskutierten rohrförmigen Führungselemente.In general, the secondary duct of a divider can have smaller, larger or the same transverse dimensions as the main duct. If the secondary channel has a significantly larger cross-section than the main channel, all EVs follow the secondary channel. The secondary channel can cut the main channel at any acute angle up to 90. The channels can branch out differently - for example in Y or T shape. For such examples, the two branches can be equivalent channels. Furthermore, several secondary channels can also be created, so that, for example, any number of output signals can be derived from a single EV input signal from a single source. It will be appreciated that dividers can be constructed in shapes other than those shown in Figs. 29-35 - for example, using the tubular guide members discussed above.

14. Weichen14. Turnouts

Wie erwähnt, können EVs und EV-Ketten unter Verwendung von Füh­ rungen nicht nur in gewählten Richtungen geführt werden; die Führungen können auch Mittel zur Richtungsänderung enthalten. Die Führungskomponenten beeinflussen die Fortpflanzungsrichtung der EVs durch die von Bildladungskräften sowie durch die von mit Gegenelektroden erzeugten Feldern ausgeübte Anziehung zu den Führungsflächen hin. Die Fortpflanzungsrichtung von EVs und EV-Perlenketten läßt sich weiter beeinflussen mit elektrischen Querfeldern, die auf die elektrische Ladung der EV-Gebilde wir­ ken und sie in neue gewählte Richtungen umlenken. Das Ausmaß einer solchen Richtungsänderung hängt von der Größe des Umlenk­ feldes sowie von dessen Einwirkungszeit auf das EV-Gebilde ab. Zusätzlich kann das Umlenkfeld ein- und ausgeschaltet und un­ terschiedlich stark eingestellt werden, um die EVs beim Durch­ laufen eines bestimmten Gebiets unterschiedlich weit oder gar nicht umzulenken. Der Effekt ist natürlich bilateral; der Um­ lenkmechanismus, wie er auch immer wirkt, kann eine unerwünsch­ te Reaktion von durch den Vorbeilauf der EVs verursachten Ge­ genspannungen erfahren.As mentioned, EVs and EV chains can be created using Füh not only in selected directions; the Guided tours can also include means to change direction. The management components influence the direction of reproduction of EVs by that of image charge forces as well as that of with fields generated with counter electrodes the guide surfaces. The direction of propagation of EVs and EV pearl necklaces can be further influenced with electrical ones Cross fields that affect the electrical charge of the EV structures and redirect them in new chosen directions. The extent Such a change in direction depends on the size of the deflection field and its time of exposure to the EV structure. In addition, the deflection field can be switched on and off and un can be set to different degrees to keep the EVs going run in a certain area differently or even not redirect. The effect is, of course, bilateral; the order  steering mechanism, however it works, can be an undesirable reaction of Ge caused by the passing of EVs experienced gene tensions.

Beim Lauf von EVs auf Führungsbahnen, wie sie bspw. die oben diskutierten Führungsnuten darstellen, ist die EV-Fortpflanzung sehr stabil, und zwar nicht nur wegen der Potentialsenke, in der sich die EVs infolge der Bildladung im Dielektrikum bewe­ gen, und des Feldes des Gegenelektroden, sondern auch wegen der Querwandumgrenzungen, die die Nut im Dielektrikum in einer oder mehreren Querrichtungen herstellen. Damit ein entlang eines Führungskanals laufendes EV von einem angelegten Feld in eine neue Richtung umgelenkt werden kann, müssen die in der Umlenk­ richtung wirkenden Einflüsse der Führung schwach genug sein, daß das angelegte Feld die EVs umlenken kann. Mindestens der­ jenige Bereich, so die Umlenkung stattfinden soll, muß frei von einer Führungskanalwandung sein, die eine Querablenkung des EV stören würde. Generell muß ein in einem Führungskanal auf einer sehr stabilen Führungsbahn laufendes EV dort, wo es umgelenkt werden soll, verhältnismäßig instabil geführt sein. Nach der erwünschten Umlenkung kann das EV dann wieder in einen stabi­ leren Bahnbereich bspw. entlang eines Führungskanals einlaufen. Wo eine Wahl möglich ist, kann das EV - abhängig vom Anliegen eines Umlenkfeldes - auf einer von zwei oder mehreren verfügba­ ren Umlenkbahnen weiterlaufen. Eine Einrichtung, die auf diese Weise zur wahlweisen Änderung der Fortpflanzungsrichtung bspw. eines EVs oder einer EV-Kette verwendet wird, ist eine Weiche (Umlenkschalter).When EVs run on guideways, such as those represented by the guide grooves discussed above, EV propagation is very stable, and not only because of the potential sink in which the EVs move as a result of the image charge in the dielectric and the field of the Counter electrodes, but also because of the transverse wall boundaries that create the groove in the dielectric in one or more transverse directions. So that an EV running along a guide channel can be deflected from a field in a new direction, the influences of the guidance acting in the deflection direction must be weak enough that the field created can deflect the EVs. At least the area where the deflection is to take place must be free of a guide channel wall which would interfere with transverse deflection of the EV. In general, an EV running in a guide channel on a very stable guideway must be guided in a relatively unstable manner where it is to be deflected. After the desired deflection, the EV can then run back into a more stable path region, for example along a guide channel. Where a choice is possible, the EV can - depending on the concerns of a deflection field - continue to run on one of two or more Products Available ren change paths. A device that is used in this way to selectively change the direction of propagation, for example of an EV or an EV chain, is a switch (deflection switch).

Die Fig. 36-38 zeigen allgemein bei 390 eine Weiche von oben, von der Seite und stirnseitig. Bei der Weiche 390 handelt es sich um einen einpoligen Umschalter mit einer dielektrischen Basis 392 mit einem einzelnen Eingangsführungskanal 394 sowie einem ersten und einem zweiten Ausgangsführungskanal 396 bzw. 398. Die Ein- und Ausgangskanäle 394-398, die zwar als par­ allel dargestellt sind, aber unter praktisch beliebigen Winkeln zueinander verlaufen können, verbindet ein Übergangs- oder Um­ lenkbereich 400, der so tief ist wie die Führungskanäle, aber im allgemeinen eine größere Breite hat als sie. Eine Führungs- Gegenelektrode 402 liegt unter dem Eingangskanal 394, die Füh­ rungs-Gegenelektroden 404, 406 unter den Ausgangskanälen 396 bzw. 398; an sie können geeignete Spannungen gelegt werden, um den Durchlauf von EVs entlang den entsprechenden Führungsbahnen zu unterstützen. Figs. 36-38 show generally at 390, a switch from the top, from the side and the front side. The switch 390 is a single-pole changeover switch with a dielectric base 392 with a single input guide channel 394 and a first and a second output guide channel 396 and 398 . The input and output channels 394-398 , which are shown as par allel, but can run at practically any angle to one another, connects a transition or order deflection area 400 , which is as deep as the guide channels, but generally has a greater width as they. A guide counter electrode 402 lies under the input channel 394 , the guide counter electrodes 404 , 406 under the output channels 396 and 398 ; Suitable voltages can be applied to them to support the passage of EVs along the corresponding guideways.

Zwei Umlenkelektroden 408, 410 sind ebenfalls auf der Unter­ seite der Basis 392 den Führungskanälen 394-398 und dem Über­ gangsbereich 400 gegenüber angeordnet, wobei die Umlenkelektro­ den, die teilweise unter dem Übergangsbereich liegen, seitlich nach außen verlaufen und eine verhätnismäßig große Fläche ein­ nehmen. Ein aus dem Eingangskanal 394 in den Übergangsbereich 400 einlaufendes EV kann also von einer auf die linke Umlenk­ elektrode 408 aufgebrachten positiven Ladung und/oder einer auf die rechte Umlenkelektrode 410 aufgebrachten negativen Ladung nach links (aus dem Blickwinkel eines in den Übergangsbereich einlaufenden EV) ausgelenkt werden. Auf diese Weise wird die Bewegungsbahn dieses EV aus der im Eingangskanal 394 erzwun­ genen, allgemein gradlinigen Richtung herausgelenkt. Durch das Anlegen einer geeigneten Ladung an die Umlenkelektrode(n) 408 und/oder 410 läßt die Bewegungsrichtung des EV so ändern, daß das EV in einen ersten bzw. linken Ausgangskanal 396 eintritt, in dem es sich dann weiter fortbewegen kann. Alternativ kann Ladung auf eine oder beide der Ablenkplatten 408, 410 aufge­ bracht werden, um die Bewegungsbahn eines aus dem Eingangskanal austretenden EVs so umzulenken, daß es in den zweiten bzw. rechten Ausgangskanal 398 eintritt, in dem es dann weiterläuft.Two deflection electrodes 408 , 410 are also arranged on the underside of the base 392, the guide channels 394-398 and the transition area 400 opposite, the deflection electrodes, which are partially below the transition area, extend laterally outwards and take up a relatively large area . An EV entering the transition region 400 from the input channel 394 can thus be deflected to the left by a positive charge applied to the left deflection electrode 408 and / or a negative charge applied to the right deflection electrode 410 (from the point of view of an EV entering the transition region) will. In this way, the trajectory of this EV is deflected out of the generally straight-line direction enforced in the input channel 394 . By applying a suitable charge to the deflection electrode (s) 408 and / or 410 , the direction of movement of the EV can be changed such that the EV enters a first or left output channel 396 , in which it can then move on. Alternatively, charge can be placed on one or both of the baffles 408 , 410 to redirect the path of movement of an EV emerging from the input channel so that it enters the second or right output channel 398 , in which it then continues.

Die Weiche (der Umlenkschalter) arbeitet, indem sie einem EV erlaubt, von einem verhältnismäßig hochstabilen Fortpflan­ zungsweg im Eingangskanal in einen Bereich relativer Instabi­ lität einzulaufen, indem seine Bahn durch Anlegen eines Um­ lenkfeldes selektiv geändert werden kann, wonach das EV in einen Ausgangskanal einläuft, der wiederum eine verhältnismäßig hochstabile Bewegungsbahn darstellt. Der Übergang von der Ein­ gangsführung zum Übergangsbereich sollte so erfolgen, daß in der EV-Bahn keine Störungen existieren, da ansonsten Fehlum­ schaltungen auftreten können. Durch Rückführung der umgelenkten EVs können die Effekte eine Eingangsbelastung oder -kopplung abgeschwächt werden. Bspw. nimmt eine benachbarte Elektrode beim Vorbeilauf eines EV eine Rückkopplungsspannung auf, die mit geeignet eingestellter Amplitude und phasengedreht an eine Umlenkplatte gelegt werden kann. Der Fachmann erkennt hier eine Gegentaktanordnung. Durch Vertauschen der Zuleitungen läßt sie sich zur Darstellung einer Kreuzkopplung benutzen. Eine solche Rückführungselektrode 412 ist auf der Basis 392 am linken Aus­ gangskanal 396 gezeigt; sie ist mit einer geeigneten Leitung an eine Kopplungsschaltung 413 angeschlossen, deren Ausgang mit der linksseitigen Umlenkelektrode 408 verbunden ist. Eine ent­ sprechende Rückkopplungselektrode 414 ist auf der Basis am rechten Ausgangskanal 398 vorgesehen und an eine Koppelschal­ tung 415 angeschlossen, deren Ausgang zur rechtsseitigen Um­ lenkelektrode 410 führt. Auf diese Weise kann man eine Gegen- oder eine Mitkopplung darstellen, die sich für eine stabile oder instabile, d.h. bistabile Umschaltung nutzen läßt. Andere bekannte Rückkopplungseffekte lassen sich erzielen, sofern man für jeden eine eigene Rückführungsschaltung vorsieht. Entspre­ chend lassen sich mit der Rückkopplungsschaltung Filter auf­ bauen, die das Aufschalten der EVs auf einen Ausgangskanal von der Ladungsgröße oder anderen Parametern abhängig machen. Es stellt einen erheblichen Vorteil dar, daß die Rückkopplungs­ schaltung elektromagnetische, nahe der Lichtgeschwindigkeit ar­ beitende Bauteile verwendet, da sich so die das Schaltverhalten beeinträchtigenden Laufzeiteffekte vermeiden lassen. Herkömmli­ che Widerstands-, Kapazitäts- und Induktivitätsbauteile arbei­ ten generell gut im Fall von EVs, die mit etwa 1/10 Lichtge­ schwindigkeit laufen.The switch (the diverter switch) works by allowing an EV to enter a region of relative instability from a relatively highly stable propagation path in the input channel by selectively changing its path by applying a deflection field, after which the EV enters an output channel , which in turn represents a relatively highly stable trajectory. The transition from the entrance guide to the transition area should take place in such a way that there are no faults in the EV train, otherwise faulty switching may occur. The effects of an input load or coupling can be weakened by feedback of the redirected EVs. E.g. When an EV passes by, an adjacent electrode picks up a feedback voltage that can be applied to a deflection plate with a suitably set amplitude and phase-shifted. The person skilled in the art recognizes a push-pull arrangement here. By interchanging the supply lines, it can be used to represent a cross coupling. Such a return electrode 412 is shown on the base 392 on the left output channel 396 ; it is connected with a suitable line to a coupling circuit 413 , the output of which is connected to the left-hand deflection electrode 408 . A corresponding feedback electrode 414 is provided on the base of the right output channel 398 and connected to a coupling circuit 415 , the output of which leads to the right-hand order steering electrode 410 . In this way, one can represent a negative feedback or a positive feedback which can be used for a stable or unstable, ie bistable switchover. Other known feedback effects can be achieved if one provides a separate feedback circuit for each. Correspondingly, filters can be built up with the feedback circuit, which make the connection of the EVs to an output channel dependent on the charge size or other parameters. It is a considerable advantage that the feedback circuit uses electromagnetic components that work close to the speed of light, since this can avoid the runtime effects that affect the switching behavior. Conventional resistance, capacitance and inductance components generally work well in the case of EVs that run at about 1/10 light speed.

Die in den Fig. 36-38 gezeigte Weiche 390 läßt sich durch Einätzen der Führungsbahnen und des Übergangsbereiches in auf­ geschmolzenes Siliziumoxid unter Verwendung photolithographi­ scher Verfahrensweisen herstellen. Die leitfähigen Elektroden­ beläge lassen sich aufdampfen oder -sputtern. Die Ein- und Aus­ gangsführungskanäle sollten für mit etwa 1 kV erzeugte EVs etwa 0,05 mm tief und breit sein. Die an die Umlenkelektroden zu legenden Spannungen reichen von einigen -zig Volt in den Kilo­ volt-Bereich, und zwar abhängig von der Stabilität der Bahn des durch den Übergangs- bzw. Umlenkbereich laufenden EV. Die Sta­ bilität der EV-Bahn innerhalb des Übergangsbereichs hängt von der Gestalt und Länge des Übergangsbereichs selbst sowie von der Gestalt der Gegenelektroden ab.The switch 390 shown in FIGS . 36-38 can be produced by etching the guideways and the transition region into on molten silicon oxide using photolithographic methods. The conductive electrode coverings can be evaporated or sputtered. The input and output guide channels should be approximately 0.05 mm deep and wide for EVs generated with approximately 1 kV. The voltages to be applied to the deflection electrodes range from a few tens of volts to the kilo volt range, depending on the stability of the path of the EV running through the transition or deflection region. The stability of the EV track within the transition area depends on the shape and length of the transition area itself and on the shape of the counter electrodes.

Um die Umlenkempfindlichkeit einer Weiche zu optimieren, sollte die EV-Bahn in der Mitte des Übergangsbereich instabiler sein. Die Weiche 390 weist bspw. eine Übergangsführungsbereich 400 mit Seitenwandungen 416 auf, die die Wände des Eingangskanals rechtwinklig schneiden, um das Ende des Eingangskanals 394 ab­ rupt zu markieren. Ein solcher abrupter mechanischer Übergang erfordert hohe Ablenkspannungen, um die EVs innerhalb des Über­ gangsbereichs selektiv zu steuern und umzulenken, da die EVs sich mit einer der der gewünschten Umlenkrichtung gegenüberlie­ genden Seitenwände des Übergangsbereichs 400 verkoppeln können. Es erfordert also eine hohe Ablenkspannung, will man ein EV über den Übergangsbereich 400 zur gegenüberliegende Wandung umlenken.To optimize the turn sensitivity of a switch, the EV track in the middle of the transition area should be more unstable. The switch 390 has, for example, a transition guide area 400 with side walls 416 which intersect the walls of the input channel at a right angle to mark the end of the input channel 394 abruptly. Such an abrupt mechanical transition requires high deflection voltages in order to selectively control and redirect the EVs within the transition region, since the EVs can couple to a side wall of the transition region 400 lying opposite the desired deflection direction. A high deflection voltage is therefore required if an EV is to be deflected via the transition region 400 to the opposite wall.

Der Übergang von Eingangskanal 394 zum Umlenkbereich 400 kann auch allmählicher gestaltet - und die Umlenkempfindlichkeit der Anordnung erhöht - werden, indem man die Elektroden (einschl. der Gegenelektrode 402) geeignet gestaltet. Bspw. endet, wie dargestellt, die führende Eingangs-Gegenelektrode 402 nicht am Schnitt des Eingangskanals 394 mit dem zwischenliegenden Über­ gangsabschnitt 400, sondern ist zu einem verjüngten Abschnitt 418 verlängert, der teilweise unter den Zwischenabschnitt ver­ läuft. Die Ablenkelektroden 408, 410 sind entsprechend parallel zur Kontur des verjüngten Teils 418 der Gegenelektrode 402 ab­ geschnitten. Eine solche elektrische Übergangstechnik erlaubt einem EV, bei nur schwacher Störung vom Eingangskanal 394 zum Übergangskanal 400 überzugehen, wobei sich bei fehlendem Um­ lenkfeld die Bewegungsrichtung kaum ändert; auf diese Weise er­ gibt sich eine hohe Umlenkempfindlichkeit. Bei fehlender Gegen­ elektrode läßt sich die Bahn, auf der ein EV sich fortbewegt, nicht auf einfache Weise vorhersagen.The transition from the input channel 394 to the deflection area 400 can also be made more gradually - and the deflection sensitivity of the arrangement can be increased - by making the electrodes (including the counter electrode 402 ) suitable. E.g. As shown, the leading input counterelectrode 402 does not end at the intersection of the input channel 394 with the intermediate transition section 400 , but is extended to a tapered section 418 , which runs partially below the intermediate section. The deflection electrodes 408 , 410 are cut parallel to the contour of the tapered part 418 of the counter electrode 402 . Such an electrical transition technique allows an EV to transition from the input channel 394 to the transition channel 400 when there is only a slight disturbance, the direction of movement hardly changing in the absence of a deflection field; in this way he gives himself a high sensitivity. If there is no counter electrode, the path on which an EV travels cannot be predicted easily.

Wie dargestellt, bildet der Zwischenbereich 400 eine flach V- förmige Wandung 420 zwischen dem ersten und dem zweiten Aus­ gangskanal 396, 398 aus. Die Gestalt dieses Teils 420 der Wand des Übergangsbereichs hat einen relativ schwachen Einfluß auf eine Kontrolle der Stabilität der EV-Bahnen innerhalb des Über­ gangsbereichs.As shown, the intermediate region 400 forms a flat V-shaped wall 420 between the first and the second output channel 396 , 398 . The shape of this part 420 of the wall of the transition area has a relatively weak influence on a control of the stability of the EV tracks within the transition area.

Alternativ kann ein EV in den Zwischen- bzw. Übergangsbereich so eingekoppelt werden, daß es weitgehend störungsfrei umge­ lenkt werden kann, indem man einen mechanischen Aufbau verwen­ det, der einen allmählichen Übergang vom Einfluß des Eingangs­ kanals zum Zwischenbereich herstellt. Bspw. kann eines solche Weiche eine Eingangs-Führungsnut, die in der Dicken- bzw. Tie­ fenrichtung verjüngt ausgeführt ist, gemeinsam mit einer Ein­ gangs-Gegenelektrode aufweisen, die verhältnismäßig abrupt oder gar in Querrichtung eckig abgeschnitten endet. Die Fig. 37 zeigt gestrichelt eine schräg verlaufende Oberfläche 422 um den Eingangskanal herum als Beispiel für eine solche mechanische Ausführung. Diese Eingangsführung verliert nach und nach ihre Führungswirkung auf das EV, während dieses sich dem Übergangs­ bereich nähert und dabei in seiner Fortbewegung zwischen den beiden Bereichen ohne ein Umlenkfeld kaum gestört wird; auch hier ergibt sich eine relativ hohe Umlenkempfindlichkeit. Es ist einzusehen, daß Ätztechniken generell allmählich abfallen­ de, keine abrupt endenden oder eckigen Kanten an den Rändern von Flächen liefern. Dieser natürliche Kantenabfall beim Ätzen läßt sich bis zu der bei 422 in Fig. 37 gezeigten Form eines Flächenauslaufs betonen.Alternatively, an EV can be coupled into the intermediate or transition area in such a way that it can be largely redirected without interference by using a mechanical structure that produces a gradual transition from the influence of the input channel to the intermediate area. E.g. Such a switch can have an input guide groove which is tapered in the direction of thickness or depth, together with an input counterelectrode which ends relatively abruptly or even cut off angularly in the transverse direction. Fig. 37 shows in phantom an inclined surface 422 to the input channel around as an example of such a mechanical embodiment. This entrance guidance gradually loses its guiding effect on the EV as it approaches the transition area and is hardly disturbed in its movement between the two areas without a deflection field; here too there is a relatively high sensitivity to deflection. It can be seen that etching techniques generally give off gradually, no abruptly ending or angular edges on the edges of surfaces. This natural edge drop during etching can be emphasized up to the shape of a surface runout shown at 422 in FIG. 37.

Eine Technik, mit der sich eine höhere Stabilität gegenüber Ladungsansammlungen erreichen läßt, ist, als Umlenkelektrode jeweils einen niederohmigen Belag zu verwenden und die Umlenk­ elektroden auf der Oberseite und innerhalb des Übergangsbe­ reichs 400, nicht darunter zu plazieren. Die Bewegungsbahn eines EVs kreuzt dann auf jeden Fall eine Umlenkelektrode. Mit dieser Umlenktechnik läßt sich ein Aufladen des Dielektrikums verhindern. One technique with which a higher stability towards charge accumulations can be achieved is to use a low-resistance coating as the deflecting electrode and to place the deflecting electrodes on the top and within the transition region 400 , not below. The movement path of an EV then crosses a deflection electrode in any case. With this deflection technology, charging of the dielectric can be prevented.

15. Das EV-Oszilloskop15. The EV oscilloscope

Ein EV oder eine EV-Perlenkette, das bzw. die sich im Vakuum über eine Oberfläche bewegt, tut dies infolge örtlicher Felder und Oberflächenstörungen regellos. Diese Bewegung ist begleitet von einem Abwerfen von Elektronen durch das EV, so daß seine Bahn sichtbar wird, wenn man den Vorgang mit einem Elektronen- Bildgebungssystem beobachtet oder abgeworfene Elektronen auf einen Leuchtstoff fallen, der sichtbares Licht erzeugt. Indem man mit feldformenden Strukturen wie bspw. Ablenkelektroden elektrische Felder aufbaut, die die Bahn eines EVs bestimmen, läßt sich erreichen, daß diese Bahn und damit ihr optisches Ab­ bild die Zeitfunktion der angelegten Spannung beschreiben; man erhält so die Funktion eines Oszilloskops. Man erreicht sie auf auf wirkungsvolle Weise, indem man die Stabilisierungs- und Um­ lenkfunktion der EV-Weiche 390 der Fig. 36-38 verbessert.An EV or an EV pearl necklace that moves in vacuum over a surface does so randomly due to local fields and surface disturbances. This movement is accompanied by ejection of electrons by the EV, so that its trajectory becomes visible when the process is observed with an electron imaging system or ejected electrons fall onto a phosphor that produces visible light. By building electric fields with field-shaping structures such as deflection electrodes that determine the path of an EV, it can be achieved that this path and thus its optical image describe the time function of the applied voltage; you get the function of an oscilloscope. It can be achieved in an effective manner by improving the stabilizing and deflecting function of the EV switch 390 of FIGS . 36-38.

Ein EV-Oszilloskop des Planartyps ist allgemein bei 424 in Fig. 39 dargestellt; es weist ein dielektrisches Substrat bzw. eine solche Basis 426 mit einem führenden EV-Eingangskanal 428 auf, der sich zu einem flachen Übergangs- bzw. Ablenkbereich 430 in der Art des Übergangsbereichs 400 der in Fig. 36 gezeigten Weiche 390 öffnet. Eine Führungs-Gegenelektrode 432 verläuft unter der Führungsnut 428, läuft aber, wie dargestellt, zu einer verjüngten Verlängerung unter dem Ablenkbereich 430 aus. Die vorwärts weisende Wand 434 des Ablenkbereichs 430 verläuft rechtwinklig zum Eingangskanal 428. Gemeinsam mit der verjüng­ ten Gegenelektrode 432 erhält man durch die Anordnung der Wan­ dung 434 des Ablenkbereichs relativ zum Eingangskanal 428 eine größtmögliche Stabilität von EVs und EV-Ketten beim Verlassen des Eingangskanals und Einlauf in den Ablenkbereich, wie oben unter Bezug auf die Weiche 390 bereits ausgeführt.A planar type EV oscilloscope is shown generally at 424 in FIG. 39; it has a dielectric substrate or such base 426 with a leading EV input channel 428 , which opens to a flat transition or deflection region 430 in the manner of the transition region 400 of the switch 390 shown in FIG. 36. A guide counter electrode 432 runs under the guide groove 428 , but, as shown, runs out to a tapered extension under the deflection area 430 . The forward wall 434 of the deflection area 430 is perpendicular to the input channel 428 . Together with the tapered counter electrode 432 , the arrangement of the wall 434 of the deflection area relative to the input channel 428 results in the greatest possible stability of EVs and EV chains when leaving the input channel and entry into the deflection area, as described above with reference to the switch 390 executed.

Zwei Ablenkelektroden 436, 4389 sind auf der Unterseite des Substrats 426 vorgesehen, wie gezeigt, um wahlweise ein Signal anzulegen, das auf einen (mit dem gestrichelten Linienzug ge­ zeigten) gewählten Bereich H des Übergangsbereichs 430 durch­ laufende EVs wirken soll. Das gesamte Innere des Übergangsbe­ reichs 430 kann mit einem Widerstandsmaterial beschichtet sein, um Oberflächenladungen zu unterdrücken und einen Abschluß her­ zustellen für die Leitung, die das Ablenksignal für die Ablenk­ elektroden 436, 438 zuführt. Der Boden des Ablenkbereichs 430 muß glatt sein, um örtliche Strukturen zu vermeiden, die ein EV ablenken könnten. Das EV bzw. die EV-Kette läuft aus dem akti­ ven Bereich H und dem Ablenkbereich 430 allgemein hinaus und kann schließlich mit einer Fanganode (nicht gezeigt) aufgefan­ gen werden.Two deflection electrodes 436 , 4389 are provided on the underside of the substrate 426 , as shown, in order to selectively apply a signal which is intended to act on a selected area H of the transition area 430 (shown with the broken line) by running EVs. The entire interior of the transition region 430 may be coated with a resistive material to suppress surface charges and to provide a termination for the line that supplies the deflection signal for the deflection electrodes 436 , 438 . The bottom of the deflection area 430 must be smooth to avoid local structures that could deflect an EV. The EV or the EV chain generally extends out of the active region H and the deflection region 430 and can finally be caught with a catching anode (not shown).

Die Fig. 40 zeigt das EV-Oszilloskop 424 in einer stirnseitigen Draufsicht zusammen mit einem Leuchtstoff-Bildschirm 440. Der Bildschirm 440 muß über mindestens den aktiven Bereich H gelegt werden, kann aber den gesamten Übergangsbereich 430 und auch, wie dargestellt, das gesamte Substrat 426 bedecken. Elektronen, die das EV oder die EV-Kette emittiert, das bzw. die unter dem Einfluß des angelegten Ablenkfeldes vorbeiläuft, bewirken, daß der Leuchtstoff 440 seinerseits Licht emittiert. Ein Lichtmi­ kroskop 442 nimmt das vom Leuchtstoff 440 emittierte Licht auf und vergrößert es, damit es beobachtet werden kann. Anstelle des Lichtmikroskops kann auch eine lichtverstärkende FS-Kamera eingesetzt werden. Der Vergrößerungsfaktor des Systems (Mikro­ skop oder FS-Kamera) sollte zur Abbildung eines Objekts von einigen Mikrometern, der näherungsweisen Größe eines EV, aus­ reichen. Bei Verwendung eines FS-Monitors als Sichtgerät des Oszilloskops erhält man eine erhöhte Empfindlichkeit und kann das Bild außerdem sehr leicht aufzeichnen. Mit einer Elektro­ nenkamera, wie sie unten im Abschnitt 16 beschrieben ist, kann man weiterhin ein durch den Übergangsbereich 430 laufendes oder gar durch den Raum fliegendes EV unmittelbar betrachten.The Fig. 40 shows the EV oscilloscope 424 in an end plan view together with a phosphor screen 440th The screen 440 must be placed over at least the active area H , but can cover the entire transition area 430 and, as shown, the entire substrate 426 . Electrons emitted by the EV or the EV chain, which pass under the influence of the deflection field applied, cause the phosphor 440 in turn to emit light. A light microscope 442 picks up the light emitted by the phosphor 440 and magnifies it so that it can be observed. Instead of the light microscope, a light-amplifying FS camera can also be used. The magnification factor of the system (microscope or FS camera) should be sufficient to image an object of a few micrometers, the approximate size of an EV. If an FS monitor is used as the oscilloscope's viewing device, the sensitivity is increased and the image can also be recorded very easily. With an electronic camera, as described below in section 16, one can continue to view an EV running through the transition region 430 or even flying through space.

Für das EV-Oszilloskop 424 ist eine EV-Quelle geeignet, die das Auswerfen der EVs in Führungen gestattet. Ggf. kann man mit einem Separator oder Selektor ein gewünschtes EV oder eine ge­ wünschte EV-Kette in den Führungskanal 428 des Oszilloskops eintragen. Die Erzeugungs- und Auswerfspannung, mit der man EVs für das Oszilloskops 424 erhält, kann abhängig von der Größe der verwendeten Strukturen typischerweise zwischen 200 V und 2 kV liegen. Wie bei der Weiche 390 (Fig. 36-38) müssen der Führungskanal 428 (bspw. seine Länge), die Gegenelektrode 432 und der Ablenkbereich 430 so gestaltet sein, daß ein stabili­ siertes EV in den Ablenkbereich 430 eingetragen wird, ohne mit den Seitenwänden des Ablenkbereichs zu verkoppeln. Das Oszil­ loskop 424 arbeitet im Effekt teilweise als Analogschalter mit zahlreichen Ausgangszuständen, die von der an die Ablenkelek­ troden 436, 438 gelegten Spannung abhängen.An EV source that allows the EVs to be ejected into guides is suitable for the EV oscilloscope 424 . Possibly. one can enter a desired EV or a desired EV chain into the guide channel 428 of the oscilloscope with a separator or selector. The generation and ejection voltage with which EVs are obtained for the oscilloscope 424 can typically be between 200 V and 2 kV, depending on the size of the structures used. As with the switch 390 ( Fig. 36-38), the guide channel 428 (e.g. its length), the counter electrode 432 and the deflection area 430 must be designed so that a stabilized EV is entered in the deflection area 430 without the side walls to couple the deflection area. The Oszil loskop 424 works in effect as an analog switch with numerous output states, which depend on the voltage applied to the deflection electrodes 436 , 438 .

Die Geschwindigkeit, mit der das EV den Führungskanal 428 ver­ läßt und den Ablenkbereich 430 durchquert, sowie die Bildver­ größerung des Lichtmikroskops, der FS-Kamera oder bspw. auch der Elektronenkamera bestimmen die Horizontal-Ablenkgeschwin­ digkeit des Oszilloskops 424, während das mittels der Ablenk­ elektroden 436, 438 rechtwinklig zu dieser Bewegung eingeprägte elektrische Feld die Vertikalachse abbildet. Die resultierende EV-Bewegung ist nicht die eigentliche Zeitfunktion des an die Ablenkelektroden 436, 438 gelegten Potentials, sondern deren Integral.The speed at which the EV leaves the guide channel 428 and crosses the deflection area 430 , as well as the image magnification of the light microscope, the FS camera or, for example, also the electron camera determine the horizontal deflection speed of the oscilloscope 424 , while this is done by means of the deflection electrodes 436 , 438 impressed at right angles to this movement electric field depicts the vertical axis. The resulting EV movement is not the actual time function of the potential applied to the deflection electrodes 436 , 438 , but rather its integral.

Die EV-Bildspur läßt sich mit dem unter Verwendung des Oszil­ lopskops 424 zu analysierenden Ereignis synchronisieren, indem man die EVs geringfügig vor dessen bildlicher Darstellung er­ zeugt, wie es in der Oszillographie üblich ist. Die Empfind­ lichkeit und Ablenkgeschwindigkeit des Oszilloskops 424 lassen sich variieren, indem man die gesamte Anordnung geometrisch än­ dert oder mindestens einen längeren EV-Durchlauf in einem grö­ ßeren aktiven Bereich H über längere Ablenkperioden beobachtet. Typischerweise liegt der Abstand zwischen den nächstliegenden Punkten der beiden Ablenkelektroden 436, 438 im Bereich von etwa 1 mm, und eingeprägte Signalfrequenzen in der Größenord­ nung von 100 GHz sind möglich. Der darstellbare Spannungsbe­ reich wird durch Wahl einer bestimmten Dämpfung des Signals be­ stimmt, bevor man es auf die Ablenkelektroden 436, 438 gibt. Infolge der geringen Größe eines EV und seiner relativ hohen Geschwindigkeit, ist die Bandbreite eines EV-Oszilloskops ver­ hältnismäßig groß. Einzelereignisse darstellende Wellenformen lassen sich analysieren, wenn die Übergangszeiten im Bereich von 0,1 ps liegen. Ein derart schnelles Oszilloskop ist ein wesentliches Werkzeug für die Analyse extrem schneller Effekte, wie sie unter Verwendung von EVs erreichbar sind. Bei den so großen Bandbreiten, die mit diesem "Picoskop" möglich sind, müssen die in der Eingangsschaltung zu den Ablenkelektroden 436, 438 verwendeten Dämpfungsglieder kompensiert werden. Die Anwendung von Mikrostrukturen für den Aufbau des EV-Oszillo­ skops unterstützt die Maßnahmen, kurze Signallaufzeiten zu er­ reichen. Das Oszilloskop 424 und alle zugehörigen Schaltungs­ teile sollten so nahe wie möglich am zu messenden elektrischen Ereignis betrieben werden, um eine Dispersion in den Verbin­ dungsleitungen zu verhindern. Für einen großen Teil der Arbei­ ten, für die das EV-Oszilloskop geeignet ist, läßt es sich ef­ fektiv in den Ursprungsbereich des Signals einbetten. Das Picoskop wird so effektiv zu einem "Chipskop" und kann prak­ tisch als Wegwerfeinheit aufgefaßt werden.The EV image track can be synchronized with the event to be analyzed using the Oszil lopskops 424 by generating the EVs slightly before it is displayed, as is usual in oscillography. The sensitivity and deflection speed of the oscilloscope 424 can be varied by geometrically changing the entire arrangement or by observing at least one longer EV run in a larger active area H over longer deflection periods. Typically, the distance between the closest points of the two deflection electrodes 436 , 438 is in the range of approximately 1 mm, and impressed signal frequencies in the order of 100 GHz are possible. The representable voltage range is determined by choosing a specific attenuation of the signal before it is on the deflection electrodes 436 , 438 . Due to the small size of an EV and its relatively high speed, the bandwidth of an EV oscilloscope is relatively large. Waveforms representing single events can be analyzed if the transition times are in the range of 0.1 ps. Such a fast oscilloscope is an essential tool for the analysis of extremely fast effects that can be achieved using EVs. With the bandwidths so large that are possible with this "picoscope", the attenuators used in the input circuit to the deflection electrodes 436 , 438 must be compensated. The use of microstructures for the construction of the EV-Oszillo scope supports the measures to achieve short signal delays. The oscilloscope 424 and all associated circuit parts should be operated as close as possible to the electrical event to be measured in order to prevent dispersion in the connecting lines. For a large part of the work for which the EV oscilloscope is suitable, it can be effectively embedded in the source area of the signal. The picoscope effectively becomes a "chipscope" and can be conceived practically as a disposable unit.

16. Elektronenkamera16. Electron camera

Wie bereits festgestellt, kann eine Elektronenkamera zum Be­ trachten der Elektronenemission von EVs verwendet werden, die ein EV-Oszilloskop wie das Picoskop 424 der Fig. 39, 40 durch­ laufen. Eine solche Elektronenkamera ist allgemein bei 450 in den Fig. 41 und 42 dargestellt. Die Kamera 450 weist ein Me­ tallgehäuse 452 auf, das als elektrische Abschirmung der La­ dungssteuerung innerhalb der Kamera gegen störende Streufelder dient. Eine Lochblende ("pinhole aperture") 454 ist der Ein­ gang, durch den Elektronen, Ionen, neutrale Partikel oder Pho­ tonen in das Gehäuse 452 gelangen können. Die typischen Ab­ messungen der Kamera 452 sind mit der 25-mm-Angabe in der Fig. 42 gegeben; die tpische Seitenausdehnung der Apertur 454 be­ trägt etwa 50 µm.As previously noted, an electron camera can be used to view the electron emission from EVs that pass through an EV oscilloscope such as the picoscope 424 of FIGS . 39, 40. Such an electron camera is shown generally at 450 in FIGS. 41 and 42. The camera 450 has a metal housing 452 , which serves as electrical shielding of the charge control within the camera against disturbing stray fields. A pinhole aperture 454 is the input through which electrons, ions, neutral particles or photons can get into the housing 452 . The typical dimensions of the camera 452 are given with the 25 mm specification in FIG. 42; the typical lateral extent of the aperture 454 is about 50 µm.

Zwei Ablenkplatten 456, 458 sind im Gehäuse 452 so angeordnet, daß durch die Apertur 454 einfallende geladene Teilchen allge­ mein zwischen sie geleitet werden. Die Anschlüsse 460, 464 ver­ laufen von den Ablenkplatten 456 bzw. 458 durch die Wandung des Gehäuses 452 und sind gegen dieses durch die Isolierstoffhülsen 462, 466 isoliert. Über das der Apertur 452 gegenüberliegende Ende des Gehäuses 452 ist eine Kombination 468 eines Kanalelek­ tronenvervielfachers (CEM) mit einem Leuchtstoffschirm gelegt. Geladene Teilchen treffen auf den CEM auf, der mit einem Kas­ kadeneffekt einen verstärkten Ladungsaufschlag auf den Leucht­ schirm erzeugt, der folglich aufglüht und damit das Aufschlagen auf den CEM gegenüber dem Ort des Aufleuchtens auf dem Leucht­ schirm optisch signalisiert. Der Aufbau und die Arbeitsweise einer solchen CEM-Leuchtschirm-Kombination 468 sind bekannt und brauchen hier nicht weiter erläutert zu werden. Two baffles 456 , 458 are arranged in the housing 452 such that incident charged particles are generally passed between them through the aperture 454 . The connections 460 , 464 ver run from the baffles 456 and 458 through the wall of the housing 452 and are insulated against this by the insulating sleeves 462 , 466 . Over the aperture 452 opposite end of the housing 452 , a combination 468 of a Kanalelek tronen multiplier (CEM) is placed with a fluorescent screen. Charged particles hit the CEM, which creates an increased charge impact on the light screen with a cascade effect, which consequently glows and thus visually signals the impact on the CEM with respect to the location of the light on the light screen. The structure and mode of operation of such a CEM-fluorescent screen combination 468 are known and need not be explained further here.

Das Gehäuse 452 ist am Leuchtschirm offen; es kann jedoch mit einer leitfähigen dünnen Schicht die vom Gehäuse bewirkte Ab­ schirmung vervollständigt werden, ohne den Austritt von Licht vom Leuchtschirm, das von außen beobachtet werden soll, zu stören. Obgleich nicht in der Zeichnung gezeigt, ist die CEM- Leuchtschirm-Kombination 468 mit geeigneten Leitungsanschlüssen versehen, über die ihr unabhängig vom Potential, auf das das Gehäuse 452 gelegt sein kann, gewählte Spannungen zugeführt werden können; so läßt sich zwischen dem CEM und dem Leucht­ schirm eine Potentialdifferenz einstellen. Diese Potentialdif­ ferenz beträgt typischerweise 5 kV, während der Übertragungs­ faktor ("gain") des CEM sich durch Einstellen seines Potentials unabhängig verändern läßt. Die Bestandteile der Kamera 450 - einschließlich des Gehäuses 452 - lassen sich generell bei be­ liebiger Polarität auf ein beliebiges Potential von bis zu min­ destens 5 kV setzen.The housing 452 is open on the fluorescent screen; However, it can be completed with a conductive thin layer from the shielding caused by the housing without disturbing the escape of light from the fluorescent screen, which is to be observed from the outside. Although not shown in the drawing, the CEM luminescent screen combination 468 is provided with suitable line connections via which it can be supplied with selected voltages regardless of the potential to which the housing 452 can be placed; a potential difference can be set between the CEM and the luminous screen. This potential difference is typically 5 kV, while the transmission factor ("gain") of the CEM can be changed independently by adjusting its potential. The components of the camera 450 - including the housing 452 - can generally be set to any potential of up to at least 5 kV with any polarity.

Zusätzlich zu der Möglichkeit, verschiedene Spannungen an das Gehäuse 452, die CEM-Leuchtschirm-Kombination 468 und die Elek­ troden 456, 458 zu legen, läßt die Kamera 450 sich so lagern bzw. haltern, daß man sie bezüglich des Aufnahmeobjekts belie­ big bewegen und positionieren kann. Bspw. kann es sinnvoll sein, die Kamera in Längs- und/oder Querrichtung zu verschieben oder sie um eine beliebige ihrer Achsen zu drehen.In addition to the possibility of applying different voltages to the housing 452 , the CEM fluorescent screen combination 468 and the electrodes 456 , 458 , the camera 450 can be mounted or held in such a way that it can be moved and moved with respect to the object being photographed can position. E.g. it can make sense to move the camera lengthways and / or crosswise or to rotate it around any of its axes.

Geladene Partikel wie Elektronen, die durch die Apertur 454 einlaufen, können auf den CEM 468 an beliebigen Punkten dessel­ ben aufschlagen, so daß ein heller Punkt auf dem Leuchtschirm entsteht und als Nachweis eines Ereignisses beobachtbar wird. Die Ablenkplatten 456, 458 dienen zur Durchführung von Ladungs- oder Energieanalysen oder dergl.. Messungen unter Anwendung retardierender Potentiale, die sich der an den CEM gelegten Spannung bedienen, sind für die Analyse ebenfalls geeignet. Derartige Analyseverfahren sind bekannt und brauchen hier nicht ausführlich erläutert zu werden.Charged particles such as electrons that enter through the aperture 454 can strike the CEM 468 at any point thereof, so that a bright spot is formed on the fluorescent screen and can be observed as evidence of an event. The baffles 456 , 458 are used to carry out charge or energy analyzes or the like. Measurements using retarding potentials that use the voltage applied to the CEM are also suitable for the analysis. Such analysis methods are known and need not be explained in detail here.

Die Lochblendenkamera 450 hat eine Vielzahl von Anwendungsmög­ lichkeiten bspw. in Verbindung mit EVs. Die Fig. 41 zeigt eine EV-Quelle 470 und eine Anode 472 vor der Kameraapertur 454, so daß EVs von der Quelle abgezogen und durch eine Apertur in der Extraktoranode geschickt werden können. Die EVs schlagen auf den Vorderteil der Kamera 450 um die Apertur 454 (bspw. ein Molybdänblech) herum auf. Vor das Blech mit der Apertur 454 kann ein Messingring (nicht gezeigt) gelegt werden, der die EVs aufnimmt und verhindert, daß sie auf die Vorderfläche der Ka­ mera auftreffen. Als Target kann eine über die Aperatur 454 ge­ spannte Metallfolie dienen. In einer anderen solchen Anordnung läßt die Kombination der EV-Quelle 470 und des Extraktors 472 sich winklig - bspw. unter 900 gegenüber der in Fig. 41 ge­ zeigten Anordnung - zur Kamera 450 aufstellen, so daß die er­ zeugten EVs an der Apertur 454 vorbeifliegen und nur einige von diesen abgeworfene Elektronen durch die Apertur in die Kamera eindringen, um an ihnen die Fortpflanzung der EVs beobachten zu können. The pinhole camera 450 has a variety of possible uses, for example in connection with EVs. Fig. 41 shows an EV source 470 and an anode 472 in front of the camera aperture 454 so that EVs can be removed from the source and sent through an aperture in the extractor anode. The EVs strike the front part of the camera 450 around the aperture 454 (for example a molybdenum sheet). A brass ring (not shown) can be placed in front of the aperture 454 sheet to receive the EVs and prevent them from hitting the front surface of the camera. A metal foil stretched over the aperture 454 can serve as the target. In another such arrangement, the combination of the EV source 470 and the extractor 472 can be set up at an angle — for example, below 900 compared to the arrangement shown in FIG. 41 to the camera 450 , so that the EVs generated by it fly past the aperture 454 and only some of these ejected electrons enter the camera through the aperture in order to be able to observe the propagation of the EVs on them.

Die Fig. 43 zeigt, wie die Kamera 450 gemeinsam mit einem EV- Oszilloskop wie dem Picoskop 424 der Fig. 39 eingesetzt werden kann. Wie in Fig. 43 gezeigt, kann die Kamera 450 dem aktiven Bereich H des Oszilloskops 424 zugewandt angeordnet werden, wo­ bei die Kameraapertur in kurzer Entfernung von diesem liegt, so daß die Elektronenemission von einem zum Darstellen eines Sig­ nals im aktiven Bereich des Oszilloskops verwendeten EV durch die Apertur in die Kamera eindringen und vom CEM und dem Leuchtschirm detektiert werden kann. Für diese Verwendung der Kamera können die Ablenkplatten 456, 458 bspw. auf Massepo­ tential gehalten werden, während die Spannung am CEM hoch genug ist, um die EV-emittierten Elektronen zum Aufschlagen auf den CEM zu beschleunigen. Das Linsensystem der FS-Kamera 474 ist in Fig. 43 als dem Lichtausgangsende der Kamera 450 zugewandt dargestellt. Der CEM und der Leuchtschirm ergeben bereits in der Kamera, wie sie dargestellt ist, eine etwa 5fache Ver­ größerung. Die Gesamtvergrößerung der Kombination der Elektro­ nenkamera 450 mit der FS-Kamera 474 kann im FS-System weiter erhöht werden. FIG. 43 shows how the camera 450 can be used together with an EV oscilloscope such as the picoscope 424 of FIG. 39. As shown in FIG. 43, the camera 450 may be positioned facing the active area H of the oscilloscope 424 , where the camera aperture is a short distance therefrom, so that the electron emission from one used to represent a signal in the active area of the oscilloscope EV can penetrate the camera through the aperture and can be detected by the CEM and the fluorescent screen. For this use of the camera, the baffles 456 , 458 can be kept at ground potential, for example, while the voltage at the CEM is high enough to accelerate the EV-emitted electrons to strike the CEM. The lens system of the FS camera 474 is shown in FIG. 43 as facing the light output end of the camera 450 . The CEM and the fluorescent screen already result in the camera, as shown, an approximately 5-fold magnification. The overall magnification of the combination of the electronic camera 450 with the FS camera 474 can be increased further in the FS system.

Die Fig. 44 zeigt eine weitere Anwendung der Elektronenkamera 450, und zwar hier gemeinsam mit einer zweiten Elektronenkamera 450′, die so angeordnet ist, daß die Längsachsen der beiden Ka­ meras ggf. in der gleichen Ebene rechtwinklig zueinander ver­ laufen. Auf diese Weise läßt sich bspw. der Ort eines vor den beiden Kameras vorbeilaufenden EVs in drei Dimensionen bestim­ men. Wie dargestellt, sind die Kameras 450, 450′entlang der x- bzw. der y-Achse eines orthogonale xyz-Koordinatensystems an­ geordnet, wobei die Kameras zu dessen Ursprung "zurückschauen". Zwei Sätze Ablenkelektroden (mit den entlang der x-Achse ein­ ander gegenüber angeordneten Elektroden 476, 478 sowie den entlang einer zur x-Achse rechtwinkligen, d.h. der y-Achse ebenfalls einander gegenüber angeordneten Elektroden 480, 482) lassen sich auf die dargestellte Weise anordnen, um ein EV im gemeinsamen Sichtfeld der Kamera 450, 450′ wahlweise auszulen­ ken. Bei den Elektroden 476-482 kann es sich um dünne Drähte eines Durchmessers von größenordnungsmäßig etwa 0,5 mm handeln, wobei die Drähte 478, 481, die den Kameras 450, 450′am nächsten liegen, vor diesen angeordnet werden können, ohne deren Blick­ richtung zu stören, d.h. die Kameras "schauen um die Drahtelek­ troden herum". Mit geeigneten Zuleitungen können die gewünsch­ ten Potentiale an die Elektroden 476-482 gelegt werden. Wie bereits in der Diskussion eines EV-Oszilloskops im Abschnitt 15 festgestellt, läßt sich ein dreidimensional arbeitendes EV- Oszilloskop unter Verwendung von zwei Elektronen aufbauen und einsetzen. Fig. 44 shows a further application of the electron camera 450 , namely here together with a second electron camera 450 ', which is arranged such that the longitudinal axes of the two cameras mer possibly ver in the same plane at right angles to each other. In this way, for example, the location of an EV passing in front of the two cameras can be determined in three dimensions. As shown, the cameras 450 , 450 'are arranged along the x and y axes of an orthogonal xyz coordinate system, the cameras "looking back" at its origin. Two sets of deflection electrodes (with electrodes 476 , 478 arranged opposite one another along the x-axis and electrodes 480 , 482 arranged perpendicular to one another along the x-axis, ie also opposite the y-axis) can be arranged in the manner shown to selectively deflect an EV in the common field of view of the camera 450 , 450 ′. The electrodes 476-482 can be thin wires with a diameter of the order of about 0.5 mm, the wires 478 , 481 , which are closest to the cameras 450 , 450 ', can be arranged in front of them without looking at them disturbing direction, ie the cameras "look around the wire electrodes". The required potentials can be applied to electrodes 476-482 using suitable leads. As already stated in the discussion of an EV oscilloscope in section 15, a three-dimensional EV oscilloscope can be constructed and used using two electrons.

Die Fig. 44 zeigt weiterhin die Anwendung einer auf bspw. der z-Achse angeordneten dritten Elektronenkamera 450′′ zur weiteren Beobachtung des Verhaltens in drei Dimensionen zusammen mit den x- und y-Kameras 450, 450′. Die Feldelektroden 484, 486 sind auf der z-Achse vorgesehen, um die EVs in dieser Richtung ab­ zulenken. The Fig. 44 further shows the use of a disposed on, for example. Z-axis third electron camera 450 '' for further observation of the behavior in three dimensions along with the x- and y-cameras 450, 450 '. The field electrodes 484 , 486 are provided on the z-axis to deflect the EVs in this direction.

Zwei Elektronenkameras können auf der gleichen Linie angeordnet einander zugewandt werden (wie bspw. die Kameras 450′′ und 450′′′ in Fig. 44), um bspw. an Elektronen eine Doppler-Energieanalyse durchzuführen.Two electron cameras can be arranged facing each other on the same line (such as cameras 450 ′ ′ and 450 ′ ′ ′ in FIG. 44), for example to perform a Doppler energy analysis on electrons.

Wie bspw. im Fall des Picoskops des Abschnitts 15 kann eine be­ liebige geeignete EV-Quelle zusammen mit den hier offenbarten Systemteilen zur Handhabung von EVs dazu verwendet werden, um EVs in das Beobachtungsfeld einer der in Fig. 44 gezeigten Kameranordnungen einzubringen.For example, as in the case of the section 15 picoscope, any suitable EV source can be used in conjunction with the EV handling system parts disclosed herein to introduce EVs into the field of view of one of the camera arrays shown in FIG. 44.

17. Multielektrodenquellen17. Multi-electrode sources

Die oben beschriebenen Separatoren, Selektoren und Abwerfein­ richtungen sind Formen von Multielektrodenquellen bzw. EV-Gene­ ratoren, die für die angegebenen speziellen Zwecke konstruiert sind; diese Vorrichtungen weisen zusätzlich zu einer Kathode und einer einzigen Anode bzw. Gegenelektrode zur Erzeugung von EVs weitere Elektroden auf. Multielektroden-Anordnungen lassen sich auch für andere Zwecke einsetzen. Für bestimmte Anwendun­ gen kann es erforderlich sein, zur EV-Erzeugung eine feste Po­ tential 62727 00070 552 001000280000000200012000285916261600040 0002003803737 00004 62608differenz zwischen Anode und Kathode aufrechtzuhalten, aber dennoch eine gewisse Kontrolle über die EV-Erzeugung zu behalten. Dies läßt sich erreichen, indem man eine Steuerelek­ trode hinzufügt, mit der man eine Triodenanordnung erhält. Eine Version einer Triodenquelle ist allgemein bei 490 in Fig. 45 gezeigt. Die Triode 490 ist auf einer dielektrischen Basis 492 mit einer langgestreckten Führungsnut 494 aufgebaut, die eine Flachkathode 496 enthält. Eine Anode oder Gegenelektrode 498 ist auf der der Kathode 496 entgegengesetzten Seite der Basis 492 und zu deren anderen Ende hin angeordnet. Weiterhin ist eine Steuerelektrode 500 auf der der Kathode 496 entgegenge­ setzten Seite der Basis 492 vorgesehen, liegt aber in Längs­ richtung näher am Kathodenende als die Anode 498. Die Steuer­ elektrode 500 liegt effektiv zwischen der Kathode 496 und der Anode 498, so daß die an der Steuerelektrode liegende Spannung das elektrische Feld am emittierenden Kathodenende, wo die EVs entstehen, wesentlich beeinflussen kann.The separators, selectors and Abwerfein devices described above are forms of multi-electrode sources or EV generators, which are designed for the specified special purposes; in addition to a cathode and a single anode or counterelectrode for generating EVs, these devices have further electrodes. Multi-electrode arrangements can also be used for other purposes. For certain applications, it may be necessary to maintain a fixed potential 62727 00070 552 001000280000000200012000285916261600040 0002003803737 00004 62608 difference between anode and cathode for EV generation, but still maintain some control over EV generation. This can be achieved by adding a control electrode with which one obtains a triode arrangement. A version of a triode source is generally shown at 490 in FIG. 45. The triode 490 is constructed on a dielectric base 492 with an elongated guide groove 494 , which contains a flat cathode 496 . An anode or counter electrode 498 is disposed on the opposite side of the base 492 from the cathode 496 and toward the other end thereof. Furthermore, a control electrode 500 is provided on the opposite side of the base 492 to the cathode 496 , but lies in the longitudinal direction closer to the cathode end than the anode 498 . The control electrode 500 is effectively between the cathode 496 and the anode 498 , so that the voltage applied to the control electrode can significantly influence the electric field at the emitting cathode end where the EVs originate.

Bei festen an der Kathode 496 und an der Anode 498 liegenden Potentialen kann ein EV an der Kathode erzeugt werden, indem man an die Steuerelektrode 500 ein in positiver Richtung ge­ hendes Impulssignal legt. Es besteht eine scharfe Schwelle für die Feldemission an der Kathode, d.h. für denjenigen Prozeß, der die Erzeugung eines EV einleitet. Daher kann eine Vorspan­ nung an die Steuerelektrode 500 gelegt werden, der man zur EV- Erzeugung ein schwächeres Impulssignal überlagert. In diesem Fall führt die Steuerelektrode 500 keinen Gleichstrom, aber bei anliegendem Wechselsignal hohe Wechselströme.With fixed potentials on the cathode 496 and on the anode 498 , an EV can be generated on the cathode by applying a pulse signal going in the positive direction to the control electrode 500 . There is a sharp threshold for field emission at the cathode, ie for the process that initiates the generation of an EV. Therefore, a bias voltage can be applied to the control electrode 500 , which is superimposed on a weaker pulse signal for EV generation. In this case, the control electrode 500 does not carry a direct current, but high alternating currents when an alternating signal is present.

Eine Triode arbeitet, indem die Kathodenemissionsdichte auf den kritischen Punkt angehoben wird, der für die Erzeugung eines EV erforderlich ist. Wie bei Trioden im allgemeinen kann eine ge­ wisse Wechselwirkung zwischen der Steuerelektrode 500 und dem Ausgang der Quelle 490 auftreten. Die Steuerelektrode 500 muß kräftig genug angesteuert werden, um das Entstehen des ersten und eines nachfolgenden EVs zu erzwingen, da starke Rückkopp­ lungseffekte im Sinne einer Unterdrückung der EV-Entstehung wirken. Die übliche Rückkopplung bei hohen Frequenzen verrin­ gert den Verstärkungsfaktor des Generators, so daß die Steuer­ elektrode nicht positiv genug angesteuert werden kann, um nach dem ersten weitere EVs zu erzeugen. Wird bspw. die Spannung an der Steuerelektrode positiver gemacht, um an der Kathode 496 anfänglich ein EV zu erzeugen, erhöhen dieses EV sowie die er­ höhte Spannung an der Steuerelektrode die gemeinsame Kapazität der Steuerelektrode und der Anode 498. Wenn das erste EV sich zu bilden beginnt, verringert die Raumladung den Effekt der Steuerspannung. Verläßt dann das EV den Bereich über der Steu­ erelektrode 500 und nähert es sich dem Bereich über der Anode 498, wird eine Spannung auf die Steuerelektrode übergekoppelt, die vom augenblicklichen Potential der Anode abhängt und ver­ hindert, daß das Potential an der Steuerelektrode für die Er­ zeugung eines weiteren EVs weit genug steigt. Diese Verkopplung läßt sich durch Aufnahme einer weiteren Elektrode abschwächen; man erhält so eine Tetrode.A triode works by raising the cathode emission density to the critical point required to produce an EV. As with triodes in general, some interaction may occur between control electrode 500 and the output of source 490 . The control electrode 500 must be driven strong enough to force the emergence of the first and a subsequent EV, since strong feedback effects act in the sense of suppressing the EV formation. The usual feedback at high frequencies reduces the amplification factor of the generator, so that the control electrode cannot be driven positively enough to generate further EVs after the first. For example, if the voltage at the control electrode is made more positive in order to initially generate an EV at the cathode 496 , this EV and the increased voltage at the control electrode increase the common capacitance of the control electrode and the anode 498 . When the first EV begins to form, the space charge reduces the effect of the control voltage. Then leaves the EV the area above the control electrode 500 and approaches the area above the anode 498 , a voltage is coupled to the control electrode, which depends on the current potential of the anode and prevents the potential at the control electrode for the Er generation of another EV increases far enough. This coupling can be weakened by adding another electrode; you get a tetrode.

Eine EV-Quelle in Form einer planaren Tetrode ist allgemein bei 510 in den Fig. 46-48 gezeigt. Eine dielektrische Basis 512 enthält eine Führungsnut 514, in der sich eine Flachkathode 516 befindet. Auf der der Kathode 516 entgegengesetzten Seite der Basis 512 und am anderen Ende derselben befindet sich eine Ano­ de (Gegenelektrode) 518). Eine der in Fig. 45 gezeigten Elek­ trode 500 entsprechende Steuerelektrode 520 ist auf der der Kathode 546 entgegengesetzten Seite der Basis 512 quer zur Führungsnut 514 und (in Längsrichtung) zwischen Kathode und Anode angeordnet. Die Steuerelektrode 520 kann also vorgespannt und dann zur EV-Erzeugung an der Kathode 516 mit einem Impuls­ signal angesteuert werden, wie es für die Triode 490 in Fig. 45 beschrieben wurde, auch wenn das Kathoden- und das Anodenpoten­ tial konstantgehalten werden.An EV source in the form of a planar tetrode is shown generally at 510 in Figures 46-48. A dielectric base 512 contains a guide groove 514 , in which a flat cathode 516 is located. On the opposite side of the base 512 from the cathode 516 and at the other end thereof is an anode (counter electrode) 518 ). A control electrode 520 corresponding to the electrode 500 shown in FIG. 45 is arranged on the side of the base 512 opposite the cathode 546 transversely to the guide groove 514 and (in the longitudinal direction) between the cathode and the anode. The control electrode 520 can thus be biased and then driven to generate EV at the cathode 516 with a pulse signal, as was described for the triode 490 in FIG. 45, even if the cathode and anode potentials are kept constant.

Auf der der Kathode 516 abgewandten Seite der Basis 512 ist weiterhin eine Rückkopplungselektrode 522 nahe genug an der Anode 518 angeordnet, um eine Kopplung zwischen der Steuerelek­ trode 520 und der Anode abzuschwächen. Wie weiterhin aus der Fig. 46 ersichtlich, steht die Rückkopplungselektrode 522 teil­ weise in einen Ausschnitt 524 in der Seitenkante der Anode 518 hinein vor, so daß die Anode die Rückkopplungselektrode teil­ weise gegen eine Verkopplung mit der Steuerelektrode 520 ab­ schirmt.On the side of the base 512 facing away from the cathode 516, a feedback electrode 522 is furthermore arranged close enough to the anode 518 to weaken a coupling between the control electrode 520 and the anode. As further seen from FIG. 46, the feedback electrode is 522 partially into a cutout 524 in the side edge of the anode 518 in front, so that the anode, the feedback electrode partially against a coupling to the control electrode 520 from shields.

Die bei 510 in den Fig. 46-48 gezeigte Tetrode kann unter Verwendung mikrolithographischer Dünnschichtverfahren herge­ stellt werden. Die Breite der EV-Führungsnut 514 kann im Be­ reich von etwa 1 µm bis etwa 20 µm liegen; daher kann die Te­ trode mit den Methoden der optischen oder der Elektronenlitho­ graphie aufgebaut werden. Für die dielektrische Basis 512 kann typischerweise Aluminiumoxid dienen, für die verschiedenen leitfähigen Elektroden Molybdän. Andere Möglichkeiten sind bspw. diamantartiger Kohlenstoff für das Dielektrikum und Titankarbid oder Graphit für die leitfähigen Strukturen. Gene­ rell lassen sich jedes stabile dielektrische Material und jeder stabile metallische leitfähige Werkstoff verwenden. Die Kathode 516 kann mit einem flüssigen Metall benetzt werden, wie oben bereits diskutiert. Bei im Wärmegleichgewicht befindlichen kleinen Strukturen besteht jedoch die Gefahr, daß das Benet­ zungsmetall auch zu anderen Stellen als der Kathode wandert und die Elektrodenkonfiguration ändert. Alternativ kann die Flach­ kathode 516 am Ende 526 zugespitzt werden, so daß die Spitze die Bildung feldemittierten Elektronen zur EV-Erzeugung unter­ stützt und man sich nicht auf eine Metallbenetzung zur Wieder­ herstellung der Kathodenkante verlassen muß. Multielektroden- Quellen wie die Triode 490 und die Tetrode 510, die hier ge­ zeigt sind, können im Vakuum oder bei gewählten Gasdrücken be­ trieben werden, wie es oben zu anderen Einrichtung beschrieben ist.The tetrode shown at 510 in FIGS . 46-48 can be fabricated using thin film microlithographic techniques. The width of the EV guide groove 514 can range from about 1 µm to about 20 µm; therefore the Te trode can be constructed using the methods of optical or electron lithography. Alumina can typically be used for the dielectric base 512 and molybdenum for the various conductive electrodes. Other possibilities are, for example, diamond-like carbon for the dielectric and titanium carbide or graphite for the conductive structures. In general, any stable dielectric material and any stable metallic conductive material can be used. The cathode 516 can be wetted with a liquid metal, as discussed above. With small structures in thermal equilibrium, however, there is a risk that the wetting metal will also migrate to locations other than the cathode and change the electrode configuration. Alternatively, the flat cathode 516 can be sharpened at the end 526 , so that the tip supports the formation of field-emitted electrons for EV generation and one does not have to rely on metal wetting to restore the cathode edge. Multi-electrode sources such as triode 490 and tetrode 510 shown here can be operated in vacuum or at selected gas pressures, as described above for other devices.

Multielektrodenquellen sind ausführlicher im Abschnitt 21 über Feldemissionsquellen beschrieben, wo auch eine Arbeitsschaltung für eine Tetrodenquelle angegeben ist.Multi-electrode sources are discussed in more detail in section 21 above Field emission sources are described, where also a working circuit is specified for a tetrode source.

Die bereits beschriebenen Triodenanordnungen - einschl. der Separatoren, Selektoren und Abwerfeinrichtungen - lassen sich ebenfalls in Form von Tetroden aufbauen. Während hier mehrere Multielektroden-Generatoren gezeigt und beschrieben sind, sind auch andere Anordnungen mit zwei oder mehr Elektroden, die für verschiedene Anwendungen geeignet sind, für die EV-Technologie anpaßbar. Generell lassen sich die für den Einsatz von Hochva­ kuumröhren benutzten Verfahrensweisen auch wirkungsvoll in den verschiedenen Anordnungen zur Erzeugung und Handhabung von EVs verwenden.The triode arrangements already described - including the separators, selectors and ejection devices - can also be constructed in the form of tetrodes. While several multi-electrode generators are shown and described here, other arrangements with two or more electrodes, which are suitable for different applications, can also be adapted for EV technology. In general, the procedures used for the use of high vacuum tubes can also be used effectively in the various arrangements for generating and handling EVs.

18. Elektrodenlose Quellen18. Electrodeless sources

Die Fig. 49 zeigt bei 530 eine weitere Form eines EV-Genera­ tors. Eine allgemein langgestreckte dielektrische Umhüllung 532 weist drei Elektroden 534, 536 und 538 auf, die auf Außenflä­ chen der Umhüllung festgelegt sind. Die beiden Elektroden 534, 538 sind auf den entgegengesetzten Enden der Umhüllung 532 an­ gebracht, während die Zwischenelektrode 536 etwa ein Drittel der Entfernung von der Elektrode 534 zur Elektrode 538 von er­ sterer beabstandet ist. Die Endelektrode 538 ist eine Extrak­ torelektrode, mit der EVs nach deren Erzeugung gehandhabt werden. Die anderen Elektroden 534 und 536 werden zur EV-Er­ zeugung benötigt. Die Zwischenelektrode 536 liegt als Ring vor, der die Umhüllung 532 umgibt. In der dargestellten speziellen Ausführungsform liegt die Ringelektrode 536 in einer Einschnü­ rung, die im Inneren der Umhüllung eine Apertur 540 bildet, die das Innere der Umhüllung 532 zu einer EV-Bildungskammer 542 (links in Fig. 49) und einer Arbeitskammer 544 (rechts in Fig. 49) unterteilt. Entsprechend ist die Endelektrode 534 in einer Vertiefung in der Endfläche der Umhüllung 532 angeordnet. Folg­ lich ist die Zwischenelektrode 536 kegelstumpfförmig und die Endelektrode 534 konisch; die Extraktorelektrode 538 ist eben­ flächig. Die Vertiefung und die Einschnürung, in denen die Elektroden 534 bzw. 536 sich befinden, sind nicht für die EV- Erzeugung erforderlich, sondern dienen anderen Zwecken, die im folgenden diskutiert sind. Obgleich die Arbeitskammer 544 mit etwa der doppelten Länge der EV-Bildungskammer 542 dargestellt ist, kann die Arbeitskammer praktisch beliebig lang sein. Fig. 49 shows at 530 a further form of EV-genera tors. A generally elongated dielectric wrap 532 has three electrodes 534 , 536 and 538 which are secured to outer surfaces of the wrap. The two electrodes 534, 538 are brought to 532 on the opposite ends of the envelope, while the intermediate electrode 536 is spaced approximately one-third the distance from the electrode 534 to the electrode 538 of he Sterer. The end electrode 538 is an extractor electrode with which EVs are handled after they have been generated. The other electrodes 534 and 536 are required for EV generation. The intermediate electrode 536 is in the form of a ring which surrounds the casing 532 . In the particular embodiment shown, the ring electrode 536 lies in a constriction which forms an aperture 540 in the interior of the envelope, which extends the interior of the envelope 532 to an EV formation chamber 542 (left in FIG. 49) and a working chamber 544 (right in Fig. 49) divided. Correspondingly, the end electrode 534 is arranged in a recess in the end face of the casing 532 . Consequently, the intermediate electrode 536 is frustoconical and the end electrode 534 is conical; the extractor electrode 538 is flat. The recess and throat in which electrodes 534 and 536 are located are not required for EV generation, but serve other purposes, which are discussed below. Although the working chamber 544 is shown approximately twice the length of the EV formation chamber 542 , the working chamber can be practically any length.

Wird bipolare elektrische Energie wie bspw. HF-Energie an die erste und die zweite Elektrode 534, 536 angelegt, die sich auf der dielektrischen Umhüllung 432 befinden, die ein Gas enthält, bilden sich in der Kammer 542 EVs, obgleich die externen Me­ tallelektroden gegen die interne Entladung isoliert sind. Eine Kathode wird verwendet, um die EVs zu erzeugen, obgleich die isolierte erste Elektrode 534 als "virtuelle Kathode" er­ scheint. Eine solche "elektrodenlose" bzw. mit isolierter Ka­ thode erfolgende EV-Erzeugung kann unter bestimmten Umständen erwünscht sein - wenn bspw. bei einer EV-Erzeugung durch eine Hochspannungsentladung die Gefahr von Sputter-Schäden an den Elektroden besteht.When bipolar electrical energy, such as RF energy, is applied to the first and second electrodes 534 , 536 located on the dielectric enclosure 432 that contains a gas, EVs form in the chamber 542 , although the external metal electrodes counteract the internal discharge is isolated. A cathode is used to generate the EVs, although the isolated first electrode 534 appears as a "virtual cathode". Such an "electrodeless" or with an isolated Ka method generating EV can be desired under certain circumstances - if, for example, there is a risk of sputtering damage to the electrodes during EV generation by a high-voltage discharge.

Für einen gegebenen Satz Parameter (bspw. Abstände, Gasdruck und Spannung) erhält man bei der Entladung eine besonders ef­ fektive Erzeugung und Führung von EVs (wie bspw. im Zusammen­ hang mit Gas- und optischen Führungen diskutiert wurde), sofern die Atomzahl des Füllgases hoch ist. In der Reihenfolge der Wirksamkeit rangiert Argon bspw. ganz unten; Krypton ist besser und Xenon von diesen dreien (bei gleichen Abmessungs-, Druck- und Spannungsbedingungen) am besten geeignet.For a given set of parameters (e.g. distances, gas pressure and voltage), a particularly ef is obtained when discharging fective generation and management of EVs (such as. Together was discussed with gas and optical guides), provided the atomic number of the filling gas is high. In the order of  Effectiveness ranks argon, for example, at the very bottom; Krypton is better and xenon of these three (with the same dimensions, pressure and voltage conditions) are most suitable.

Die Fortbewegung von EVs durch das Gas in der Umhüllung 532 führt, wie bereits erwähnt, zur Bildung von Streamern, die als sehr dünne helle Linien im freien Gas oder auf der Wand der Um­ hüllung erscheinen. Ein oder mehrere EVs können dem von einem vorhergehenden EV erzeugten Streamer folgen. Das erste EV einer solchen Serie läuft ohne Ladungsausgleich durch; weitere EVs folgen entlang der vom ersten EV erzeugten Ionenhülle bei auf­ rechterhaltenem Ladungsausgleich. Während weitere EVs sich entlang des gleichen Streamers fortpflanzen, nimmt die Dicke der Ionenhülle zu.The movement of EVs through the gas in the envelope 532 leads, as already mentioned, to the formation of streamers which appear as very thin bright lines in the free gas or on the wall of the envelope. One or more EVs can follow the streamer created by a previous EV. The first EV of such a series runs without charge compensation; further EVs follow along the ion shell generated by the first EV with the charge balance maintained. As more EVs propagate along the same streamer, the thickness of the ion shell increases.

Die dielektrische Umhüllung 532 kann typischerweise aus Alumi­ niumoxid gefertigt sein und innen in Querrichtung eine Dicke von etwa 0,25 mm für den Betrieb mit einer Spitzenspannung von 3 kV zwischen den Elektroden 534, 536 in Xenongas von 0,1 Atmo­ sphären Innendruck haben. Mit diesen Parametern sollte der Ab­ stand zwischen den Elektroden 534, 536 etwa 1 mm sein. Das Di­ elektrikum kann zur Aufbringung der Elektroden 534-538 mit Silber metallisiert sein.Dielectric cladding 532 may typically be made of aluminum oxide and have a transverse transverse thickness of about 0.25 mm for operation with a 3 kV peak voltage between electrodes 534 , 536 in xenon gas of 0.1 atmospheric internal pressure. With these parameters, the distance between the electrodes 534 , 536 should be approximately 1 mm. The dielectric can be metallized with silver to apply the electrodes 534-538 .

Die kegelstumpfförmige Gestalt der ersten Elektrode 534 wirkt im Sinne einer Stabilisierung des Orts der EV-Bildung. Die ringförmige Einschnürung bildet eine Apertur 540 von etwa 5×10-2 für die verbleibenden angegebenen Parameter. Die Aper­ tur 540 erlaubt einen Betrieb bei unterschiedlichem Druck auf beiden Seiten zwischen der EV-Bildungkammer 542 und der Ar­ beitskammer 544, wenn durch geeignetes Pumpen der Druckunter­ schied über Gasdruck-Verbindungsleitungen (nicht gezeigt) auf­ rechterhalten wird. Bei reduziertem Gasdruck in der Arbeitskam­ mer verringert sich auch der Führungseffekt der Streamer, so daß die EVs sich leichter beeinflussen lassen. EVs in der Ar­ beits- bzw. Lastkammer lassen sich durch Anlegen geeigneter, nach Amplitude oder zeitlichem Verlauf eingestellter Potentiale an die Extraktorelektrode 538 sowie andere externe Elektroden (nicht gezeigt) zwecks auf den Anwendungsfall abgestimmter Be­ handlung der EVs. Für eine gegebene Pumprate läßt sich bei kleinerem Aperturdurchmesser ein größerer Druckunterschied auf­ rechterhalten. Der Aperturdurchmesser kann auf etwa 2,5×10-2 mm reduziert werden, erlaubt aber dann immer noch den Durchgang von EVs. Ist der Gasdruck in der Arbeitskammer niedrig genug, pflanzen die EVs sich ohne Streamer als "schwarze" EVs fort. Weiterhin kann man eine elektrodenlose EV-Quelle mit geringerem Abstand der EV-bildenden Elektroden 534, 536 aufbauen, die dann die EV-Erzeugung mit Spannungen von wenigen hundert Volt zu­ läßt. Schließlich kann die elektrodenlose EV-Quelle auch planar aufgebaut werden. The frustoconical shape of the first electrode 534 acts in the sense of stabilizing the location of the EV formation. The annular constriction forms an aperture 540 of approximately 5 × 10 -2 for the remaining specified parameters. The aperture 540 allows operation at different pressures on both sides between the EV forming chamber 542 and the working chamber 544 if the pressure difference via gas pressure connecting lines (not shown) is maintained by suitable pumping. With reduced gas pressure in the working chamber, the guiding effect of the streamers is also reduced, so that the EVs can be influenced more easily. EVs in the working or load chamber can be applied to the extractor electrode 538 as well as other external electrodes (not shown) for the purpose of treatment of the EVs, which are adapted to the application, by applying suitable potentials set according to amplitude or time profile. For a given pump rate, a larger pressure difference can be maintained with a smaller aperture diameter. The aperture diameter can be reduced to about 2.5 × 10 -2 mm, but still allows EVs to pass through. If the gas pressure in the working chamber is low enough, the EVs propagate as "black" EVs without a streamer. Furthermore, an electrodeless EV source can be set up with a smaller distance between the EV-forming electrodes 534 , 536 , which then allows the EV generation with voltages of a few hundred volts. Finally, the electrodeless EV source can also be constructed in a planar manner.

19. Wanderwellenkomponenten19. Traveling wave components

Ein Anwendungsfall für in einer dielektrischen Umhüllung wie der Quelle 530 der Fig. 49 erzeugte EVs liegt in einer Wander­ wellenschaltung und insbesondere einer Wanderwellenröhre. Eine solche Anordnung erlaubt eine gute Kopplung zwecks Energieaus­ tausch von einem EV zu bspw. einer herkömmlichen elektrischen Schaltung. Generell läßt sich ein mit einer der hier beschrie­ benen Erzeugungs-, Führungs- oder Abwerfeinrichtungen behan­ deltes EV im Sinne eines solchen Energieaustauschs ankoppeln. Die Fig. 50 zeigt eine solche Wanderwellenröhre bei 550 und eine Abwerfeinrichtung (allgemein der in Fig. 25 gezeigten Art) bzw. Kathode 552, mit der sich EVs innerhalb einer zylinder­ symmetrischen EV-Führung 554 erzeugen bzw. auswerfen lassen, an deren entgegengesetztem Ende sich eine Anode bzw. Sammelelek­ trode 556 befindet. Eine als Gegenelektrode wirkende Masseebene 558 ist außerhalb der Führung 554 und diese entlang verlaufend dargestellt und kann die das Führungsrohr teilweise umfassen. Eine vollständig um das Rohr 554 herumverlaufende Masseebene 558 ist nicht möglich, da sie eine Fortpflanzung des elektro­ magnetischen Strahlungssignal aus dem Rohr heraus verhindern würde. Geeignete Lagerungs- und Dichtarmaturen 560, 562 halten die Abwerfeinrichtung bzw. Kathode 552 und die Anode 556 an den beiden Enden des Führungsrohrs 554 in der Sollage.An application for EVs generated in a dielectric envelope such as source 530 of FIG. 49 is in a traveling wave circuit and in particular a traveling wave tube. Such an arrangement allows a good coupling for the purpose of energy exchange from an EV to, for example, a conventional electrical circuit. In general, an EV treated with one of the generation, guidance or throwing devices described here can be coupled in the sense of such an energy exchange. FIG. 50 shows such a traveling wave tube at 550 and a ejection device (generally of the type shown in FIG. 25) or cathode 552 , with which EVs can be produced or ejected within a cylinder-symmetrical EV guide 554 , at the opposite end thereof there is an anode or collector electrode 556 . A ground plane 558 , which acts as a counterelectrode, is shown outside the guide 554 and runs along it and can partially encompass the guide tube. A ground plane 558 that extends completely around the tube 554 is not possible, since it would prevent the electromagnetic radiation signal from propagating out of the tube. Suitable bearing and sealing fittings 560 , 562 hold the ejector or cathode 552 and the anode 556 at the two ends of the guide tube 554 in the desired position.

Eine Wendel 564 aus leitfähigem Draht ist um das Führungsrohr 554 gelegt und verläuft allgemein zwischen der Abwerfeinrich­ tung 552 und der Anode 556 oder geringfügig über diese hinaus. Die Wendel 564 ist mit einer Last 566 abgeschlossen, die hier für eine beliebige geeignete Anwendung steht, aber im Sinne ge­ ringstmöglicher Reflektionen der Wendelimpedanz entsprechen muß. Über einen optionalen strombegrenzenden Eingangswiderstand 568 kann der Abwerfeinrichtung bzw. Kathode 552 ein Impuls-Ein­ gangssignal zugeführt werden. Der Eingangswiderstand 568 kann entfallen, wenn er in einer gegebenen Anwendung zu viel Lei­ stung verbraucht. Nicht in der Wendel 564 verbrauchte EV-Ener­ gie wird an der Anode 556 und einem nach Masse gelegten Auf­ fangwiderstand 570 gesammelt. An einem Ausgangsanschluß 572 kann ein geeigneter Detektor - bspw. ein Oszilloskop - zur Signalformüberwachung angeschlossen werden.A coil 564 of conductive wire is placed around the guide tube 554 and extends generally between or slightly beyond the Abwerfeinrich 552 and the anode 556 . The coil 564 is completed with a load 566 , which stands here for any suitable application, but must correspond to the coil impedance in the sense of the least possible reflections. An impulse input signal can be fed to the ejector or cathode 552 via an optional current-limiting input resistor 568 . Input resistor 568 can be eliminated if it consumes too much power in a given application. EV energy not consumed in the coil 564 is collected at the anode 556 and a collecting resistor 570 which is connected to ground. A suitable detector - for example an oscilloscope - for signal shape monitoring can be connected to an output connection 572 .

Die Geschwindigkeit eines EV beträgt typischerweise 1/10 oder etwas mehr der Lichtgeschwindigkeit. Dieser Geschwindigkeits­ bereich vergleicht sich günstig mit dem Bereich der mit Wendel­ und Mäander-Verzögerungsleitungen erreichbaren Verzögerungen. Bspw. kann die Länge der Wendel 564 und die der EV-Bahn von der Abwerfeinrichtung bzw. Kathode 552 zur Anode 556 etwa 30 cm be­ tragen, wobei die Helix so aufgebaut ist, daß sich eine Lauf­ zeit von etwa 16 ns bei einer Wendelimpedanz von etwa 200 Ω ergibt. Die Impedanz und die Laufzeit der Wendel 564 werden teilweise von der kapazitiven Kopplung zur Masseebene 558 be­ einflußt. Der Innendurchmesser des Glas- oder Keramikrohrs 554 kann etwa 1 mm oder weniger, der Außendurchmesser etwa 3 mm sein. Ein EV wird bei einer Spannung von 1 kV (hauptsächlich von der Quelle bestimmt) bei einem Xenon-Gasdruck von 10-2 Torr abgeworfen, so daß sich ein Ausgangsimpuls von bspw. mehreren Kilovolt an der Wendel 564 ergibt.The speed of an EV is typically 1/10 or slightly more than the speed of light. This speed range compares favorably with the range of delays achievable with helix and meander delay lines. E.g. The length of the helix 564 and that of the EV web from the throwing device or cathode 552 to the anode 556 can be about 30 cm, the helix being constructed such that a running time of about 16 ns with a helix impedance of about 200 Ω results. The impedance and the transit time of the coil 564 are partially influenced by the capacitive coupling to the ground plane 558 be. The inside diameter of the glass or ceramic tube 554 may be about 1 mm or less, the outside diameter about 3 mm. An EV is thrown off at a voltage of 1 kV (mainly determined by the source) at a xenon gas pressure of 10 -2 Torr, so that there is an output pulse of, for example, several kilovolts at the helix 564 .

Mit einem mit Quecksilber benetzten Kupferdraht als Kathode (anstelle der Abwurfeinrichtung 552), einem Xenon-Gasdruck von etwa 10-2 Torr, einem 600 ns langen Eingangsimpuls von 1 kV bei einer Impulsfrequenz von 100/s (über einen Eingangswiderstand 568 von 1500 Ω angelegt), einer Anodenspannung von 0 V und einer Targetlast 570 von 50 ε ergaben sich bspw. an einer 200- Ω-Verzögerungsleitung 564 eine Ausgangsspannung von -2 kV und eine Ausgangsspannung von -60 V in das Target 556. Im Rohr war ein schwaches rötliches Glimmen zu sehen. Mit dem Anlegen einer positiven Eingangsspannung an die Anode 556 erschienen sicht­ bare EV-Streamer im letzten Zentimeter der EV-Laufstrecke un­ mittelbar vor dem Aufschlag auf die Anode. Die in der Wendel 564 erzeugte Signalform ist eine Funktion des Gasdrucks. Im allgemeinen wurde mit den angegebenen Parametern ein scharfer, etwa 16 ns langer negativer Impuls erzeugt, gefolgt von einem flachen Impuls mit gasdruckproportionaler Dauer, die sich von praktisch null bei der bevorzugten Bedingung eines minimalen Gasdrucks bis zu einer Länge von 1 ms strecken ließ. Für derart hohe Gasdrücke kann die Freuenz der Eingangsimpulse verringert werden, damit im Rohr zwischen den Impulsen Ionen ausgeräumt werden können und der lange Ausgangsimpuls möglich wird. Die Amplitude des negativen Impulses nahm mit abnehmendem Gasdruck zu. Bei minimalem Gasdruck trat nur ein spitzer negativer Im­ puls einer Breite von etwa 16 ns auf.With a copper wire wetted with mercury as cathode (instead of the ejector 552 ), a xenon gas pressure of about 10 -2 Torr, a 600 ns long input pulse of 1 kV at a pulse frequency of 100 / s (applied via an input resistor 568 of 1500 Ω ), an anode voltage of 0 V and a target load 570 of 50 ε resulted, for example, on a 200 Ω delay line 564, an output voltage of -2 kV and an output voltage of -60 V in the target 556 . There was a faint reddish glow in the tube. When a positive input voltage was applied to the anode 556 , visible EV streamers appeared in the last centimeter of the EV running section immediately before the impact on the anode. The waveform generated in coil 564 is a function of gas pressure. In general, a sharp, approximately 16 ns long negative pulse was generated with the parameters given, followed by a flat pulse with duration proportional to gas pressure, which could be stretched from practically zero to a length of 1 ms in the preferred condition of minimum gas pressure. For such high gas pressures, the frequency of the input pulses can be reduced so that ions can be cleared out in the tube between the pulses and the long output pulse is possible. The amplitude of the negative pulse increased with decreasing gas pressure. At minimal gas pressure, only a sharp negative pulse with a width of about 16 ns occurred.

Die Fig. 51 zeigt eine planare Wanderwellenanordnung allgemein bei 580, wie sie sich aus Stoffschichten unter Verwendung lithographischer Verfahrensweisen aufbauen läßt. Eine dielek­ trische Basis 582 enthält einen Führungskanal 584, in dem sich eine Sammelelektrode (bzw. Anode) 586 befindet. EVs werden mit einer Abwerf- oder anderen geeigneten Einrichtung am linken Ende der Führungsnut 584 (Fig. 51) eingebracht und in dieser mit einer Gegenelektrode (nicht sichtbar) auf der der Nut ab­ gewandten Seite der Basis 582 gehalten. Fig. 51 shows a planar traveling wave arrangement, generally at 580 , as can be constructed from layers of fabric using lithographic techniques. A dielectric base 582 includes a guide channel 584 in which there is a collector electrode (or anode) 586 . EVs are introduced with a ejector or other suitable device at the left end of the guide groove 584 ( FIG. 51) and held therein with a counter electrode (not visible) on the side of the base 582 facing away from the groove.

Eine mäanderförmige Leiterbahn 588 ist auf der Unterseite der Basis 582 unter der Führungsnut 414 aufgebracht, wie darge­ stellt, und mit einem Lastwiderstand 590 oder ggf. einer ande­ ren Last abgeschlossen. EVs werden in die Nut 584 eingebracht und von ihr weitergeleitet; dabei geht Energie von den EVs auf den Mäander 588 über und wird an die Last 590 übergeben. Ver­ bleibende EV-Energie wird von der Anode 586 aufgenommen, an die ein Widerstand nach Masse, ein Detektor oder eine andere Last angeschlossen sein kann. Obgleich nicht dargestellt, wird der Mäander vorzugsweise mit einer - durch eine dielektrische Schicht isolierten - Gegenelektrode unterlegt, um eine brauch­ bare Impedanz und Unterdrückung der Strahlung zu erreichen und gleichzeitig eine dielektrische bzw. Raumschicht zwischen der Nut und dem Mäander einzubringen.A meandering conductor track 588 is applied on the underside of the base 582 under the guide groove 414 , as illustrated, and terminated with a load resistor 590 or possibly another load. EVs are inserted into groove 584 and forwarded by it; energy is transferred from the EVs to the meander 588 and is transferred to the load 590 . Remaining EV energy is received by anode 586 , to which a ground resistor, detector, or other load may be connected. Although not shown, the meander is preferably underlaid with a counterelectrode, insulated by a dielectric layer, in order to achieve a usable impedance and suppression of the radiation and at the same time to introduce a dielectric or spatial layer between the groove and the meander.

Alternativ zum Aufbringen der Mäander-Leiterbahn 588 auf die Unterseite der Basis 582 gegenüber der Führungsnut 584 kann man letztere mit einem Dielektrikum abdecken und über diesem eine mäanderförmige Leiterbahn wie die bei 588 über der Nut anbrin­ gen. Ohne eine solche dielektrische Abdeckung zur Trennung der Nut 584 von der darüber befindlichen Leiterbahn muß eine Gegenelektrode auf die Unterseite der Basis 584 unter der Füh­ rungsnut vorgesehen werden, damit keine EVs auf die Mäander- Leiterbahn übergehen. Bei einer solchen Anordnung lassen sich die bei der Fortbewegung der EVs in der Führungsnut 584 emit­ tierten Elektronen auf der Mäander-Leiterbahn sammeln, so daß ein weiterer Energietransfer stattfindet.As an alternative to applying the meandering conductor track 588 to the underside of the base 582 opposite the guide groove 584 , the latter can be covered with a dielectric and a meandering conductor track such as that at 588 can be fitted over the groove above this. Without such a dielectric cover for separating the groove 584 of the conductor track located above, a counter electrode must be provided on the underside of the base 584 under the guide groove, so that no EVs pass over to the meander conductor track. With such an arrangement, the electrons emitted during the movement of the EVs in the guide groove 584 can be collected on the meandering conductor track, so that a further energy transfer takes place.

Wanderwellenröhren oder -schaltungen der bspw. in den Fig. 50 und 51 gezeigten Art bieten folglich ein Mittel, um EV-Energie zu einer Energieform umzuwandeln, die sich mit herkömmlichen elektrischen Schaltungen weitervermitteln läßt. Mit solchen Verfahrensweisen kann elektromagnetische Strahlung vom Mikro­ wellenbereich bis zum sichtbaren Licht durch EV-Impulse erzeugt und auf herkömmliche elektrische Schaltungen übergekoppelt werden, indem man die Parameter der Übertragungsleitungen und die EV-erzeugende Energie wahlweise einstellt. Traveling wave tubes or circuits of the type shown in Figs. 50 and 51, for example, thus provide a means of converting EV energy into a form of energy that can be relayed using conventional electrical circuits. With such procedures, electromagnetic radiation from the microwaves to visible light can be generated by EV pulses and coupled to conventional electrical circuits by optionally setting the parameters of the transmission lines and the EV-generating energy.

20. Impulsgenerator20. Pulse generator

Ein EV ist gekennzeichnet durch eine hohe negative Ladung, die in einem kleinen Volumen konzentriert ist und sich mit relativ hoher Geschwindigkeit bewegt, so daß ein EV bzw. eine EV-Kette zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen kurzer Anstiegs- und Abfallzeit genutzt werden kann. Bspw. läßt sich eine beliebige der hier zur EV-Erzeugung beschriebenen Anordnungen zusammen mit einem Selektor, wie er in Fig. 26 oder Fig. 27 gezeigt ist, verwenden, um die gewünschte Ladungsstruktur zu erreichen, mit der EVs an eine Auffangelektrode geliefert werden, die die hohe Ladungsdichte eines EV zu einem elektromagnetischen Impuls der gewünschten Impulsform umwandelt. Eine Schalt- bzw. Anstiegs­ zeit bis hinunter zu etwa 10-14s läßt sich erreichen, wenn eine EV-Perle aus 1011 Elementarladungen von insgesamt 1 µm Ausdehnung, die sich mit 1/10 der Lichtgeschwindigkeit bewegt, mit einem auf die gewünschte Bandbreite ausgelegten Elektroden­ system eingefangen wird. Die dabei erzeugte Spannung hängt von der Impedanz der die EVs einfangenden Schaltung ab, liegt aber generall im Bereich von mehreren Kilovolt.An EV is characterized by a high negative charge, which is concentrated in a small volume and moves at a relatively high speed, so that an EV or an EV chain can be used to generate high-voltage pulses with short rise and fall times. E.g. Any of the arrangements described here for EV generation can be used in conjunction with a selector, as shown in FIG. 26 or FIG. 27, to achieve the desired charge structure with which EVs are delivered to a trapping electrode which converts the high charge density of an EV into an electromagnetic pulse of the desired pulse shape. A switching or rise time down to about 10 -14 s can be achieved if an EV pearl of 10 11 elementary charges of a total of 1 µm in size, which moves at 1/10 the speed of light, with a to the desired bandwidth designed electrode system is captured. The voltage generated depends on the impedance of the circuit trapping the EVs, but is generally in the range of several kilovolts.

Die Fig. 52 zeigt allgemein bei 600 einen Impulsgenerator mit einem zylindersymmetrischen Selektor 602. Eine konisch zuge­ spitzte und mit leitfähigem Material benetzte Kathode 604 ist in der dielektrischen Basis 606 eines Separators und einer Apertur 608 desselben zugewandt angeordnet. Eine Anode 610 ist auf der Außenfläche der dielektrischen Basis 606, eine Extrak­ torelektrode 612 in geringem Abstand zur Basisapertur vor dieser angeordnet. Eine allgemein zylindrische leitfähige Ab­ schirmung 614 umschließt den Separator 602 und ist von einer Scheibe 616 aus dielektrischem Material geschlossen, auf der die Extraktorelektrode 612 angebracht ist. Ein leitfähiger Metallbelag in Form eines Rings stellt einen Anschluß 618 auf der der Abschirmung 614 zugewandten Seite der Scheibe 616 dar und ist elektrisch leitend mit der Abschirmung verbunden. Ein Lastwiderstand 620 aus einem Widerstandsbelag deckt die Ring­ fläche zwischen der Extraktorelektrode 612 und dem Leiterring 618 ab, so daß der Separator 602 fast vollständig von einer Ab­ schirmung umgeben ist, die elektrische Störfelder abschirmt und Stromkreise induktivitätsarm zu schließen hilft. Die Gesamt­ größe des Impulsgenerators kann etwa 0,5 cm betragen.The Fig. 52 shows, generally at 600 a pulse generator with a cylindrically symmetric selector 602nd A conically tapered cathode 604 wetted with conductive material is arranged in the dielectric base 606 of a separator and an aperture 608 thereof. An anode 610 is arranged on the outer surface of the dielectric base 606 , and an extractor electrode 612 is arranged at a short distance from the base aperture in front of the latter. A generally cylindrical conductive shield 614 encloses the separator 602 and is closed by a disk 616 made of dielectric material on which the extractor electrode 612 is attached. A conductive metal coating in the form of a ring represents a connection 618 on the side of the disk 616 facing the shield 614 and is connected to the shield in an electrically conductive manner. A load resistor 620 from a resistance covering covers the ring area between the extractor electrode 612 and the conductor ring 618 , so that the separator 602 is almost completely surrounded by a shield, which shields electrical interference fields and helps to close circuits with low inductance. The total size of the pulse generator can be about 0.5 cm.

Die Außenseite der dielektrischen Scheibe 616 (vergl. auch Fig. 53) ist praktisch spiegelbildlich zu deren Innenseite angelegt und weist eine kreisförmige Ausgangselektrode 622 auf, die mit einer Ringelektrode 624 über einen Widerstandsbelag 626 verbun­ den ist, wobei die Gestalt und die Abmessungen der Außenelek­ troden 622, 624 im wesentlichen denen der Innenelektroden 612 bzw. 618 entsprechen. Die Ausgangselektrode 622 ist so kapazi­ tiv mit der Extraktorelektrode 612 verbunden, so daß beim Auf­ fangen der relativ hohen Ladung eines EVs oder einer EV-Kette durch die Extraktorelektrode eine entsprechend hohe negative Ladung an der Ausgangselektrode erscheint. The outside of the dielectric disc 616 (see also Fig. 53) is practically mirror image of the inside and has a circular output electrode 622 , which is connected to a ring electrode 624 via a resistance coating 626 , the shape and dimensions of the outer electrodes electrodes 622 , 624 essentially correspond to those of the internal electrodes 612 and 618, respectively. The output electrode 622 is capacitively connected to the extractor electrode 612 , so that when the relatively high charge of an EV or an EV chain is caught by the extractor electrode, a correspondingly high negative charge appears at the output electrode.

Um die EV-Erzeugung einzuleiten, kann ein geeigneter negativer Impuls über den Eingangsanschluß 628 an die Kathode 604 gelegt und dabei über einen Anschluß 630 in einer geeigneten Öffnung 632 die Anode 610 auf Masse- oder einem relativ niedrigen posi­ tiven Potential gehalten werden. Eine positivere Extraktorspan­ nung geht von einem Anschluß 634 zur Abschirmung 614 über den leitfähigen Ring 618 und den internen Widerstandsbelag 620 an die Extraktorelektrode 612. Wenn ein erzeugtes EV den Selektor 602 verläßt und von der Extraktorelektrode 612 aufgefangen wird, sinkt das Potential der letzteren rasch ab und steigt dann wieder an, während die EV-Ladung von Widerstandsbelag 620 und der Abschirmung 614 und schließlich über den Anschluß 634 abgebaut wird. Die an die Extraktorelektrode 612 gelegte Span­ nung ist veränderbar, so daß nur gewählte EVs aus dem Selektor extrahiert werden können, um die gewünschten Ausgangsimpulse zu erzeugen. Über einen Anschluß 636, der mit dem Ringleiter 624 und schließlich mit der Ausgangselektrode oder den Widerstands­ belag 626 verbunden ist, kann eine Vorspannung an die Ausgangs­ elektrode 622 gelegt werden.In order to initiate EV generation, a suitable negative pulse can be applied to the cathode 604 via the input connection 628 and the anode 610 can be kept at ground or a relatively low positive potential via a connection 630 in a suitable opening 632 . A more positive extractor voltage goes from a connection 634 to the shield 614 via the conductive ring 618 and the internal resistance coating 620 to the extractor electrode 612 . When a generated EV leaves selector 602 and is captured by extractor electrode 612 , the potential of the latter drops rapidly and then rises again as the EV charge is removed from resistive pad 620 and shield 614, and finally through terminal 634 . The voltage applied to the extractor electrode 612 is changeable so that only selected EVs can be extracted from the selector in order to generate the desired output pulses. Via a connection 636 , which is connected to the ring conductor 624 and finally to the output electrode or the resistance covering 626 , a bias voltage can be applied to the output electrode 622 .

Um kurze Impulszeiten zu erreichen, werden generell kleine und blindwiderstandsarme Bauteile mit minimalen Entfernungen zwi­ schen den Schaltungselementen eingesetzt. Die Anflugentfernung des EVs vom Selektor 602 zur Extraktorelektrode 612 sowie die Ladung des EV bestimmen die Anstiegszeit des negativen Impulses an der Ausgangselektrode 622. Die RC-Konstante bzw. der Wider­ standswert des Lastwiderstands 620 bestimmt die Abfallzeit. In order to achieve short pulse times, small components with low reactance and minimal distances between the circuit elements are generally used. The approach distance of the EV from the selector 602 to the extractor electrode 612 and the charge of the EV determine the rise time of the negative pulse at the output electrode 622 . The RC constant or the resistance value of the load resistor 620 determines the fall time.

Bspw. lassen sich Anstiegs- und Abfallzeiten von minimal 10-13 Sekunden mit einem "Picopulser" 600 mit eine maximalen Außen­ durchmesser von etwa 0,5 cm erreichen. Der Lastwiderstand 620 hat typischerweise einen Widerstandswert von mindestens etwa 10-4 Ω (und kann 10-3 Ω betragen), der sich darstellen läßt mit einem dünnen Metallbelag auf der Oberfläche der dielektrischen Scheibe 616, die ihrerseits bspw. aus Keramik bestehen kann. Ein entsprechender Widerstandsbelag kann für den Widerstand 626 Einsatz finden, um die Ausgangsauskopplung und die Wirkung eines Bypass-Kondensators zu erreichen. Der Ausgangswiderstand 626 bestimmt bspw. die Vorspannung ("bias") an der Last. Wird der Ausgang mit einem Gleichstrom belastet, läßt die Abfallzeit des Ausgangsimpulses sich durch Verändern des Widerstandsbelags 626 am Ausgang variieren, wobei man durch höhere Widerstands­ werte (bspw. aufgebrannte Dickschicht-Widerständsbeläge) län­ gere Abfallzeiten erreicht. Arbeitsspannungen bis zu 8 kV lassen sich für verschiedene Vorspannungen erreichen, wenn man der Ausführung der leitfähigen Metallschichtringe 618, 624 die gebotene Aufmerksamketi schenkt. Die Amplitude der Ausgangs­ impulse läßt sich mittels des Dämpfungsfaktors im Lastkreis am Anschluß 636 variieren.E.g. rise and fall times of at least 10-13 seconds can be achieved with a "Picopulser" 600 with a maximum outside diameter of about 0.5 cm. The load resistor 620 typically has a resistance value of at least about 10-4 Ω (and can be 10-3 Ω), which can be represented by a thin metal coating on the surface of the dielectric disk 616 , which in turn can be made of ceramic, for example. A corresponding resistance coating can be used for the resistor 626 in order to achieve the output coupling and the effect of a bypass capacitor. Output resistor 626 determines, for example, the bias on the load. If the output is loaded with a direct current, the decay time of the output pulse can be varied by changing the resistance coating 626 at the output, whereby longer decay times can be achieved through higher resistance values (e.g. fired thick-film resistance coatings). Working voltages up to 8 kV can be achieved for different preloads if you pay attention to the design of the conductive metal layer rings 618 , 624 . The amplitude of the output pulses can be varied by means of the damping factor in the load circuit at connection 636 .

Der "Picopulser" 600 verkörpert also eine Technik zum Erreichen sehr schneller Impulse hoher Amplitude durch die anfängliche Erzeugung von EVs oder EV-Ketten. Für einen optimalen Betrieb sollte der Impulsgenerator 600 im Vakuum betrieben werden. The "Picopulser" 600 thus embodies a technique for achieving very fast, high-amplitude pulses by initially generating EVs or EV chains. For optimal operation, the pulse generator 600 should be operated in a vacuum.

21. Feldemissionsquellen21. Field emission sources

Die Hauptforderung für die Erzeugung eines EV ist, eine sehr hohe unkompensierte Elektronenladung in einem kleinen Volumen schnell zu konzentrieren. Eine solche Betriebsweise impliziert einen Emissionprozeß, der mit einem schnellen Schaltvorgang ge­ koppelt ist. In den verschiedenen, oben beschriebenen EV-Gene­ ratoren mit Gasatmosphäre wird der Schaltvorgang von der nicht­ linearen Wirkung eines Gasionisation und möglicherweise einigen Elektronenstoßereignissen dargestellt. Dieser Gas-Schaltprozeß arbeitet auch, wenn die Quellen mit flüssigem Metall benetzte Kathoden verwenden, nachdem einmal der Fedlemission-Grundprozeß Metalldampf aus dem Kathodenbereich durch thermisches Verdam­ pfen und Ionenbeschuß freigesetzt hat. Eine EV-Erzeugung nur durch Feldemission läßt sich erreichen, wenn man das Gas und alles wanderfähige Material aus dem EV-Erzeugungssystem elimi­ niert. Um eine EV-Erzeugung durch Feldemission zu erzielen, muß man mit schnellen Schaltvorgängen arbeiten und diese so mit dem Feldemitter koppeln, daß der Emissionsprozeß sich ein- und dann wieder abschalten läßt, bevor der Emitter durch Elektronenlei­ tung bis zum Verdampfungspunkt erwärmt wird. Es werden die EVs also von einer Feldemissionskathode, die in einem Emissions­ dichtebereich über dem von anderen Einrichtungen normalerweise benutzten arbeitet, durch eine Impulsansteuerung erzeugt, die schneller ist als die thermische Zeitkonstante der Kathode, so daß eine thermiosche Zerstörung des Emitters verhindert ist. Da die thermische Zeitkonstante des Emitters typischerweise weni­ ger als 1 ps beträgt, läßt die erforderliche kurze Schaltzeit für Potentiale im Bereich mehrerer hundert Volt sich mit EV- betätigten Schalteinrichtungen wie bspw. dem in den Fig. 52 & 53 gezeigten Impulsgenerator 600 erreichen.The main requirement for generating an EV is to quickly concentrate a very high uncompensated electron charge in a small volume. Such an operation implies an emission process that is coupled with a fast switching operation. In the various EV generators described above with a gas atmosphere, the switching process is represented by the non-linear effect of gas ionization and possibly some electron impact events. This gas switching process also works when the sources use liquid metal-wetted cathodes, once the basic featemission process has released metal vapor from the cathode region through thermal evaporation and ion bombardment. An EV generation only through field emission can be achieved if the gas and all migratable material are eliminated from the EV generation system. In order to achieve EV generation by field emission, one has to work with fast switching processes and couple them to the field emitter in such a way that the emission process can be switched on and then switched off again before the emitter is heated up to the evaporation point by electron line. The EVs are thus generated by a field emission cathode, which operates in an emission density range above that normally used by other devices, by means of a pulse control which is faster than the thermal time constant of the cathode, so that thermal destruction of the emitter is prevented. Since the thermal time constant of the emitter is typically less than 1 ps, the required short switching time for potentials in the range of several hundred volts can be achieved with EV-actuated switching devices such as the pulse generator 600 shown in FIGS . 52 & 53.

Eine Feldemissions-EV-Quelle ist allgemein bei 650 in der Fig. 54 gezeigt und entspricht im Aufbau und der Arbeitsweise dem Impulsgenerator 600 der Fig. 52 & 53 mit der Ausnahme, daß die Impuls-Ausgangselektrode 652 der Feldemissionsquelle einen spitzen Emitter 654 aufweist, der von der ansonsten scheiben­ förmigen Elektrode absteht. Zur EV-Erzeugung wird ein geeig­ netes Spannungsimpulssignal wird an die Kathode 656 und die Anode 658 des allgemein bei 660 gezeigten Separators gelegt; eine an die Extraktorelektrode 662 gelegte Extraktorspannung soll ein EV anziehen. Beim Auffangen des EV an der Extraktor­ elektrode 662 entsteht an der Ausgangselektrode 652 ein nege­ tiver Impuls kurzer Anstiegszeit, so daß sich an der Spitze des Emitters 654 ein starkes Feld konzentriert. Der resultierende Feldeffekt an der Spitze des Emitters 654 führt zur Erzeugung eines oder mehrerer EVs durch reine Feldemission, wobei die Feldemissionsquellle im Vakuum arbeitet. Der mit dem EV-erzeug­ te negative Impuls an der Ausgangselektrode 652 muß auch eine kurze Abfallzeit haben, so daß der Impuls abgeklungen ist, be­ vor der Emitter 654 während des Abklingens Schaden nehmen kann. Der Widerstandsbelag 664 auf der dem Extraktor zugewandten Seite der Scheibe 666 kann etwa 10-2 Ω betragen, der Wider­ standsbelag 668 auf der dem Feldemitter zugewandten Seite etwa 106 Ω. Eine EV-Führung 670 der in Fig. 15 gezeigten, allgemein zylindrischen Bauweise ist in einer Anordnung dargestellt, in der sie vom Emitter 654 abgeworfene EVs aufnehmen und sie der beabsichtigten Last zuführen kann.A field emission EV source is shown generally at 650 in FIG. 54 and corresponds in structure and operation to the pulse generator 600 of FIGS. 52 & 53 except that the field emission source pulse output electrode 652 has a pointed emitter 654 , which protrudes from the otherwise disk-shaped electrode. For EV generation, a suitable voltage pulse signal is applied to cathode 656 and anode 658 of the separator generally shown at 660 ; an extractor voltage applied to the extractor electrode 662 is said to attract an EV. When collecting the EV on the extractor electrode 662 , a negative pulse of short rise time arises at the output electrode 652 , so that a strong field is concentrated at the tip of the emitter 654 . The resulting field effect at the tip of emitter 654 leads to the generation of one or more EVs by pure field emission, the field emission source operating in a vacuum. The negative pulse generated by the EV at the output electrode 652 must also have a short decay time so that the pulse has decayed before the emitter 654 can be damaged during the decay. The resistance covering 664 on the side of the disk 666 facing the extractor can be approximately 10 -2 Ω, the resistance covering 668 on the side facing the field emitter approximately 10 6 Ω. An EV guide 670 of the generally cylindrical design shown in FIG. 15 is shown in an arrangement in which it can receive EVs dropped from the emitter 654 and deliver them to the intended load.

Der Feldemissionsgenerator 650 kann zur Erzeugung von EVs ver­ wendet werden, während man gleichzeitig die Feldemissionskatho­ de 654 auf Schäden prüft, um den EV-Bildungsprozeß im Sinne einer Schadensminimierung zu optimieren. Ein Leuchtstoffschirm oder eine Nachweisplatte (nicht gezeigt) kann in eine Lage ge­ bracht werden, in der er bzw. sie die am Emitter 654 gebildeten EVs auffangen kann. Der Picopulser wird abgeschaltet und eine Vorspannung über die Leitung 672 angelegt, um eine Gleichspan­ nung an den Emitter 654 zu legen und eine Gleich-Feldemission von diesem zu ziehen. Obgleich die an die Leitung 672 gelegte Vorspannung gewöhnlich negativ ist, kann sie auch positiv sein, sofern das EV an der Kathode 656 mit einer Spannung von mehr als 2 kV erzeugt wird. Das Emissionsmuster auf dem Leuchtstoff­ schirm bzw. der Nachweisplatte kann dann zusammen mit der Höhe der Gleichvorspannung und dem Strom zum Emitter 654 analysiert werden, um den Kathodenradius, den kristallographischen Zustand und andere morphologische Eigenschaften unmittelbar nach der EV-Erzeugung zu bestimmen. Derartige Analyseverfahren für Feld­ emissionsoberflächen sind bekannt.The field emission generator 650 can be used to generate EVs, while at the same time checking the field emission cathode de 654 for damage in order to optimize the EV formation process in order to minimize damage. A phosphor screen or a detection plate (not shown) can be placed in a position in which he or she can catch the EVs formed on the emitter 654 . The picopulse is turned off and a bias voltage is applied over line 672 to apply a DC voltage to the emitter 654 and draw a DC field emission therefrom. Although the bias voltage applied to line 672 is usually negative, it may be positive if the EV is generated on cathode 656 with a voltage greater than 2 kV. The emission pattern on the phosphor screen or the detection plate can then be analyzed together with the level of the DC bias and the current to the emitter 654 to determine the cathode radius, the crystallographic state and other morphological properties immediately after the EV generation. Such analysis methods for field emission surfaces are known.

Die Spitzenspannung des zum Ansteuern des Feldemitters 654 ver­ wendeten Picopulsers läßt sich ermitteln, indem man die über die Leitung 672 angelegte Vorspannung verändert, um die Impuls­ spannung für die Kathode 656 zu verschieben. Dabei wird der Feldemitter 654 als sehr schneller Gleichrichter bzw. Detektor verwendet, um die Impulsspitze an der Kathode 654 zu messen. Um die Eigenschaften der erzeugten EVs zu bestimmen, kann man eine dünne Schicht oder Folie aus glattem Metall wie bspw. eine Nachweisplatte vor einer Anode (nicht gezeigt) anordnen, die man ihrerseits vor dem Emitter 654 anordnet und mit der Anode verbindet. In Vakuum und bei etwa 2 kV Arbeitsspannung des Systems ist ein Abstand bis zu 1 mm zwischen dem Emitter 654 und dieser Anode geeignet. Die Aufschlagmarke, die das EV auf der Nachweisplatte zurückläßt, läßt sich mit einem Rasterelek­ tronenmikroskop auf die Anzahl der erzeugten EV-Perlen und deren Aufschlagmuster analysieren. Mit dem in Fig. 54 gezeigten Generator 650 lassen sich zahlreiche Hochgeschwindigkeitseffek­ te untersuchen. Hält man das Ausgangssignal des Impulsgenera­ tors spannungsmäßig niedrig und benutzt einen empfindlichen De­ tektor für den Nachweis der Emission vom Feldemitter 654, kann man auf wirksame Weise sehr kurze und hohe Spannungsimpulse mit einer Substitutionstechnik unter Ausnutzung der Gleichrichtfä­ higkeit des Feldemitters messen. Die mit der Leitung 672 ange­ legte Vorspannung wird anstelle der Impulsspannung verwendet.The peak voltage of the picopulser used to drive the field emitter 654 can be determined by changing the bias voltage applied via the line 672 in order to shift the pulse voltage for the cathode 656 . The field emitter 654 is used as a very fast rectifier or detector in order to measure the pulse peak at the cathode 654 . In order to determine the properties of the EVs produced, a thin layer or foil of smooth metal, such as a detection plate, can be arranged in front of an anode (not shown), which in turn is arranged in front of the emitter 654 and connected to the anode. A vacuum of up to 1 mm between the emitter 654 and this anode is suitable in vacuum and at about 2 kV operating voltage of the system. The impact mark that the EV leaves on the detection plate can be analyzed with a scanning electron microscope for the number of EV beads produced and their impact pattern. Numerous high-speed effects can be examined with the generator 650 shown in FIG. 54. If you keep the output signal of the pulse generator low in voltage and use a sensitive detector for the detection of the emission from the field emitter 654 , you can effectively measure very short and high voltage pulses with a substitution technique using the rectifier of the field emitter. The bias voltage applied to line 672 is used in place of the pulse voltage.

Bei Impulsspannungen mit Werten weit innerhalb des gewöhnlich als Raumladungs-Sättigungsbereich eines Feldemitters betrach­ teten Bereichs erzeugt der Emitter 654 Elektronenbündel, die auf einer Nachweisplatte EVs ähneln. Diese kleinen EVs sind sehr nützlich für spezialisierte computerartige Anwendungen, die eine Ladungssteuerung verwenden.At pulse voltages with values well within the range usually considered to be the space charge saturation range of a field emitter, the emitter 654 generates electron beams that resemble EVs on a detection plate. These small EVs are very useful for specialized computer-like applications that use charge control.

Der in Fig. 54 gezeigte Feldemissionsgenerator ist ein Beispiel für eine der Methoden, mit relativ großen Komponenten die Schaltgeschwindigkeit zu erreichen, mit denen eine EV-Produk­ tion durch reine Feldemission möglich ist. Für praktische An­ wendungen kann es wünschenswert sein, ein komplettes System kompatibler Mikrokomponenten zur Herstellung der Schalt- und Abwerfeinrichtungen einzusetzen. Angesichts der erforderlichen kleinen Abmessungen und relativ hohen Spannungen lassen sich weiterhin praktisch besser einsetzbare Anordnungen zur Nutzung und Erzeugung von EVs durch eine relativ reine Feldemission unter Verwendung der Mikrofabrikationstechnologie herstellen.The field emission generator shown in Fig. 54 is an example of one of the methods to achieve the switching speed with relatively large components, with which EV production is possible by pure field emission. For practical applications, it may be desirable to use a complete system of compatible microcomponents to manufacture the switch and dropout devices. In view of the required small dimensions and relatively high voltages, arrangements for the use and generation of EVs that can be used more effectively can still be produced by a relatively pure field emission using microfabrication technology.

Die Fig. 55 zeigt eine Mikroschaltung, bei der Dünnschicht­ techniken zum Aufbau eines vollständigen Systems zur Herstel­ lung von EVs durch Feldemission ohne Benutzung externer EV-Ge­ neratoren oder massiver Komponenten Einsatz fanden, die eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit verhindert hätten. Hier erfolgt der Schaltprozeß durch Rückkopplung in einem mit den thermischen Vorgängen im EV-Generator verträglichen Zeitmaßstab; m.a.W.: die Schaltgeschwindigkeit ist gleichschnell wie oder vorzugs­ weise schneller als die Wärmezeitkonstante und die thermischen Vorgänge. Um eine Zerstörung der Kathode zu vermeiden, muß der Emitter in weniger als 1 ps ein- und ausgeschaltet werden. Fig. 55 shows a microcircuit in which thin film techniques for building a complete system for manufacturing EVs by field emission without the use of external EV generators or massive components were used, which would have prevented a high working speed. Here the switching process takes place by feedback on a time scale compatible with the thermal processes in the EV generator; maW: the switching speed is as fast as, or preferably faster than, the heating time constant and the thermal processes. To avoid destroying the cathode, the emitter must be switched on and off in less than 1 ps.

Die in Fig. 55 allgemein bei 680 gezeigte Feldemissionsquelle entspricht im Aufbau der Tetrodenquelle 510 der Fig. 46-48. Eine dielektrische Basis 682 enthält eine langgestreckte Nut 684, die im Querschnitt allgemein rechteckig sein kann und als Kathode eine Linienquelle 686 enthält, die betrieblich nicht mit einem Metallbelag benetzt ist. Eine Gegenelektrode 688 ist auf der der Nut 684 abgewandten Seite der Basis 682 unter einem Teil der Führungsnut 684 angeordnet. Desgl. ist eine Steuer­ elektrode 690 auf der gleichen Seite der Basis 682 wie die Ge­ genelektrode 688 angeordnet und verläuft von einer Seitenkante der Basis zu einem Stelle zwischen den Enden der Kathode 686 und der Gegenelektrode, wobei sie die Führungsnut 684 schnei­ det. Eine Rückkopplungselektrode 692 ist auf der der Kathode 686 abgewandten Seite der Basis 682 vorgesehen und verläuft seitlich über die Unterseite der Basis zum kathodennahen Ende der Gegenelektrode 688. Ein Schenkel 694 der Rückkopplungs­ elektrode 688 verläuft entlang eines Ausschnitts 696 in der Ge­ genelektrode 688, so daß die Rückkopplungselektrode mit einem EV während dessen Vorbeilauf entlang der Führungsnut 684 - im allgemeinen für die Länge des Schenkels 694 - in Wechselwirkung treten kann.The field emission source shown generally at 680 in FIG. 55 corresponds in structure to the tetrode source 510 of FIGS. 46-48. A dielectric base 682 includes an elongated groove 684 , which may be generally rectangular in cross-section and contains a line source 686 as the cathode, which is not operationally wetted with a metal coating. A counter electrode 688 is disposed on the side facing away from the groove 684 of the base 682 under a part of the guide groove 684th The like is a control electrode 690 arranged on the same side of the base 682 as the counter electrode 688 and extends from a side edge of the base to a position between the ends of the cathode 686 and the counter electrode, cutting the guide groove 684 . A feedback electrode 692 is provided on the side of the base 682 facing away from the cathode 686 and extends laterally over the underside of the base to the end of the counter electrode 688 near the cathode. A leg 694 of the feedback electrode 688 extends along a cutout 696 in the Ge gene electrode 688 , so that the feedback electrode can interact with an EV while it is passing along the guide groove 684 - generally for the length of the leg 694 .

Die Fig. 56 zeigt bei 700 ein Schaltbild der Feldemissions­ quelle 680 der Fig. 55 und der zugeordneten Einrichtungen zur EV-Erzeugung durch Feldemission. Ein Energiespeicher 702 ist an die Kathode 686 angeschlossen und wird über eine Leitung 704 mit einer geeigneten negativen Spannung versehen. Die passive Energiequelle 702 kann ein Kondensator oder eine Streifenver­ zögerungsleitung sein, wie sie in Wasserstoff-Thyratron-Impuls­ radars verwendet und ggf. über einen Widerstand gespeist wird. Die Energiequelle 702 liefert typischerweise einen negativen 1-ps-Impuls, wenn sie durch eine Potentialänderung an der Steuerelektrode 690 entladen wird. Ansonsten kann ein konstan­ tes Potential zwischen die Kathode 686 und die Gegenelektrode 688 gelegt werden. Fig. 56 shows at 700 a circuit diagram of the field emission source 680 of Fig. 55 and the associated means for generating EV-by field emission. An energy store 702 is connected to the cathode 686 and is provided with a suitable negative voltage via a line 704 . The passive energy source 702 can be a capacitor or a stripe delay line, as used in hydrogen thyratron pulse radars and possibly fed via a resistor. Power source 702 typically provides a negative 1 ps pulse when discharged by a change in potential at control electrode 690 . Otherwise, a constant potential can be placed between the cathode 686 and the counter electrode 688 .

Ein phasenumkehrender Impulswandler 706 mit Luftkern wird wahl­ weise über eine Leitung 708 mit einem Triggerimpuls betätigt, um eine positive Steuervorspannung, die auf der Leitung 710 zugeführt wird, an die Steuerelektrode 690 zu legen und damit die EV-Erzeugung durch Feldemission an der Kathode 686 einzu­ leiten. Das zum Aufrechterhalten der Emission nach dem Ent­ fallen des Triggerimpulses und bis zum Erschöpfen der in der Leistungsversorgung gespeicherten Energie erforderliche Rück­ kopplungsignal wird vom Umwandler 706 über die Rückkopplungs­ elektrode 692 geliefert.A phase-reversing pulse converter 706 with an air core is optionally actuated via line 708 with a trigger pulse in order to apply a positive control bias voltage, which is supplied on line 710 , to control electrode 690 and thus to initiate EV generation by field emission at cathode 686 conduct. The feedback signal required to maintain the emission after the trigger pulse falls and until the energy stored in the power supply is exhausted is supplied by the converter 706 via the feedback electrode 692 .

Die Feldemitter wie bspw. 654 und 686, die in reinen Feldemis­ sionsquellen wie den beschriebenen Einsatz finden, sollten aus einem gegenüber thermischen und Ionensputter-Schäden relativ stabilen Werkstoff gefertigt werden. Bspw. weisen Metallkarbide wie Titankarbind und Graphit diese Eigenschaften auf und er­ geben gute Kathoden. Entsprechend sollte der dielektrische Werkstoff eine hohe Stabilität und hohe Durchschlagfestigkeit aufweisen. Schichten aus Aluminiumoxid und diamantartigem Koh­ lenstoff zeigen diese Eigenschaften. Da für die Kathoden (im Gegensatz zu den mit flüssigem Metall benetzten) keine Selbst­ regeneration verfügbar ist, wird an den Emittern vorzugsweise ein Ultrahochvakuum eingestellt, um Schäden durch Ionenbombar­ dierung oder eine Änderung der Oberflächenarbeitsfunktion ("surface work function") zu vermeiden.The field emitters such as 654 and 686 , which are used in pure field emission sources such as the one described, should be made of a material that is relatively stable against thermal and ion sputter damage. E.g. metal carbides such as titanium carbide and graphite have these properties and give good cathodes. Accordingly, the dielectric material should have high stability and high dielectric strength. Layers of aluminum oxide and diamond-like carbon show these properties. Since no self-regeneration is available for the cathodes (in contrast to those wetted with liquid metal), an ultra-high vacuum is preferably set at the emitters in order to avoid damage due to ion bombardment or a change in the surface work function.

Vorherrschende Bedingungen verbieten die Verwendung von reinen Feldemissionsemittern erheblicher Größe. Für einen Emitter wie den bei 686 in Fig. 55 gezeigten scheint die kritische Grenze für die seitliche Ausdehnung bei etwa 1 µm zu liegen. Für Ka­ thoden dieser Größe erlegt die gespeicherte Energie der zuge­ hörigen Schaltung dem kleinen Emitterbereich während der Emis­ sion eine übermäßige Wärmebelastung auf. Unterhalb des Größen­ bereich von 1 µm hat der Feldemitter den Vorteil einer guten Kühlung infolge des naturgemäß hohen Verhältnisses Oberfläche- zu-Volumen der kleinen Schaltungselemente.The prevailing conditions prohibit the use of pure field emission emitters of considerable size. For an emitter such as that shown at 686 in Fig. 55, the critical limit for lateral expansion appears to be about 1 µm. For cathodes of this size, the stored energy of the associated circuit imposes an excessive heat load on the small emitter area during the emission. Below the size range of 1 µm, the field emitter has the advantage of good cooling due to the naturally high surface-to-volume ratio of the small circuit elements.

22. Röntgenstrahlenquelle22. X-ray source

EVs lassen sich zur Erzeugung von Röntgenstrahlen verwenden. Ein Röntgengenerator ist allgemein bei 720 in der Fig. 57 ge­ zeigt und hat eine mit Quecksilber benetzte Kupferkathode 722 der in der Fig. 4 gezeigten Art, einen Separator 724 mit einer Gegenelektrode 726, wie in Fig. 8 gezeigt, und eine Anode 728 zur Erzeugung und Fortpflanzung von EVs (und ggf. von EV-Ket­ ten) von der Kathode durch die Separatorapertur hindurch zur Anode.EVs can be used to generate X-rays. An x-ray generator is shown generally at 720 in FIG. 57 and has a mercury-wetted copper cathode 722 of the type shown in FIG. 4, a separator 724 with a counter electrode 726 as shown in FIG. 8, and an anode 728 for Generation and propagation of EVs (and possibly EV chains) from the cathode through the separator aperture to the anode.

Es hat sich herausgestellt, daß das Aufschlagen eines EV auf ein Target bzw. Anode und der dabei erfolgende Stillstand zu einem Lichtblitz aus dem dabei entstehenden Plasma und einem Krater führen, der als Ergebnis des Zerfalls des EVs und des dabei entstehenden Energieumsatzes zurückbleibt. Ein Teil dieser Energie wird zu Röntgenstrahlung. Die Röntgenquelle selbst innerhalb des Targets 728 ist so klein wie das EV, d.h. sie hat seitliche Abmessungen im Bereich von etwa 1 bis 20 µm abhängig von der Art und Weise, wie das EV ursprünglich erzeugt oder selektiert wurde. Die kleine Röntgenquelle hat einen re­ lativ hohen Produktionswirkungsgrad und erzeugt relativ inten­ sive Strahlung, so daß die gesamte Röntgenausgangsleistung gegenüber der Eingangsenergie recht hoch ist. Dieses Phänomen weist auf eine intensive Röntgenproduktion beim Zerfall des geordneten EV-Gefüges hin, und zwar möglicherweise infolge des Zusammenbruchs des durch die Elektronenbewegung innerhalb des EV erzeugten starken magnetischen Feldes.It has been found that the impact of an EV on a target or anode and the resulting standstill lead to a flash of light from the resulting plasma and a crater, which remains as a result of the decay of the EV and the resulting energy conversion. Part of this energy becomes X-rays. The x-ray source itself within the target 728 is as small as the EV, ie it has lateral dimensions in the range of approximately 1 to 20 μm depending on the way in which the EV was originally created or selected. The small x-ray source has a relatively high production efficiency and produces relatively intensive radiation, so that the total x-ray output power is quite high compared to the input energy. This phenomenon indicates intense X-ray production as the ordered EV structure decays, possibly due to the breakdown of the strong magnetic field created by the movement of electrons within the EV.

Das EV von der Kathode 722 und aus dem Separator 724 schlägt auf das Anodentarget 728 auf, wobei Röntgenstrahlen emittiert werden, wie in Fig. 57 schaubildlich dargestellt. Das Material des Targets 728 hat eine ausreiched niedrige Induktivität, daß es das EV im Effekt aufbrechen läßt. Ein Material mit niedriger Atomzahl wie Graphit minimiert den beim EV-Zerfall entstehenden Schaden und erlaubt einen verhältnismäßig leichten Durchgang der erzeugten Röntgenstrahlen zur Außenseite des Targets 728. Die Röntgenquelle 720 kann im Vakuum oder in einem Gas bei nie­ drigem Druck betrieben werden. In Xenongas mit wenigen Torr und bei einem Impulssignal von 2 kV an der Kathode für die EV-Er­ zeugung können bspw. die Kathode 722 und der Separator 724 bis etwa 60 cm vom Anodentarget 728 entfernt sein. Die Analyse der gesamten Röntgenstrahlung aus der Quelle 720 läßt sich auf be­ kannte Weise bewerkstelligen - bspw. mit Filtern, photographi­ schem Film oder Wellenlängen-Dispersionsspektrometern. Da die Röntgenphotonen jedoch alle etwa gleichzeitig erzeugt werden, läßt sich mit einem solchen Spektrometer der spektrale Energie­ inhalt der erzeugten Rötngenstrahlung nicht bestimmen.The EV from the cathode 722 and from the separator 724 strikes the anode target 728 , whereby X-rays are emitted, as shown in FIG. 57. The material of the target 728 has a sufficiently low inductance that it effectively breaks up the EV. A material with a low atomic number, such as graphite, minimizes the damage caused by EV decay and allows the generated X-rays to pass relatively easily to the outside of the target 728 . The x-ray source 720 can be operated in vacuum or in a gas at never third pressure. In xenon gas with a few torr and with a pulse signal of 2 kV at the cathode for EV generation, for example, the cathode 722 and the separator 724 can be up to about 60 cm away from the anode target 728 . The analysis of the entire X-ray radiation from the source 720 can be accomplished in a known manner - for example using filters, photographic film or wavelength dispersion spectrometers. However, since the X-ray photons are all generated approximately at the same time, the spectral energy content of the X-ray radiation generated cannot be determined with such a spectrometer.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Röntgengenerator bzw. eine Röntgenquelle, die bspw. als Röntgen-Punktquelle für die "Stop Motion"-Röntgenphotographie und darüber hinaus als Rönt­ gengenerator für eine breite Vielfalt von Röntgenanwendungen geeignet ist.The present invention provides an x-ray generator or an X-ray source, for example as an X-ray point source for the "Stop Motion" X-ray photography and also as an X-ray gene generator for a wide variety of X-ray applications suitable is.

23. Elektronenquelle23. Electron source

Entlang einer Führung sich fortbewegende EVs emittieren im all­ gemeinen Elektronen, die sich bspw. mit einer Kollektorelektro­ de auffangen lassen. Bspw. im Fall von RC-Führungen können die aus der Führungsnut heraus emittierten Elektronen über ihr auf­ gefangen werden, wenn die Nut tief genug ist und das EV fest mit dem Boden der Führungsnut oder mindestens mit der Gegen­ elektrode auf der entgegengesetzten Seite der dielektrischen Basis verkoppelt ist. Die so emittierten Elektronen stammen aus sekundären und Feldemissionsquellen, die von der Energie des vorbeilaufenden EV erzeugt worden sind. Da diese Elektronen von einem dielektrischen Material mit relativ langer RC-Zeitkon­ stante für die Wiederaufladung kommen, muß bis zu diesem Wie­ deraufladen gewartet werden, bis ein weiteres EV den Bereich belegen und weiter Elektronen emittieren kann. Bei LC-Führungen ist diese Verzögerung relativ kurz, da das Wiederaufladen über metallische Elektroden erfolgt. Elektronen lassen sich für die Nutzung auf einfache Weise mit einer Sammelelektrode auffangen, da ihnen vom EV eine gewisse Anfangsenergie mitgegeben worden ist. Im Fall von LC-Führungen läßt sich eine beliebige der Elektroden in den Führungen der Fig. 20 oder 21 als Sammel­ elektrode verwenden.EVs traveling along a route generally emit electrons, which can be collected, for example, with a collector electrode. E.g. in the case of RC guides, the electrons emitted from the guide groove can be caught above it if the groove is deep enough and the EV is firmly coupled to the bottom of the guide groove or at least to the counter electrode on the opposite side of the dielectric base . The electrons thus emitted come from secondary and field emission sources, which were generated by the energy of the passing EV. Since these electrons come from a dielectric material with a relatively long RC time constant for recharging, this recharging has to be waited until another EV can occupy the area and continue to emit electrons. With LC guides, this delay is relatively short because the recharging takes place via metallic electrodes. Electrons can be easily collected with a collecting electrode for use, since the EV has given them a certain amount of initial energy. In the case of LC guides, any of the electrodes in the guides of FIGS. 20 or 21 can be used as a collecting electrode.

Die Fähigkeit eines EV, Elektronen zu emittieren, erlaubt, es in verschiedenen Anwendungen als Kathode einzusetzen. Ein richtig angeregtes EV kann zum Emittieren eines ziemlich schmalen Bandes von Elektronenenergien veranlaßt werden. Der Hauptgesichtspunkt für die Verwendung einer derartigen Kathode ist die Bestimmung der mittleren Energie und des Energiestreu­ bereichs der emittierten Elektronen. Weiterhin gibt es einen Zerhackereffekt, der auf dem endlichen Abstand zwischen den eine Führung entlanglaufenden und Elektronen emittierenden EVs beruht. Der Zerhackerbereich ist generell verfügbar von der im wesentlichen stetigen Emission einer praktisch kontinuierlichen Folge von EVs bis zu einer stark impulsartigen Emission aus dem Durchlauf eines einzigen EV oder einer EV-Kette unter einer Apertur. Folglich müssen die Art der EV-Fortbewegung sowie die Führungsstruktur, die die EVs durchlaufen, auf den speziellen Anwendungsfall der Elektronenemission abgestimmt werden.An EV's ability to emit electrons allows it to be used as a cathode in various applications. A properly excited EV can emit a fairly narrow band of electron energies. The Main point of view for the use of such a cathode is the determination of the mean energy and the energy loyalty range of the emitted electrons. There is also one Chopper effect, which on the finite distance between the a guide along and electron-emitting EVs is based. The chopper area is generally available from the im  essentially continuous emission of a practically continuous Sequence of EVs up to a strongly impulsive emission from the Passing a single EV or EV chain under one Aperture. Consequently, the type of EV transportation as well as the Leadership structure that the EVs go through on the special Use case of electron emission to be matched.

Eine getastete bzw. zerhackte Elektronenemissionsquelle ist in Fig. 58 allgemein bei 740 gezeigt und kann Teil einer Trioden­ struktur sein. Eine RC-EV-Führung 742 ist vorgesehen; sie hat eine Führungsnut 744 und eine (nicht sichtbare) Gegenelektrode auf der der Nut abgewandten Unterseite der Führungsbasis analog zur in Fig. 11 gezeigten EV-Führung. Eine dielektrische Platte 746 ist unmittelbar auf die Basis der Führung 742 aufgelegt. Die Platte 746 enthält über der Führungsnut 744 die Öffnungen 748, die mit Metallbelägen 750 ausgekleidet sind, die als Tast­ elektroden dienen. Ein (nicht gezeigtes) drittes Element kann eine Anode oder dergl. und über der dielektrischen Platte 746 angeordnet sein, um die emittierten Elektronen aufzunehmen; die Art dieses dritten Elements wird im Einzelfall von der beab­ sichtigten Nutzung der emittierten Elektronen bestimmt.A keyed or chopped electron emission source is shown generally at 740 in FIG. 58 and may be part of a triode structure. An RC-EV guide 742 is provided; it has a guide groove 744 and a (not visible) counter electrode on the underside of the guide base facing away from the groove, analogous to the EV guide shown in FIG. 11. A dielectric plate 746 is placed directly on the base of the guide 742 . The plate 746 contains over the guide groove 744, the openings 748 , which are lined with metal coverings 750 , which serve as touch electrodes. A third element (not shown) may be an anode or the like and disposed over the dielectric plate 746 to receive the emitted electrons; the type of this third element is determined in the individual case by the intended use of the emitted electrons.

Im Betrieb werden ein oder mehrere EVs in die Führungsnut 744 abgeworfen oder sonstwie eingebracht, wie mit dem Pfeil I ange­ deutet. Wie oben diskutiert, führen mit dem Vorbeilauf des EVs durch die Führungsnut 744 zu Sekundär- bzw. Feldemissionseffek­ ten, deren Elektronen aus der Führungsnut heraustreten können, wie mit dem Pfeil J angedeutet, da ihnen bei der Bildung in Ge­ genwart des EV eine anfängliche Fortpflanzungsenergie mitge­ teilt worden ist. Im allgemeinen können die emittierten Elek­ tronen mit einer dritten Komponente wie bspw. einer (nicht ge­ zeigten) Anode angezogen werden. Die Bewegung der Elektronen zu dieser dritten Komponente läßt sich jedoch durch das Anlegen geeigneter Potentiale an eine Steuerelektrode 750 steuern. Im allgemeinen ist das an eine Steuerelektrode 750 gelegte Poten­ tial immer negativ zu der zur EV-Erzeugung eingesetzten Katho­ de. In der Tat läßt das Gatter bzw. die Öffnung 748 im Dielek­ trikum sich in jedem Fall für den Elektronendurchgang öffnen oder schließen, indem ein bestimmtes Potential gewählt und an die jeweilige Steuerelektrode 750 gelegt wird . Um das Gatter 748 zu schließen, wird das Potential an der Steuerelektrode 750 negativer gemacht, so daß keine Elektronen durch es hindurch emittiert werden können. Um das Gatter 748 zu öffnen, wird das Potential an der Steuerelektrode 850 weniger negativ (relativ zur EV-erzeugenden Kathode) gemacht, so daß eine Elektronen­ emission durch das Gatter möglich wird.In operation, one or more EVs are dropped or otherwise introduced into the guide groove 744 , as indicated by the arrow I. As discussed above, as the EV travels through the guide groove 744, it results in secondary or field emission effects, the electrons of which can emerge from the guide groove, as indicated by the arrow J , since they have an initial propagation energy when they are formed in the presence of the EV has been notified. In general, the emitted electrons can be attracted to a third component such as an anode (not shown). However, the movement of the electrons to this third component can be controlled by applying suitable potentials to a control electrode 750 . In general, the potential applied to a control electrode 750 is always negative to the cathode used for EV generation. In fact, the gate or opening 748 in the dielectric can be opened or closed in any case for the passage of electrons by selecting a certain potential and applying it to the respective control electrode 750 . To close gate 748 , the potential at control electrode 750 is made more negative so that no electrons can be emitted through it. In order to open the gate 748 , the potential at the control electrode 850 is made less negative (relative to the EV-generating cathode), so that an electron emission through the gate is possible.

Während ein EV in derFührungsnut 744 entlangläuft, erfolgt eine Emission von Elektronen. Die Elektronen können aber nur an den Orten der Durchlässe 748 durch die dielektrische Platte 746 hindurch zur dritten Elektrode gelangen. Folglich bewirkt ein in der Führungsnut 744 durchlaufendes EV die Impulsemission von Elektronen durch die dielektrische Platte 746, wobei die Impul­ se an den Orten der Durchlässe 748 auftreten. Weiterhin kann ein gegebener Durchlaß 748 für den Elektronendurchgang gesperrt werden, indem ein geeignetes Potential an die zugehörige Steu­ erelektrode 750 gelegt wird. Die Impulsfolge läßt sich weiter variieren, indem man eine Folge von EVs oder EV-Ketten die Führungsnut 744 entlangschickt, um bspw. eine ausgedehnte Folge von Elektronenimpulsen entlang der Reihe der Durchlässe 748 zu erzeugen, wobei die an die verschiedenen Steuerelektro­ den 750 gelegten Potentialwerte sich zeitlich ändern. Daher kann man das Elektronenemissionsmuster sowohl durch Wahl der EV-Fortbewegung als auch durch Modulation der Potentiale an den Steuerelektroden 750 in weiten Grenzen variieren.Electrons are emitted as an EV travels in the guide groove 744 . However, the electrons can only reach the third electrode at the locations of the passages 748 through the dielectric plate 746 . Thus, an EV passing through the guide groove 744 causes the pulse emission of electrons through the dielectric plate 746 , the pulses occurring at the locations of the passages 748 . Furthermore, a given passage 748 can be blocked for electron passage by applying a suitable potential to the associated control electrode 750 . The pulse train can be further varied by sending a train of EVs or EV chains along the guide groove 744 to produce, for example, an extended train of electron pulses along the row of the passages 748 , with the 750 potential values applied to the various control electrodes change in time. Therefore, the electron emission pattern can be varied within wide limits both by selecting the EV locomotion and by modulating the potentials on the control electrodes 750 .

Um das EV selbst am Entweichen durch einen der Durchlässe 748 zu hindern, sollte die Nut 744 verhältnismäßig tief gehalten werden. Alternativ kann zwischen die Platte 746 und die Basis der Führung 742 ein (nicht gezeigtes) Abstandselement eingelegt werden.In order to prevent the EV itself from escaping through one of the passages 748 , the groove 744 should be kept relatively deep. Alternatively, a spacer (not shown) can be inserted between the plate 746 and the base of the guide 742 .

Es ist einzusehen, daß sich die Elektronendurchlässe 748 in einem gewählten Muster anordnen lassen und hierzu geeignete EV- Führungsstrukturen vorgesehen sein können. Die Anzahl und An­ ordnung der Durchlässe 748 entlang der Führungsnut 744 läßt sich variieren, um auch das Elektronenemissionsmuster zu wäh­ len. Weiterhin kann es sich bei den Durchlässen 748 im Effekt bspw. um Durchgangsbohrungen in einer dielektrischen Platte handeln, die jeden Durchlaß vollständig umgreift. In diesem Fall können die Steuerelektroden 750 auch die Innenflächen der Durchlässe allseits auskleiden.It can be seen that the electron passages 748 can be arranged in a chosen pattern and suitable EV guide structures can be provided for this. The number and arrangement of the passages 748 along the guide groove 744 can be varied in order to also select the electron emission pattern. Furthermore, the passages 748 can be through holes in a dielectric plate, for example, which completely surrounds each passage. In this case, the control electrodes 750 can also line the inner surfaces of the passages on all sides.

Im allgemeinen läßt sich ein beliebiger EV-Generator, der für die beabsichtigte Anwendung geeignete EVs erzeugt, auch für die Bereitstellung von EVs für die Elektronenemission einsetzen. Typischerweise läßt sich eine Version der in Fig. 49 darge­ stellten elektrodenlosen EV-Quelle verwenden, die mit niedrigem Gasdruck arbeitet. Der Inertgasdruck im System kann im Bereich von 10-3 Torr liegen und würde sich im gesamten System im Gleichgewicht befinden.In general, any EV generator that generates suitable EVs for the intended application can also be used to provide EVs for electron emission. Typically, a version of the electrodeless EV source shown in FIG. 49 that operates at low gas pressure can be used. The inert gas pressure in the system can range from 10-3 torr and would be in equilibrium throughout the system.

Die unter Verwendung einer der hier offenbarten Einrichtungen (wie der getasteten Elektronenquelle 740 der Fig. 58) aus der EV-Bewegung erzeugte Elektronenemission kann vielfältigen Ein­ satz finden. Bspw. können zahlreiche Einrichtungen, die bisher wegen des Fehlens einer Kathode ausreichender Emissionsstärke nicht einsetzbar waren, nunmehr ausgenutzt werden, wenn sie mit einer auf EVs beruhenden Elektronenquelle arbeiten. Eine solche Klasse von Anordnungen wie bspw. die "<beamed deflection free elektron"-Vorrichtungen lassen sich nun unter Verwendung einer getasteten Elektronenquelle der in Fig. 58 gezeigten Art aus­ nutzen. The electron emission generated from the EV movement using one of the devices disclosed here (such as the keyed electron source 740 of FIG. 58) can be used in many different ways. E.g. Numerous devices that were previously not usable due to the lack of a cathode of sufficient emission strength can now be used if they work with an electron source based on EVs. Such a class of arrangements such as the "<beamed deflection free electron" devices can now be used using a keyed electron source of the type shown in FIG. 58.

24. HF-Quelle24. RF source

Beim Durchlauf von EVs durch die LC-Führungen der Fig. 20 und 21 entstehen innerhalb der Führungen HF-Felder. Die Wechsel­ wirkung mit diesen Feldern wird jedoch zum Führen der EVs ge­ nutzt; eine Nutzung der externen Strahlung findet nicht statt. Die beim Durchlauf der EVs entstehende HF-Energie kann jedoch aus der EV-Führung ausgekoppelt und einer externen Nutzung zu­ geführt werden.When EVs pass through the LC guides of FIGS. 20 and 21, RF fields arise within the guides. The interaction with these fields is used to manage the EVs; external radiation is not used. However, the HF energy generated during the passage of the EVs can be extracted from the EV guide and used for external use.

Die Fig. 59 zeigt bei 760 eine allgemeine Form einer HF-Quelle. Eine dielektrische Basis 762 mit einer langgestreckten Füh­ rungsnut 764 schafft eine Führungsstruktur für in die Nut ein­ laufende EVs, wie mit dem Pfeil K angedeutet. Eine Gegenelek­ trode 766, die auf der Unterseite der dielektrischen Basis 762 vorgesehen sein kann, enthält eine Anzahl von Schlitzen 768. An der HF-Produktion nimmt ein durch Ladungen auf der Gegenelek­ trode 766 influenziertes Feld teil; das Ergebnis ist intensiv, wenn die Gegenelektrode in geschlitzter Form vorliegt. Eine zweite Elektrode in Form eines Kollektors 770 ist unter der Ge­ genelektrode 766 angeordnet und von dieser durch ein Dielek­ trikum getrennt, bei dem es sich um einen freien Raum oder ein dielektrischer Werkstoff (nicht gezeigt) handeln kann. Der Kollektor 770 hat eine Reihe von Armen bzw. Ansätzen 772, die jeweils unmittelbar unter einem der Schlitze 768 in der Ge­ genelektrode liegen. Bei der Bewegung von EVs entlang des Füh­ rungskanals 764 kann deren Ladung durch die Schlitze 768 in der Gegenelektrode auf den Kollektor 770 überkoppeln, in denen da­ bei das HF-Feld entsteht. Die HF-Energie kann am Kollektor 770 durch eine beliebige Schaltung oder ein zusätzliches Strah­ lungssystem abgenommen werden. Fig. 59 shows at 760 a general form of an RF source. A dielectric base 762 with an elongated guide groove 764 creates a guide structure for EVs running into the groove, as indicated by the arrow K. A counterelectrode 766 , which may be provided on the underside of the dielectric base 762 , contains a number of slots 768 . A field influenced by charges on the counter electrode 766 takes part in the HF production; the result is intense if the counter electrode is in a slotted form. A second electrode in the form of a collector 770 is arranged under the counter electrode 766 and separated from it by a dielectric, which can be a free space or a dielectric material (not shown). The collector 770 has a series of arms or lugs 772 , each of which is immediately below one of the slots 768 in the counter electrode. When EVs move along the guide channel 764 , their charge can couple through the slots 768 in the counterelectrode to the collector 770 , in which the RF field is created. The RF energy can be taken from the collector 770 by any circuit or an additional radiation system.

Zwischen der EV-Geschwindigkeit im Führungskanal 764 und den Hohlräumen 768 in Verbindung mit den Ansätzen der Kollektor­ elektrode 772 besteht ein reziproker Zusammenhang, der die Frequenz der entstehenden Strahlung bestimmt. Diese Frequenz ist gleich der Geschwindigkeit des EV, multipliziert mit dem inversen Abstand zwischen den Schlitzen 768.There is a reciprocal relationship between the EV speed in the guide channel 764 and the cavities 768 in connection with the approaches of the collector electrode 772 , which determines the frequency of the radiation produced. This frequency is equal to the speed of the EV multiplied by the inverse distance between slots 768 .

Es ist einzusehen, daß die Gestalt der Öffnungen 768 in der Gegenelektrode 766 die zu erzeugenden Wellenformen bestimmt. Aperiodische Wellenformen, die zu Ansteuern verschiedener Computer- oder Zeitsteuerfunktionen dienen können, lassen sich mit der in Fig. 59 gezeigten Struktur durch eine geeignete Ge­ staltung der Öffnungen 768 in der Gegenelektrode erzeugen.It will be appreciated that the shape of the openings 768 in the counter electrode 766 determines the waveforms to be generated. Aperiodic waveforms that can be used to control various computer or timing functions can be generated with the structure shown in FIG. 59 by a suitable design of the openings 768 in the counterelectrode.

Die Last an der Kollektorelektrode 770 muß entsprechend der Bandbreite der erzeugten Wellenform proportioniert werden. Für niedrige Frequenzen sollte an die Kollektorelektrode 770 eine mit ihrem Wellenwiderstand ohmisch abgeschlossene Übertragungs­ leitung angeschlossen sein. Die Geschwindigkeit der EVs in der Führungsnut 764 läßt sich mit einem eingeprägten HF-Signal syn­ chronisieren, wie oben bei der Diskussion der LC-Führungen be­ reits angeführt. Eine solche Synchronisation trägt zur Regelung der Frequenz der an der Kollektorelektrode 770 abzunehmenden Ausgangsimpulse bei.The load on the collector electrode 770 must be proportioned according to the bandwidth of the waveform generated. For low frequencies, a transmission line that is ohmically terminated with its characteristic impedance should be connected to the collector electrode 770 . The speed of the EVs in the guide groove 764 can be synchronized with an impressed RF signal, as already mentioned above in the discussion of the LC guides. Such synchronization helps regulate the frequency of the output pulses to be picked up at the collector electrode 770 .

Der Wellenformgenerator der Fig. 59 läßt sich zur Erzeugung von Impulsen positiver oder negativer Polarität einsetzen, indem man die EV-Ladung beim Vorbeilauf des EV am Schlitz 768 in der Gegenelektrode 766 differenziert. Eine hochohmige Last am Aus­ gang der Kollektorelektrode 770 erzeugt im wesentlichen nega­ tive Impulse; bei einer niederohmigen Last an der Gegenelektro­ de 770 erhält man erst einen negativen und dann einen positi­ ven Impuls. Diese Impulsform ist nützlich für die Erzeugung der positiven Signalformen, die zum Ansteuern von Feldemissionsan­ ordnungen in den Emissionszustand erforderlich sind - dies ist nur ein Beispiel einer Anwendung von EVs zur Erzeugung elektromag­ netischer Energie.The waveform generator of FIG. 59 can be used to generate pulses of positive or negative polarity by differentiating the EV charge upon passage of the EV at the slot 768 in the counter electrode 766th A high-impedance load at the output of the collector electrode 770 generates essentially negative pulses; With a low-impedance load on the counterelectrode de 770 , you first get a negative and then a positive pulse. This pulse shape is useful for generating the positive waveforms required to drive field emission devices into the emission state - this is just one example of an application of EVs to generate electromagnetic energy.

25. Schluß25. Conclusion

Die vorliegende Erfindung schafft Techniken zum Erzeugen, Ab­ trennen, Handhaben und Nutzen von EVs in der Form einzelner EV- Perlen oder als EV-Ketten. Die gesteuerte Erzeugung und Fort­ pflanzung von EVs haben weitgespannte Anwendungsmöglichkeiten, von denen einige bereits diskutiert worden sind. Die sich fortbewegenden EVs selbst sind Quellen von Energie einschl. elektromagnetischer Energie im HF-Bereich, die nutzbar wird, indem man eine EV-HF-Quelle der in Fig. 59 gezeigten Art oder eine Wanderwellenanordnung verwendet, wie sie in Fig. 50 oder 51 dargestellt ist. Durch die eine EV-Bewegung über bspw. eine dielektrische Oberfläche begleitende Elektronenemission läßt eine Behandlung dieser EVs als virtuelle Kathode zu, wenn man bspw. die in der Fig. 58 gezeigte EV-Quelle einsetzt. Durch geeignete Wahl der Tastfunktion in einer solchen Elektronen­ quelle wird eine Vielzahl von Anwendungen überall dort ver­ fügbar, wo z.B. intensive Elektronenstrahlen erforderlich sind. Das oben beschriebene Picoskop nutzt ebenfalls die bei der EV- Fortpflanzung auftretende Elektronenemission zur Schaffung eines sehr schnellen miniaturisierten Oszilloskops bspw. für die Analyse elektrischer Signale. Analog nutzt der Picopulser der Fig. 52 die schnelle Übertragung großer elektrischer La­ dungen zur Erzeugung von schnell ansteigendern und abfallenden Hochspannungsimpulsen aus. Derartige schnelle Impulse lassen sich ebenfalls vielfältig einsetzen - bspw. beim Betrieb reiner Feldemissionsquellen wie des EV-Generators der Fig. 54.The present invention provides techniques for creating, separating, handling and using EVs in the form of individual EV beads or as EV chains. The controlled generation and propagation of EVs have wide-ranging applications, some of which have already been discussed. The moving EVs themselves are sources of energy, including RF electromagnetic energy, which can be utilized using an EV RF source of the type shown in Fig. 59 or a traveling wave arrangement as shown in Fig. 50 or 51 is shown. Due to the electron emission accompanying an EV movement over, for example, a dielectric surface, these EVs can be treated as a virtual cathode if, for example, the EV source shown in FIG. 58 is used. By suitable selection of the key function in such an electron source, a multitude of applications is available wherever intensive electron beams are required, for example. The picoscope described above also uses the electron emission that occurs during EV propagation to create a very fast miniaturized oscilloscope, for example for the analysis of electrical signals. Analog uses the Picopulser of FIG. 52, the fast transfer of large electrical La decisions from rapidly rising countries and falling high-voltage pulses to generate. Such fast pulses can also be used in a variety of ways - for example when operating pure field emission sources such as the EV generator of FIG. 54.

Die Fähigkeit der Erzeugung und selektiven Manipulation von EVs führt zu einer neuartigen elektrischen Technologie, die sich durch mehrere wünschenswerte Besonderheiten auszeichnet. Gene­ rell sind die Bauteile dieser Technologie extrem klein und über einen breiten Spannungsbereich einsetzbar. Wie erwähnt, laufen mit der EV-Technologie ausgeführte Vorgänge sehr schnell ab; dabei werden hohe Energiekonzentrationen in Form der EVs schnell übertrqagen. Die verschiedenen Generatoren, Abwurfein­ richtungen, Führungen, Separatoren, Selektoren und Teiler las­ sen sich in Analogie bspw. zu den Hochvakuumröhren, Transisto­ ren und dergl. der bekannten elektronischen Technologie be­ trachten.The ability to create and selectively manipulate EVs leads to a new kind of electrical technology that is characterized by several desirable special features. Genes The components of this technology are extremely small and over a wide range of voltages can be used. As mentioned, run operations performed with EV technology very quickly; high energy concentrations in the form of EVs transfer quickly. The different generators, dropping directions, guides, separators, selectors and dividers read in analogy to, for example, high vacuum tubes, Transisto  ren and the like. The known electronic technology be try.

Aus der vorgehenden Offenbarung der vorliegenden Erfindung ist einzusehen, daß die hier beschriebenen Anordnungen und Ein­ richtungen sich zusammenfügen lassen, um einer gegebenen An­ wendung gerecht zu werden. Einer der hier offenbarten zahlrei­ chen Generatoren kann mit einer oder mehreren Führungen zusam­ men bspw. die in einem Picoskop benötigten EVs liefern. Ein EV- Generator läßt sich mit Führungen und einem oder mehreren Tei­ lern und/oder einem oder mehreren Weichen zusammenfügen, um mehrere EV-Bahnen anzulegen, die mit den Weichen für den EV- Transport auswählbar sind. Ein EV-Genertor kann mit Führungen und einem oder mehreren Picopulsern zur Erzeugung von Aus­ gangsimpulsen an gewünschten Orten und - bei weiterer Verwen­ dung eines Teilers mit variabler Laufzeit (vergl. Fig. 33) - in unterschiedlichen Zeitabständen eingesetzt werden. Entsprechend läßt jede der energieumwandelnden Einrichtungen wie die Wander­ wellenschaltungen der Fig. 50 & 51, die HF-Quelle der Fig. 59 oder die Elektronenemissionsquelle der Fig. 58 sich zusammen mit den verschiedenen anderen EV-Behandlungseinrichtungen wie Führungen, Teilern und Weichen einsetzen. Es ist darüber hinaus einzusehen, daß die EV-Selektoren, -Separatoren und -Abwurfein­ richtungen sich einsetzen lassen, wo EVs einer gewünschten La­ dungsgröße - frei von den Verunreinigungen einer Plasmaentla­ dung - in eine bestimmte der Führung oder eine andere Anordnung eingebracht werden sollen. Die Elektronenkamera ist nützlich für die Analyse des EV-Verhaltens selbst und anderer Vorgänge, und zwar u.a. der zeitveränderlicher Felder (in Kombination mit dem Picoscop oder mehrdimensionalen Oszilloskopanordnungen, wie sie bspw. in der Fig. 44 gezeigt sind).From the foregoing disclosure of the present invention, it will be appreciated that the arrangements and devices described herein can be assembled to suit a given application. One of the numerous generators disclosed here can work together with one or more guides, for example to supply the EVs required in a picoscope. An EV generator can be combined with guides and one or more parts and / or one or more points to create several EV tracks that can be selected with the points for EV transport. An EV generator gate can be used with guides and one or more picopulsers to generate output pulses at desired locations and - with further use of a divider with variable transit time (see FIG. 33) - at different time intervals. Accordingly, each of the energy converting devices such as the traveling wave circuits of FIGS. 50 & 51, the RF source of FIG. 59 or the electron emission source of FIG. 58 can be used together with the various other EV treatment devices such as guides, dividers and switches. It can also be seen that the EV selectors, separators and discharge devices can be used where EVs of a desired charge size - free from the impurities of a plasma discharge - are to be introduced into a specific guide or other arrangement. The electron camera is useful for analyzing the EV behavior itself and other processes, including the time-varying fields (in combination with the Picoscop or multi-dimensional oscilloscope arrangements, as shown, for example, in FIG. 44).

Claims (146)

1. Ein diskretes, negativ geladenes und in sich abgeschlos­ senes Bündel von Elektronen.1. A discreet, negatively charged and self-contained sen bundle of electrons. 2. Elektronenbündel nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Insichabgeschlossensein des Elektronenbündels eine Funktion der zwischen den Elektronen herrschenden elektromagnetischen Felder ist.2. electron beam according to claim 11, characterized ge indicates that the self-isolation of the Electron bundle is a function of between electrons prevailing electromagnetic fields. 3. Diskreter, negativ geladener, im allgemeinen von positiven Ionen unkompensierter Materiezustand, dessen Ladungsdichte nahe der mittleren Ladungsdichte eines Festkörpers ist.3. Discrete, negatively charged, generally positive Ions uncompensated state of matter, whose charge density is close is the average charge density of a solid. 4. Materiezustand nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ladungsdichte in der Größen­ ordnung von 1023 Elektronenladungen/cm3 liegt. 4. state of matter according to claim 3, characterized in that the charge density is in the order of 10 23 electron charges / cm 3 . 5. Diskretes, negativ geladenes und in sich abgeschlossenes Elektronenbündel, das durch Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen eine Kathode und eine Anode erzeugt wird.5. Discrete, negatively charged and self-contained Electron bundle created by applying an electric field is generated between a cathode and an anode. 6. Ein EV.6. An EV. 7. Eine Kette von EVs.7. A chain of EVs. 8. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen eine Kathode und eine Anode erzeugte EV-Kette.8. By applying an electric field between one Cathode and an anode produced EV chain. 9. Anordnung zum Erzeugen von EVs, gekennzeich­ net durch eine Einrichtung zum Erzeugen einer elektrischen Entladung aus EVs und einer oder mehreren Partikeln aus der Gruppe der positiven Ionen, negativen Ionen, Elektronen, neutralen Parti­ keln und Photonen oder deren Kombinationen, und durch eine Einrichtung zum Trennen der EVs von diesen Partikeln.9. Arrangement for generating EVs, marked net through a device for generating an electrical discharge from EVs and one or more particles from the group of positive ions, negative ions, electrons, neutral parts and photons or their combinations, and by a device for separating the EVs from these particles. 10. Anordnung zum Erzeugen von EVs, gekennzeich­ net durch eine leitfähige Kathode und eine von dieser getrennte zweite leitfähige Elektrode.10. Arrangement for generating EVs, marked net by a conductive cathode and one of these separate second conductive electrode. 11. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein allgemein ebenflächiges dielektrisches Material zwi­ schen der Kathode und der zweiten leitfähigen Elektrode, wobei die Kathode ein dem dielektrischen Material zugewandt auf einer Seite desselben angeordnetes zugespitztes Metall-Element und die zweite Elektrode ein planares Element auf der der Kathode abgewandten Seite des dielektrischen Materials aufweisen.11. Arrangement according to claim 10, characterized through a generally flat dielectric material between the cathode and the second conductive electrode, wherein the cathode faces the dielectric material on a  Side of the same arranged tapered metal element and the second electrode is a planar element on that of the cathode Have opposite side of the dielectric material. 12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zugespitzte Kathode ein allgemein konisches Ende aufweist, das mit leitfähigem Material benetzt ist.12. The arrangement according to claim 11, characterized records that the tapered cathode is a general has a conical end that wets with conductive material is. 13. Anordnung nach Anspruch 12, gekennzeichnet weiterhin durch einen Vorratsraum für metallisches Material zum Benetzen des konisches Endes der Kathode.13. Arrangement according to claim 12, characterized continue through a storage room for metallic material for Wetting the conical end of the cathode. 14. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet weiterhin durch ein allgemein ebenflächiges dielektrisches Material zwischen der Kathode und der zweiten Elektrode, wobei die Kathode eine planare Kathode auf einer Seite des dielektri­ schen Materials ist und die zweite Elektrode auf der entgegen­ gesetzten Seite des dielektrischen Materials angeordnet ist.14. Arrangement according to claim 10, characterized further by a generally flat dielectric Material between the cathode and the second electrode, wherein the cathode is a planar cathode on one side of the dielectri material and the second electrode on the opposite set side of the dielectric material is arranged. 15. Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet weiterhin durch einen Separator mit einem über der ebenflächi­ gen Kathode angeordneten dielektrischen Element und einer drit­ ten leitfähigen Elektrode auf dem dielektrischen Element, die zu dem allgemein ebenflächigen dielektrischen Material hin vor­ steht. 15. Arrangement according to claim 14, characterized continue with a separator with one above the flat surface Dielectric element arranged against the cathode and a third th conductive electrode on the dielectric element, the to the generally flat dielectric material stands.   16. Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet weiterhin durch mindestens eine teilweise umschlossene Struktur als Teil des dielektrischen Materials, in der die ebenflächige Kathode angeordnet ist und die die EVs aufnimmt und führt.16. The arrangement according to claim 14, characterized still by at least a partially enclosed structure as part of the dielectric material in which the flat Cathode is arranged and which receives and leads the EVs. 17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungsstruktur allgemein langge­ streckt ist und eine mindestens teilweise umschlossene Bahn zum Führen von EVs bildet.17. The arrangement according to claim 16, characterized records that the management structure is generally langge stretches and an at least partially enclosed path to Leading EVs forms. 18. Anordnung nach Anspruch 17, gekennzeichnet weiterhin durch eine Abdeckung aus dielektrischem Material, die die langgestreckte umschließende Struktur mindestens teilweise bedeckt.18. Arrangement according to claim 17, characterized further by a cover made of dielectric material which the elongated enclosing structure at least partially covered. 19. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es sich bei der Anordnung zum Erzeugen von EVs um einen Teil eines Selektors handelt, der weiterhin aufweist:
  • (a) eine zweite, allgemein langgestreckte Führungsstruk­ tur, die die erste Führungsstruktur zwischen der Kathode und der zweiten Elektrode unter einem spitzen Winkel schneidet;
  • (b) eine dritte leitfähige Elektrode, die entlang der zweiten Führungsstruktur angeordnet ist; und
  • (c) mindestens eine Extraktorelektrode, die allgemein entlang der ersten Führungsstruktur auf der der Kathode abge­ wandten Seite der Schnittstelle liegt; wobei
  • (d) eine an die dritte Elektrode gelegte Spannung EVs zu dieser hin anzieht und eine an die mindestens eine Extraktor­ elektrode gelegte Spannung bewirkt, daß gewählte EVs entlang der ersten Führungsstruktur sich über die Schnittstelle hinaus bewegen.
19. The arrangement according to claim 17, characterized in that it is part of a selector in the arrangement for generating EVs, which further comprises:
  • (a) a second, generally elongated guide structure intersecting the first guide structure between the cathode and the second electrode at an acute angle;
  • (b) a third conductive electrode arranged along the second guide structure; and
  • (c) at least one extractor electrode lying generally along the first guide structure on the side of the interface facing away from the cathode; in which
  • (d) attracts a voltage EVs applied to the third electrode and a voltage applied to the at least one extractor electrode causes selected EVs to move along the first guide structure beyond the interface.
20. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode ein das leitfähige Material benetztendes Substrukturmaterial aufweist.20. The arrangement according to claim 14, characterized records that the cathode is the conductive material has wetting substructure material. 21. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie die EVs durch Feldemission ohne thermionische Emission erzeugt.21. The arrangement according to claim 14, characterized records that the EVs are generated by field emission without generates thermionic emission. 22. Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet weiterhin durch eine zwischen der Kathode und der zweiten Elektrode auf der gleichen Seite des dielektrischen Materials wie die zweite Elektrode angeordnete Steuerelektrode.22. The arrangement according to claim 14, characterized continue by one between the cathode and the second Electrode on the same side of the dielectric material control electrode arranged like the second electrode. 23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode ein das leitfähige Material benetzendes Substrukturmaterial aufweist.23. The arrangement according to claim 22, characterized records that the cathode is the conductive material has wetting substructure material. 24. Anordnung nach Anspruch 22, gekennzeichnet weiterhin durch ein mindestens teilweise umschließendes Struk­ turteil als Teil des dielektrischen Materials, in dem die eben flächige Kathode angeordnet ist und der die EVs aufnimmt und führt.24. The arrangement according to claim 22, characterized further by an at least partially enclosing structure part as part of the dielectric material in which the  Flat cathode is arranged and which receives the EVs and leads. 25. Anordnung nach Anspruch 22, gekennzeichnet weiterhin durch eine Rückkopplungselektrode, die allgemein in der Nähe der zweiten Elektrode angeordnet ist.25. Arrangement according to claim 22, characterized further by a feedback electrode, generally in is arranged in the vicinity of the second electrode. 26. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode das leitfähige Material be­ netzendes Substrukturmaterial aufweist.26. Arrangement according to claim 25, characterized records that the cathode be the conductive material has wetting substructure material. 27. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die EVs durch die Anordnung durch Feld­ emission ohne thermionische Emission erzeugt.27. The arrangement according to claim 25, characterized records that the EVs by array by field emission generated without thermionic emission. 28. Anordnung nach Anspruch 27, gekennzeichnet weiterhin durch einen mindestens teilweise umschlossenen Struk­ turteil aus dielektrischem Material, innerhalb dem die ebenflä­ chige Kathode angeordnet ist und der die EVs aufnimmt und führt.28. Arrangement according to claim 27, characterized still by an at least partially enclosed structure Door part made of dielectric material, within which the flat surface is arranged cathode and which receives the EVs and leads. 29. Anordnung nach Anspruch 25, gekennzeichnet weiterhin durch einen mindestens teilweise umschlossenen Struk­ turteil aus dielektrischem Material, innerhalb dem die ebenflä­ chige Kathode angeordnet ist und der die EVs aufnimmt und führt. 29. Arrangement according to claim 25, characterized still by an at least partially enclosed structure Door part made of dielectric material, within which the flat surface is arranged cathode and which receives the EVs and leads.   30. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode und die zweite Elektrode durch einen freien Raum voneinander getrennt sind und daß eine den freien Raum umschließende Einrichtung vorgesehen ist, um die Atmosphäre in ihm kontrollieren zu können.30. Arrangement according to claim 10, characterized records that the cathode and the second electrode are separated from each other by a free space and that a facility surrounding the free space is provided to to be able to control the atmosphere in it. 31. Anordnung nach Anspruch 30, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es sich bei den Mitteln zum Umschließen des Spalts um ein Rohr handelt.31. Arrangement according to claim 30, characterized records that it is the means of enclosing of the gap is a pipe. 32. Anordnung nach Anspruch 30, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es sich bei der kontrollierten Atmosphäre um ein Gas mit niedrigem Druck handelt.32. Arrangement according to claim 30, characterized records that it is the controlled atmosphere is a low pressure gas. 33. Anordnung nach Anspruch 30, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es sich bei der kontrollierten Atmosphäre um ein mindestens teilweise Vakuum handelt.33. Arrangement according to claim 30, characterized records that it is the controlled atmosphere is an at least partial vacuum. 34. Anordnung nach Anspruch 30, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode ein allgemein zylindrisches Bauteil mit einem verhältnismäßig scharfen Ende ist.34. Arrangement according to claim 30, characterized records that the cathode is generally cylindrical Component with a relatively sharp end. 35. Anordnung nach Anspruch 34, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode mit einem leitfähigem Mate­ rial aus einem Vorrat eines solchen benetzt wird. 35. Arrangement according to claim 34, characterized records that the cathode with a conductive mate rial is wetted from a supply of such.   36. Anordnung nach Anspruch 35, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode allgemein rohrförmig aufge­ baut ist und ihre Wandung sich verjüngt, um das scharfe Ende als Kreis auszubilden, wobei der Vorrat sich innerhalb des rohrförmigen Elements befindet, so daß das leitfähige Material das Kathodeninnere benetzt.36. Arrangement according to claim 35, characterized records that the cathode is generally tubular is built and its wall tapers around the sharp end form as a circle, with the stock within the tubular element is located so that the conductive material the inside of the cathode is wetted. 37. Anordnung nach Anspruch 35, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode mit einer konischen Verjün­ gung ausgeführt ist, die das verhältnismäßig scharfe Ende bil­ det, und daß die Kathode von einer Fläche umgeben ist, die einen den Vorrat aufnehmenden Ringraum zwischen sich und der Kathode beläßt.37. Arrangement according to claim 35, characterized records that the cathode with a conical taper is executed, the bil the relatively sharp end det, and that the cathode is surrounded by a surface that an annular space between itself and the reservoir Leaves cathode. 38. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode von der Anode durch einen freien Raum getrennt ist, daß die Kathode ein zylindersymmetri­ sches Element mit einer Verjüngung zu einem relativ scharfen Ende aufweist, und daß weiterhin ein dielektrisches, allgemein rohrförmiges Element vorgesehen ist, das die Kathode mindestens teilweise umschließt und eine Öffnung zwischen dem Kathodenende und der zweiten Elektrode beläßt und eine dritte Elektrode aus leitfähigem Material trägt, die den Weg zwischen dem Kathoden­ ende und der Öffnung umschließt und die das dielektrische Mate­ rial des Elements von diesem Weg trennt. 38. Arrangement according to claim 10, characterized records that the cathode is separated from the anode by a Free space is separated so that the cathode has a cylindrical symmetry element with a taper to a relatively sharp one End, and that continues to be a dielectric, general tubular element is provided that the cathode at least partially encloses and an opening between the cathode end and the second electrode and a third electrode conductive material that carries the path between the cathodes end and the opening and encloses the dielectric mate separates the element from this path.   39. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode ein das leitfähige Material benetzendes Substrukturmaterial aufweist.39. Arrangement according to claim 10, characterized records that the cathode is the conductive material has wetting substructure material. 40. Anordnung nach Anspruch 39, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode allgemein ebenflächig ist.40. Arrangement according to claim 39, characterized records that the cathode is generally flat. 41. Anordnung nach Anspruch 39, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode weiterhin eine allgemein zylindrische Struktur mit einer konischen Verjüngung zu einem verhältnismäßig scharfen Ende aufweist.41. Arrangement according to claim 39, characterized records that the cathode continues to be a general cylindrical structure with a conical taper to one has a relatively sharp end. 42. Anordnung nach Anspruch 41, gekennzeichnet weiterhin durch eine Fläche, die die Kathode allgemein um­ greift, um einen Ringraum zwischen der Fläche und der Kathode zur Aufnahme eines Vorrats des leitfähigen Materials.42. Arrangement according to claim 41, characterized continue through an area that generally surrounds the cathode engages around an annulus between the surface and the cathode to hold a supply of the conductive material. 43. Anordnung nach Anspruch 39, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode weiterhin eine allgemein rohrförmige Struktur aufweist, deren Wandung zu einem verhält­ nismäßig scharfen Ende in Form eines Kreises verjüngt ist.43. Arrangement according to claim 39, characterized records that the cathode continues to be a general has tubular structure, the wall of which relates to one sharp end in the form of a circle is tapered. 44. Anordnung nach Anspruch 43, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rohrkonstruktion einen Vorrat des leitfähigen Materials aufnimmt, das so das Innere der Kathode benetzt. 44. Arrangement according to claim 43, characterized records that the pipe structure has a stock of conductive material, so the inside of the cathode wetted.   45. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie sich in einer Niederdruck-Gasatmo­ sphäre befindet.45. Arrangement according to claim 10, characterized records that it is in a low pressure gas atmosphere sphere is located. 46. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie sich in mindestens einem Teilvakuum befindet.46. Arrangement according to claim 10, characterized records that it is in at least a partial vacuum located. 47. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß weiterhin eine Umhüllung aus dielektri­ schem Material vorgesehen ist und die Kathode und die zweite Elektrode sich außerhalb dieser Umhüllung befindet, wobei EV innerhalb dieser Umhüllung erzeugt werden.47. Arrangement according to claim 10, characterized is characterized by the fact that an envelope made of dielectri cal material is provided and the cathode and the second Electrode is outside of this envelope, EV be created within this envelope. 48. Anordnung nach Anspruch 47, gekennzeichnet weiterhin durch eine Paertur innerhalb der Umhüllung, die teilweise im Innern der Umhüllung zwei Kammern bildet, in denen sich jeweils eine kontrollierte Atmosphäre einstellen läßt.48. Arrangement according to claim 47, characterized continue through a pair within the envelope that partially forms two chambers inside the envelope, in which a controlled atmosphere can be set in each case. 49. Anordnung nach Anspruch 48, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Elektrode die Umhüllung etwa an der Apertur mindestes teilweise umgreift. 49. Arrangement according to claim 48, characterized records that the second electrode about the envelope at least partially encompasses the aperture.   50. Anordnung nach Anspruch 48, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • (a) die Kathode sich an einem Ende der Umhüllung befin­ det,
  • (b) die zweite Elektrode die Umhüllung mindestens teil­ weise umgreift und
  • (c) eine dritte Elektrode zum Manipulieren von EVs hinter der zweiten Elektrode angeordnet ist.
50. Arrangement according to claim 48, characterized in that
  • (a) the cathode is at one end of the envelope,
  • (b) the second electrode at least partially encompasses the covering and
  • (c) a third electrode for manipulating EVs is arranged behind the second electrode.
51. Anordnung nach Anspruch 47, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • (a) die Kathode sich an einem Ende der Umhüllung be­ findet,
  • (b) die zweite Elektrode die Umhüllung mindestens teil­ weise umgreift, und
  • (c) die dritte Elektrode zur Manipulierung von EVs hinter der zweiten Elektrode angeordnet ist.
51. Arrangement according to claim 47, characterized in that
  • (a) the cathode is at one end of the envelope,
  • (b) the second electrode at least partially encompasses the sheath, and
  • (c) the third electrode for manipulating EVs is arranged behind the second electrode.
52. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathode als leitfähige Außenfläche auf einem konisch zugespitzten dielektrischen Material und von der Spitze des dielektrischen Materials beabstandet vorliegt, daß die zweite Elektrode ein konischer Metallbelag auf der In­ nenfläche des dielektrischen Materials und symmetrisch mit dem konischen dielektrischen Material und der Kathode ist, und daß weiterhin eine zylindersymmetrisch dritte Elektrode von der Kathode und der zweiten Elektrode beabstandet vorgesehen ist, so daß an der Kathode erzeugte EVs einen Spalt zwischen der Kathode und dem Bereich in der dritten Elektrode durchlaufen können.52. Arrangement according to claim 10, characterized records that the cathode as a conductive outer surface on a tapered dielectric material and of the tip of the dielectric material is spaced, that the second electrode is a conical metal coating on the In surface of the dielectric material and symmetrical with the is conical dielectric material and the cathode, and that furthermore a cylindrically symmetrical third electrode from the Cathode and the second electrode is provided spaced,  so that EVs generated at the cathode have a gap between them Pass through the cathode and the area in the third electrode can. 53. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet weiterhin durch einen Selektor zum wahlweisen Extrahieren von EVs aus einer Vielzahl von solchen.53. Arrangement according to claim 10, characterized further by a selector for optionally extracting EVs from a variety of such. 54. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet weiterhin durch einen Separator zum Extrahieren von EVs aus den Produkten der Plasmaentladung, die bei der EV-Erzeugung eben­ falls entstehen.54. Arrangement according to claim 10, characterized further by a separator for extracting EVs from the Products of plasma discharge that are used in EV generation if arise. 55. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Elektrode ein Target ist, das beim Aufschlag eines EV elektromagnetische Strahlung im Rönt­ genbereich abstrahlt.55. Arrangement according to claim 10, characterized records that the second electrode is a target that when an EV strikes electromagnetic radiation in the X-ray area is emitted. 56. Anordnung nach Anspruch 55, gekennzeichnet weiterhin durch einen Separator zum Extrahieren von EVs aus den Produkten der Plasmaentladung, die bei der EV-Erzeugung ebenfalls entstehen.56. Arrangement according to claim 55, characterized further by a separator for extracting EVs from the Plasma discharge products used in EV generation also arise. 57. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet weiterhin durch eine Einrichtung, die die allgemeine Richtung der Fortpflanzung der innerhalb der Anordnung erzeugten EVs be­ stimmt. 57. Arrangement according to claim 10, characterized continue through a facility that is the general direction the propagation of the EVs generated within the array Right.   58. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung von Spannungsimpulsen.58. Arrangement according to claim 10, characterized by means of generating voltage pulses. 59. Anordnung nach Anspruch 58, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung von Span­ nungsimpulsen eine Ausgangselektrode aufweist, an der die Im­ pulse entstehen, wenn EVs die zweite Elektrode erreichen.59. Arrangement according to claim 58, characterized records that the device for producing chip voltage pulses has an output electrode on which the Im pulses occur when EVs reach the second electrode. 60. Anordnung nach Anspruch 59, gekennzeichnet weiterhin durch einen EV-Emitter zur Aufnahme der Ausgangsim­ pulse und zur Erzeugung von EVs.60. Arrangement according to claim 59, characterized continues through an EV emitter to accommodate the output im pulse and for generating EVs. 61. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein leitfähiges Element an der Trennstelle zwischen der Kathode und der zweiten Elektrode, das in einer Gruppengestalt vorliegt, so daß von der Kathode zur zweiten Elektrode durch­ laufende EVs wiederholt Teile des Elements passieren, wobei an diese Energie in Form elektromagnetischer Strahlung über­ geht.61. Arrangement according to claim 10, characterized through a conductive element at the point of separation between the Cathode and the second electrode, which are in a group is present, so that from the cathode to the second electrode running EVs repeatedly pass parts of the element, whereby to this energy in the form of electromagnetic radiation goes. 62. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet weiterhin durch
  • (a) einen langgestreckten Trog aus allgemein porösem di­ elektrischem Material, wobei
  • (b) die Kathode allgemein zum Inneren des Trogs gerichtet ist,
  • (c) die zweite Elektrode allgemein entlang des Trogs an­ geordnet ist und
  • (d) die Atmosphäre der Anordnung durch ein Gas gesteuert wird, das wahlweise in den Trog durch dessen dielektrisches Material hindurch eindringt.
62. Arrangement according to claim 10, further characterized by
  • (a) an elongated trough made of generally porous electrical material, wherein
  • (b) the cathode is generally directed towards the interior of the trough,
  • (c) the second electrode is generally arranged along the trough and
  • (d) the atmosphere of the assembly is controlled by a gas that selectively penetrates the trough through its dielectric material.
63. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet weiterhin durch eine zusätzliche Elektrode und Mittel, um wahlweise die allgemeine Richtung der Fortpflanzung von EVs zu ändern, indem wahlweise ein elektrisches Feld an die zusätz­ liche Elektrode gelegt wird.63. Arrangement according to claim 10, characterized continue through an additional electrode and means to either the general direction of EV propagation too change by optionally adding an electric field to the additional Liche electrode is placed. 64. Anordnung zum Manipulieren von EVs, gekenn­ zeichnet durch eine Einrichtung, um sie in ihrer all­ gemeinen Fortpflanzungsrichtung zu führen.64. Arrangement for manipulating EVs, marked characterized by a facility to them in their all general direction of reproduction. 65. Anordnung nach Anspruch 64, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungseinrichtung einen dielektri­ schen Körper mit einer ersten und einer zweiten Oberfläche, die einander entgegengesetzt gewandt sind, sowie in der ersten Oberfläche einen Kanal aufweist, der EVs aufnimmt und ihre Be­ wegung eingrenzt.65. Arrangement according to claim 64, characterized records that the guide means a dielectri body with a first and a second surface, the facing each other, as well as in the first Surface has a channel that receives EVs and their Be limited movement. 66. Anordnung nach Anspruch 65, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es sich bei dem Kanal um eine langge­ streckte Nut handelt. 66. Arrangement according to claim 65, characterized records that the channel is a langge stretched groove.   67. Anordnung nach Anspruch 66, gekennzeichnet weiterhin durch eine dielektrische Abdeckung über mindestens einem Teil der Nut.67. Arrangement according to claim 66, characterized continue through a dielectric cover over at least part of the groove. 68. Anordnung nach Anspruch 65, gekennzeichnet weiterhin durch eine Elektrode auf der zweiten Fläche des di­ elektrischen Körpers, an die eine elektrisches Potential an­ gelegt werden kann, um EVs mindestens teilweise in der Nut zu halten.68. Arrangement according to claim 65, characterized further by an electrode on the second surface of the di electrical body to which an electrical potential can be placed to EVs at least partially in the groove hold. 69. Anordnung nach Anspruch 65, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kanal mindestens zum Teil durch den Schnitt einer weiteren Fläche des dielektrischen Körpers mit der ersten Fläche unter einem Winkel von nicht mehr als 90° gebildet wird.69. Arrangement according to claim 65, characterized shows that the channel is at least partially by the Section of another surface of the dielectric body the first surface at an angle of no more than 90 ° is formed. 70. Anordnung nach Anspruch 69, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der dielektrische Körper ein erstes und ein zweites Element hat, das zweite in Kontakt mit dem ersten steht, die erste Fläche sich auf dem ersten Element und die zusätzliche Fläche auf dem zweiten Element befinden sind.70. Arrangement according to claim 69, characterized records that the dielectric body is a first and has a second element, the second in contact with the first stands, the first surface is on the first element and the additional area are located on the second element. 71. Anordnung nach Anspruch 65, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kanal eine wahlweise veränderbare Länge hat. 71. Arrangement according to claim 65, characterized records that the channel is an optionally changeable Has length.   72. Anordnung nach Anspruch 64, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungseinrichtung einen allgemein zylindrischen rohrförmigen dielektrischen Körper aufweist.72. Arrangement according to claim 64, characterized records that the guide means a general having cylindrical tubular dielectric body. 73. Anordnung nach Anspruch 72, gekennzeichnet weiterhin durch eine Elektrode auf einer allgemein zylindri­ schen Außenfläche des Körpers, an die ein elektrisches Poten­ tial gelegt werden kann, um mindestens teilweise EVs durch das Innere des Körpers laufen zu lassen.73. Arrangement according to claim 72, characterized further by an electrode on a generally cylindrical outer surface of the body to which an electrical poten tial can be placed to at least partially EVs by the Let the inside of the body run. 74. Anordnung nach Anspruch 72, gekennzeichnet weiterhin durch eine Elektrode auf der Innenfläche des Körpers, an die ein elektrisches Potential gelegt werden kann, um min­ destens teilweise EVs entlang der allgemein zylindrischen Außenfläche des Körpers entlanglaufen zu lassen.74. Arrangement according to claim 72, characterized further by an electrode on the inner surface of the body, to which an electrical potential can be applied to min mostly partial EVs along the generally cylindrical To let the outer surface of the body run along. 75. Anordnung nach Anspruch 64, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungseinrichtung mindestens eine optisch reflektierende Fläche aufweist.75. Arrangement according to claim 64, characterized records that the guide device at least one has optically reflective surface. 76. Anordnung nach Anspruch 64, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Weiche auf­ weist, mit der sich die allgemeine Fortpflanzungsrichtung von EVs wahlweise ändern läßt.76. Arrangement according to claim 64, characterized records that the guide device on a switch with which the general direction of reproduction of EVs can be changed optionally. 77. Anordnung nach Anspruch 76, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Weiche
  • (a) einen Zwischenabschnitt zum zeitweiligen Eingrenzen von EVs,
  • (b) einen Eingangskanal zum Einführen von EVs in den Zwischenabschnitt,
  • (c) mindestens einen Ausgangskanal zum Herausführen von EVs aus dem Zwischenabschnitt sowie
  • (d) mindestens eine Elektrode aufweist, an die ein elek­ trisches Potential gelegt werden kann, um den Durchlauf von EVs zu den Ausgangskanälen wahlweise zu steuern.
77. Arrangement according to claim 76, characterized in that the switch
  • (a) an intermediate section for temporarily narrowing EVs,
  • (b) an input channel for introducing EVs into the intermediate section,
  • (c) at least one output channel for leading EVs out of the intermediate section and
  • (d) has at least one electrode to which an electrical potential can be applied in order to selectively control the passage of EVs to the output channels.
78. Anordnung nach Anspruch 77, gekennzeichnet weiterhin durch eine dielektrische Abdeckung über dem Zwischen­ bereich.78. Arrangement according to claim 77, characterized through a dielectric cover over the intermediate Area. 79. Anordnung nach Anspruch 77, gekennzeichnet weiterhin durch eine Rückkopplungselektrode in der Nähe min­ destens einen Ausgangskanals zur Aufnahme von Rückkopplungs­ signalen von EVs, die den Zwischenabschnitt durch den jeweili­ gen Ausgangskanal verlassen.79. Arrangement according to claim 77, characterized continue with a feedback electrode nearby min at least an output channel for recording feedback signals from EVs that the intermediate section by the respective exit towards the output channel. 80. Anordnung nach Anspruch 77, gekennzeichnet weiterhin durch eine zusätzliche Elektrode für mindestens einen der Kanäle, die relativ zu diesem zum Anlegen eines Potentials angeordnet ist, um mindestens teilweise EVs entlang dieses Kanals durchlaufen zu lassen. 80. Arrangement according to claim 77, characterized further by an additional electrode for at least one of the channels relative to this for applying a potential is arranged to at least partially EVs along this To pass through the channel.   81. Anordnung nach Anspruch 64, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungseinrichtung ein Teiler ist.81. Arrangement according to claim 64, characterized records that the guide device is a divider. 82. Anordnung nach Anspruch 81, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Teiler einen dielektrischen Körper mit mindestens zwei sich schneidenden Kanälen entlang einer Oberfläche desselben aufweist, wodurch die Schnittstelle der Kanäle erreichende EVs durch mindestens einen der mindestens zwei Kanäle weiterlaufen können.82. Arrangement according to claim 81, characterized records that the divider is a dielectric body with at least two intersecting channels along one Surface of the same has, whereby the interface of the EVs reaching channels by at least one of the at least two channels can continue to run. 83. Anordnung nach Anspruch 82, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kanäle langgestreckte Nuten sind.83. Arrangement according to claim 82, characterized indicates that the channels are elongated grooves. 84. Anordnung nach Anspruch 82, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens einer der Kanäle mindestens teilweise vom Schnitt von zwei Oberflächen des dielektrischen Körpers unter einem Winkel von höchstens 90° gebildet wird.84. Arrangement according to claim 82, characterized records that at least one of the channels at least partly from the intersection of two surfaces of the dielectric Body is formed at an angle of at most 90 °. 85. Anordnung nach Anspruch 82, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens einer der Kanäle, entlang denen EVs nach dem Durchlaufen der Schnittstelle weiterlaufen können, eine wahlweise veränderbare Länge hat.85. Arrangement according to claim 82, characterized records that at least one of the channels is along which EVs continue to run after passing through the interface can have an optionally adjustable length. 86. Anordnung nach Anspruch 64, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führung mindestens einen leitfähigen Körper aufweist, an dem EVs vorbeilaufen können derart, daß die kapazitive und induktive Wechselwirkung zwischen den EVs und dem Körper erstere in einer bestimmten allgemeinen Richtung weiterlaufen läßt.86. Arrangement according to claim 64, characterized records that the leadership at least one conductive Body that EVs can walk past so that the capacitive and inductive interaction between the EVs and  the body in a certain general direction lets continue to run. 87. Anordnung nach Anspruch 86, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • (a) die Führung weiterhin eine Gruppenanordnung aus einer Vielzahl solcher leitfähiger Körper aufweist, die gegenseitig beabstandet entlang der allgemeinen Richtung angeordnet sind, und daß
  • (b) jeder der leitfähigen Körper ein mehrpoliges Element aufweist derart, daß in der allgemeinen Richtung laufende EVs zwischen mindestens zwei Polen eines solchen Körpers hindurch­ laufen.
87. Arrangement according to claim 86, characterized in that
  • (a) the guide further comprises an array of a plurality of such conductive bodies spaced apart along the general direction, and that
  • (b) each of the conductive bodies has a multi-pole element such that EVs running in the general direction pass between at least two poles of such a body.
88. Anordnung nach Anspruch 86, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der leitfähige Körper eine Gruppenanord­ nung aus beabstandeten Elementen aufweist, die jeweils einen Durchlaß aufweisen, durch den in der allgemeinen Richtung an­ kommende EVs hindurchlaufen können.88. Arrangement according to claim 86, characterized indicates that the conductive body is grouped has spaced elements, each one Have passage through which in the general direction coming EVs can walk through. 89. Anordnung nach Anspruch 64, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungseinrichtung Mittel aufweist, um eine Elektronenemission aus der Durchlaufbahn der EVs wahl­ weise weiterzuleiten.89. Arrangement according to claim 64, characterized draws that the guide means has means to choose an electron emission from the trajectory of the EVs forward wisely. 90. Anordnung nach Anspruch 64, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungseinrichtung
  • (a) einen dielektrischen Körper mit einem Kanal entlang einer Oberfläche derselben zur Aufnahme und Eingrenzung der Bewegung von EVs,
  • (b) eine dielektrische Abdeckung über mindestens einem Teil des Kanals, wobei eine oder mehrere Öffnungen in der Abdeckung über dem Kanal liegen, und
  • (c) eine Tastelektrode an jeder Öffnung zur wahlweisen Aufnahme eines elektrischen Potentials aufweist, um wahlweise einen Durchgang der Elektronen durch die Öffnung zu gestatten bzw. zu verhindern.
90. Arrangement according to claim 64, characterized in that the guide device
  • (a) a dielectric body having a channel along a surface thereof for receiving and restricting the movement of EVs,
  • (b) a dielectric cover over at least a portion of the channel, one or more openings in the cover overlying the channel, and
  • (c) has a sensing electrode at each opening for selectively receiving an electrical potential to selectively allow or prevent electrons from passing through the opening.
91. Anordnung nach Anspruch 30, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kathode ein das leitfähige Material benetzendes Substrukturmaterial aufweist.91. Arrangement according to claim 30, characterized ge indicates that the cathode is a conductive Has material-wetting substructure material. 92. Anordnung nach Anspruch 64, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Führung
  • (a) einen dielektrischen Körper mit einem Kanal auf einer ersten Oberfläche zur Aufnahme von EVs und Eingrenzung ihrer Bewegung,
  • (b) eine erste Elektrode, die auf einer zweiten Seite des dielektrischen Körpers angeordnet ist und entlang des Kanals eine oder mehrere Öffnungen enthält, und
  • (c) eine zweite Elektrode aufweist, die allgemein entlang der ersten Elektrode, aber von dieser beabstandet ange­ ordnet ist, wobei die zweite Elektrode an den Öffnungen ange­ ordnetes Sammelmaterial aufweist, um beim Vorbeilauf von EVs im Kanal durch die Öffnungen in der ersten Elektrode emittierte elektromagnetische Strahlung aufzunehmen.
92. Arrangement according to claim 64, characterized in that the guide
  • (a) a dielectric body with a channel on a first surface for receiving EVs and limiting their movement,
  • (b) a first electrode disposed on a second side of the dielectric body and containing one or more openings along the channel, and
  • (c) has a second electrode generally along but spaced from the first electrode, the second electrode having bulk material disposed at the openings for emitting through the openings in the first electrode as EVs pass in the channel record electromagnetic radiation.
93. Anordnung nach Anspruch 92, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung im HF-Bereich liegt.93. Arrangement according to claim 92, characterized ge indicates that the electromagnetic radiation is in the HF range. 94. Anordnung nach Anspruch 64, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Führung
  • (a) einen Ablenkbereich, in dem der Weg eines EV wahl­ weise abgelenkt werden kann,
  • (b) eine Einrichtung zum Führen von EVs in den Ablenkbe­ reich sowie
  • (c) ein Paar Elektroden entlang des Ablenkbereichs auf­ weist, mit denen durch Anlegen eines elektrischen Signals an diese die Bahn eines EVs im Ablenkbereich entsprechend dem elektrischen Signal abgelenkt werden kann.
94. Arrangement according to claim 64, characterized in that the guide
  • (a) a deflection area in which the path of an EV can optionally be deflected,
  • (b) a facility for guiding EVs into the deflection area as well
  • (c) has a pair of electrodes along the deflection area which can be used to deflect the path of an EV in the deflection area in accordance with the electrical signal by applying an electrical signal thereto.
95. Anordnung nach Anspruch 94, gekennzeich­ net durch einen Leuchtstoffschirm, der am Ablenkbereich angeordnet ist, um Elektronen aufzufangen, die beim Durchlauf eines EVs durch den Ablenkbereich emittiert werden, und auf das Auffangen von Elektronen mit dem Abgeben sichtbaren Lichts re­ giert. 95. Arrangement according to claim 94, characterized net through a fluorescent screen on the deflection area is arranged to trap electrons that pass through of an EV can be emitted through the deflection area and onto the Collecting electrons by emitting visible light right yaws.   96. Anordnung nach Anspruch 95, gekennzeich­ net durch ein Sichtsystem zum Vergrößern des vom Leucht­ stoffschirm erzeugten Lichtbildes.96. Arrangement according to claim 95, characterized net through a vision system to enlarge the light fabric screen generated light image. 97. Anordnung nach Anspruch 94, gekennzeich­ net durch einen dielektrischen Körper, auf dem der Ablenkbe­ reich angeordnet ist und an dem die beiden Elektroden ange­ bracht sind.97. Arrangement according to claim 94, characterized net through a dielectric body on which the deflection is richly arranged and on which the two electrodes are are brought. 98. Anordnung nach Anspruch 94, gekennzeich­ net durch eine Elektronenkamera in einer Stellung, aus der sie beim Durchlauf von EVs durch den Ablenkbereich emittierte Elektronen auffangen kann.98. Arrangement according to claim 94, characterized net by an electron camera in a position from which it emitted as EVs passed through the deflection area Can collect electrons. 99. Ein EV-Generator in Kombination mit einem EV-Separa­ tor zum Extrahieren von EVs aus Plasmaentladungsprodukten, die bei der EV-Erzeugung entstehen.99. An EV generator in combination with an EV Separa gate for extracting EVs from plasma discharge products, the arise in EV generation. 100. Anordnung nach Anspruch 100, dadurch ge­ kennzeichnet, daß
  • (a) der Generator eine allgemein zylindersymmetrische Kathode mit scharfem Ende und
  • (b) der Separator ein dielektrisches, allgemein rohr­ förmiges Element aufweisen, das die Kathode mindestens teil­ weise umschließt, eine Öffnung umgreift, die mit dem scharfen Ende der Kathode ausgerichtet und von dieser beabstandet ist, und auf seiner Außenfläche eine Elektrode aufweist,
  • (c) wobei erzeugte EVs durch die von dem rohrförmigen Element umfaßte Öffnung austreten, andere Entladungsprodukte aber im rohrförmigen Element zurückgehalten werden können.
100. Arrangement according to claim 100, characterized in that
  • (a) the generator has a generally cylindrical symmetrical cathode with a sharp end and
  • (b) the separator has a dielectric, generally tubular element which at least partially surrounds the cathode, engages around an opening which is aligned with and spaced from the sharp end of the cathode, and has an electrode on its outer surface,
  • (c) wherein generated EVs exit through the opening encompassed by the tubular member, but other discharge products can be retained in the tubular member.
101. Anordnung nach Anspruch 99, dadurch ge­ kennzeichnet, daß
  • (a) der Generator einen dielektrischen Körper mit einer ersten Oberfläche aufweist, auf der eine Kathode angeordnet ist,
  • (b) der Separator ein dielektrisches Element aufweist, das über dem dielektrischen Körper angeordnet ist und die Kathode mindestens teilweise abdeckt, mit dem dielektrischen Körper zusammenarbeitet, um mindestens teilweise eine mit der Kathode allgemein ausgerichtete und von der Kathode beabstan­ dete Öffnung zu bilden, und auf einer Außenfläche des Elements eine Elektrode aufweist,
  • (c) wobei erzeugte EVs durch die Öffnung austreten kön­ nen, während andere Entladungsprodukte in dem Bereich zwischen dem dielektrischen Körper und dem dielektrischen Element zu­ rückgehalten werden können.
101. Arrangement according to claim 99, characterized in that
  • (a) the generator has a dielectric body with a first surface on which a cathode is arranged,
  • (b) the separator has a dielectric member disposed over the dielectric body and at least partially covering the cathode, cooperating with the dielectric body to at least partially form an opening generally aligned with the cathode and spaced apart from the cathode, and has an electrode on an outer surface of the element,
  • (c) wherein generated EVs can exit through the opening while other discharge products can be retained in the area between the dielectric body and the dielectric element.
102. Eine EV-Abwerfeinrichtung, mit der EVs eine Bewegung durch den Raum erteilt werden kann.102. An EV release device that allows EVs to move can be issued through the room. 103. Anordnung nach Anspruch 102, gekennzeich­ net durch einen EV-Generator, der von einer Elektrode, an die ein Potential angelegt werden kann, um ein EV vom Generator abzunehmen und ihm eine Bewegung durch den Raum zu erteilen, getrennt angeordnet ist.103. Arrangement according to claim 102, characterized net by an EV generator connected to an electrode which a potential can be applied to an EV from the generator  to take off and give him a movement through space, is arranged separately. 104. EV-Selektor zum selektiven Abtrennen eines oder mehrerer EVs von einer Vielzahl von EVs.104. EV selector for selectively separating one or multiple EVs from a variety of EVs. 105. Anordnung nach Anspruch 104, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Selektor ein allgemein rohr­ förmiges dielektrisches Element aufweist, das zu einer Öffnung verjüngt ist, die eine scharfe Kante umgreift, und daß eine Elektrode auf der Außenfläche des rohrförmige Elements ange­ ordnet ist, wobei EVs aus dem Inneren des rohrförmigen Elements durch die Öffnung zur Elektrode laufen können, während mit einem extern angelegten Potential EVs selektiv aus dem Kanten­ bereich extrahiert werden können.105. Arrangement according to claim 104, characterized ge indicates that the selector is a general pipe shaped dielectric member that leads to an opening is tapered, which engages around a sharp edge, and that one Electrode on the outer surface of the tubular member is arranged, with EVs from inside the tubular element can run through the opening to the electrode while using an externally applied potential EVs selectively from the edges area can be extracted. 106. Anordnung nach Anspruch 105, gekennzeich­ net durch eine innerhalb des allgemein rohrförmigen Elements angeordnete Kathode, die mit der Öffnung ausgericht ist, so daß durch Anlegen einer Potentialdifferenz zwischen die Kathode und die Elektrode EVs erzeugt werden können.106. Arrangement according to claim 105, characterized net by one within the generally tubular element arranged cathode, which is aligned with the opening, so that by applying a potential difference between the cathode and the electrode EVs can be generated. 107. Anordnung nach Anspruch 105, gekennzeich­ net durch eine zweite Elektrode, die von der Öffnung ge­ trennt angeordnet ist und an die das externe Potential angelegt werden kann, um selektiv EVs aus dem Kantenbereich zu extrahie­ ren. 107. Arrangement according to claim 105, characterized net through a second electrode ge from the opening is arranged separately and to which the external potential is applied can be used to selectively extract EVs from the edge region ren.   108. Anordnung nach Anspruch 104, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Selektor
  • (a) einen dielektrischen Körper mit einer ersten Ober­ fläche,
  • (b) einen ersten und einen zweiten EV-Führungskanal ent­ lang der ersten Oberfläche, die sich unter einem spitzen Winkel unter Bildung einer Kante am Innenwinkel des Schnitts schnei­ den, und
  • (c) eine Elektrode aufweist, die entlang des zweiten Kanals von dessen Schnitt mit dem ersten Kanal abgesetzt und so angeordnet ist, daß durch den ersten Kanal laufende EVs die Kante zur Elektrode hin umrunden, wobei ein externes Potential angelegt werden kann, um EVs selektiv aus dem Kantenbereich so zu extrahieren, daß sie den ersten Kanal entlang von der Kante hinweg laufen.
108. Arrangement according to claim 104, characterized in that the selector
  • (a) a dielectric body with a first surface,
  • (b) first and second EV guide channels along the first surface that intersect at an acute angle to form an edge at the interior angle of the cut, and
  • (c) has an electrode which is offset along the second channel from its intersection with the first channel and is arranged such that EVs passing through the first channel surround the edge towards the electrode, wherein an external potential can be applied to selectively EVs to be extracted from the edge area so that they run along the first channel away from the edge.
109. Anordnung nach Anspruch 108, gekennzeich­ net durch eine allgemein ebenflächige Kathode zur Verwendung bei der Erzeugung von EVs, die entlang des ersten Kanals auf der der Elektrode entgegengesetzten Seite der Kante angeordnet ist.109. Arrangement according to claim 108, characterized net by using a generally flat cathode in the generation of EVs that run along the first channel the side of the edge opposite the electrode is. 110. Anordnung nach Anspruch 108, gekennzeich­ net durch mindestens eine weitere Elektrode, die allgemein entlang des ersten Kanals und vom Schnitt entfernt angeordnet ist, um das externe Potential anzulegen, mit dem EVs selektiv aus dem Kantenbereich extrahiert werden können. 110. Arrangement according to claim 108, characterized net by at least one further electrode, the general arranged along the first channel and away from the cut is selective to apply the external potential with which EVs can be extracted from the edge area.   111. Ein EV-Oszilloskop zum Anlegen eines elektrischen Signals an die Bewegungsbahn eines EVs, um dieses dem angeleg­ ten Signal entsprechend abzulenken.111. An EV oscilloscope for putting on an electrical one Signals to the trajectory of an EV in order to create this deflect the signal accordingly. 112. Anordnung nach Anspruch 111, gekennzeich­ net durch
  • (a) einen Ablenkbereich, in dem die Bewegungsbahn eines EVs wahlweise abgelenkt werden kann,
  • (b) einer Einrichtung, um EVs in den Ablenkbereich zu führen, und
  • (c) einem Paar Elektroden entlang des Ablenkbereichs, an die ein elektrisches Signal gelegt werden kann, um die Bewe­ gungsbahn eines EVs im Ablenkbereich dem elektrischen Signal entsprechend abzulenken.
112. Arrangement according to claim 111, characterized by
  • (a) a deflection area in which the trajectory of an EV can optionally be deflected,
  • (b) means for directing EVs into the deflection area, and
  • (c) a pair of electrodes along the deflection area to which an electrical signal can be applied to deflect the trajectory of an EV in the deflection area in accordance with the electrical signal.
113. Anordnung nach Anspruch 112, gekennzeich­ net durch einen am Ablenkbereich angeordneten Leuchtstoff­ schirm, der die Elektronen auffängt, die beim Lauf eines EVs durch den Ablenkbereich emittiert werden, und ansprechend auf diese Elektronen sichtbares Licht emittiert.113. Arrangement according to claim 112, characterized net by a phosphor arranged at the deflection area screen that captures the electrons that are generated when an EV runs be emitted through the deflection area, and responsive to these electrons emit visible light. 114. Anordnung nach Anspruch 113, gekennzeich­ net durch ein Sichtsystem zum Vergrößern des vom Leucht­ stoffschirm erzeugten Lichtbildes.114. Arrangement according to claim 113, characterized net through a vision system to enlarge the light fabric screen generated light image. 115. Anordnung nach Anspruch 112, gekennzeich­ net durch einen dielektrischen Körper, auf dem der Ablenk­ bereich ausgebildet ist und an dem die beiden Elektroden ange­ bracht sind.115. Arrangement according to claim 112, characterized net through a dielectric body on which the deflection  area is formed and on which the two electrodes are attached are brought. 116. Anordnung nach Anspruch 112, gekennzeich­ net durch eine Elektronenkamera in einer Stellung, aus der sie Elektronen auffangen kann, die beim Lauf eines EVs durch den Ablenkbereich emittiert werden.116. Arrangement according to claim 112, characterized net by an electron camera in a position from which it can trap electrons passing through an EV the deflection area are emitted. 117. Anordnung nach Anspruch 112, gekennzeich­ net durch mindestens ein weiteres derartiges Oszilloskop, das relativ zum ersten Oszilloskop so angeordnet ist, daß die Ablenkbereiche beider sich mindestens teilweise überlappen.117. Arrangement according to claim 112, characterized net by at least one other such oscilloscope, which is arranged relative to the first oscilloscope so that the Deflection areas of both overlap at least partially. 118. Anordnung nach Anspruch 117, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die jeweils vorgesehenen Oszil­ loskope so gerichtet sind, daß mit an ihre Elektroden jeweils angelegten elektrischen Signalen die Bewegungsbahn eines EVs dreidimensional abgelenkt werden kann.118. Arrangement according to claim 117, characterized ge indicates that the intended Oszil loskope are directed so that each with their electrodes applied electrical signals the trajectory of an EV can be deflected three-dimensionally. 119. Anordnung nach Anspruch 117, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine oder mehrere Elektronen­ kameras vorgesehen und angeordnet sind, um die beim Lauf eines EVs durch die Ablenkbereiche emittierten Elektronen aufzuneh­ men.119. Arrangement according to claim 117, characterized ge indicates that one or more electrons cameras are provided and arranged in order to run a EVs to pick up electrons emitted by the deflection areas men. 120. Elektronenkamera zur Beobachtung eines Ereignisses vermittels eines Elektronenmusters. 120. Electron camera for observing an event by means of an electron pattern.   121. Anordnung nach Anspruch 120, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Elektronenkamera
  • (a) eine Lochblende geringster Abmessungen ("pinhole") zum Durchgang von Elektronen sowie
  • (b) eine Einrichtung aufweist, die beim Aufschlag von Elektronen ein sichtbares Ausgangssignal erzeugt und allgemein auf die Lochblende ausgerichtet, aber von ihr beabstandet an­ geordnet ist.
121. Arrangement according to claim 120, characterized in that the electron camera
  • (a) a pinhole of the smallest dimensions ("pinhole") for the passage of electrons as well
  • (b) has a device which generates a visible output signal when electrons strike and is generally aligned with the pinhole, but is arranged at a distance from it.
122. Anordnung nach Anspruch 121, gekennzeich­ net durch Ablenkelektroden, die allgemein zwischen der Loch­ blende und der ein sichtbares Ausgangssignal erzeugenden Ein­ richtung angeordnet sind, wobei durch Anlegen eines elektri­ schen Potentials an die Elektroden vor dem Aufschlagen der Elektronen auf die das sichtbare Ausgangssignal erzeugende Einrichtung die Bewegungsbahn von durch die Lochblende treten­ den Elektronen wahlweise abgelenkt werden kann.122. Arrangement according to claim 121, characterized net by deflection electrodes, which are generally between the hole aperture and the one generating a visible output signal direction are arranged, by applying an electri potential to the electrodes before the opening Electrons to the one generating the visible output signal Set up the path of movement by stepping through the pinhole the electrons can optionally be deflected. 123. Anordnung nach Anspruch 121, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ein sichtbares Ausgangssig­ nal erzeugende Einrichtung die Kombination eines Kanalelektro­ nenvervielfachers mit einem Leuchtstoffschirm aufweist.123. Arrangement according to claim 121, characterized ge indicates that the output signal is visible nal generating device the combination of a channel electric has multiplier with a fluorescent screen. 124. Anordnung nach Anspruch 121, gekennzeich­ net durch ein Gehäuse, zu dem der Zutritt durch die genannte Lochblende erfolgt und das allgemein den Bereich zwischen der Lochblende und der das sichtbare Ausgangssignal erzeugenden Einrichtung umschließt.124. Arrangement according to claim 121, characterized net through a housing to which access is given by the Pinhole occurs and that generally the area between the  Pinhole and the one generating the visible output signal Facility encloses. 125. Anordnung nach Anspruch 121, gekennzeich­ net durch mindestens eine weitere solche Elektronenkamera, wobei die Elektronenkameras jeweils so angeordnet sind, daß sie Elektronen aus etwa dem gleichen Bereich aufnehmen können.125. Arrangement according to claim 121, characterized net by at least one further such electronic camera, the electron cameras are each arranged so that they Can accept electrons from approximately the same area. 126. Anordnung nach Anspruch 125, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Elektronenkameras so ange­ ordnet sind, daß sie Elektronen auffangen können, die der Durchgang eines EVs durch mindestens ein EV-Oszilloskop her­ vorruft.126. Arrangement according to claim 125, characterized ge indicates that the electron cameras are so attached are arranged so that they can collect electrons that the Passing an EV through at least one EV oscilloscope calls. 127. Anordnung nach Anspruch 121, gekennzeich­ net durch ein EV-Oszilloskop, wobei die Elektronenkamera so angeordnet ist, daß sie Elektronen aufnimmt, die durch den Durchgang eines EVs durch das EV-Oszilloskop erzeugt werden.127. Arrangement according to claim 121, characterized net through an EV oscilloscope, the electron camera so is arranged so that it receives electrons, which by the Passage of an EV can be generated by the EV oscilloscope. 128. Zum Führen von EVs allgemein entlang einer Bewegungs­ bahn geeignete Anordnung, die die Weitergabe und Aufnahme von durch den Durchgang von EVs erzeugter elektromagnetischer Energie erlaubt.128. To guide EVs generally along a movement suitable arrangement that the transfer and inclusion of electromagnetic generated by the passage of EVs Energy allowed. 129. Anordnung nach Anspruch 128, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es sich um eine Wanderwellen­ schaltung handelt. 129. Arrangement according to claim 128, characterized ge indicates that it is a traveling wave circuit acts.   130. Anordnung nach Anspruch 129, gekennzeich­ net durch
  • (a) ein allgemein rohrförmiges dielektrisches Element, durch das EVs sich bewegen können, und
  • (b) eine leitfähige Wendel, die das rohrförmige Element entlang der Strecke, die die EVs durchlaufen können, allgemein umschließt, so daß während ihres Durchlaufs die EVs mindestens teilweise entlang der Längsachse der Wendel laufen.
130. Arrangement according to claim 129, characterized by
  • (a) a generally tubular dielectric member through which EVs can move, and
  • (b) a conductive coil that generally surrounds the tubular member along the path that the EVs can traverse so that during their traversal the EVs run at least partially along the longitudinal axis of the coil.
131. Anordnung nach Anspruch 130, gekennzeich­ net durch eine entlang mindestens eines Teils der Wendel an­ geordnete Masseebene.131. Arrangement according to claim 130, characterized net through along at least part of the coil orderly ground plane. 132. Anordnung nach Anspruch 130, gekennzeich­ net durch einen EV-Generator mit einer Kathode und einer zweiten Elektrode, die allgemein mit dem rohrförmigen Element so ausgerichtet angeordnet sind, daß von der Kathode allgemein zur zweiten Elektrode sich bewegende EVs das Innere des rohr­ förmigen Elements durchlaufen.132. Arrangement according to claim 130, characterized net by an EV generator with one cathode and one second electrode, generally with the tubular element are arranged so that generally from the cathode EVs moving to the second electrode inside the tube through the shaped element. 133. Anordnung nach Anspruch 129, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wanderwellenschaltung
  • (a) einen dielektrischen Körper mit einer ersten Ober­ fläche,
  • (b) einen EV-Führungskanal auf der ersten Oberfläche und
  • (c) eine mäander- bzw. serpentinenförmig angelegte Lei­ terbahn aufweist, die entlang des dielektrischen Körpers und des Kanals so angeordnet ist, daß den Kanal durchlaufende EVs sich allgemein entlang der Längsausdehnung der Leiterbahn be­ wegen.
133. Arrangement according to claim 129, characterized in that the traveling wave circuit
  • (a) a dielectric body with a first surface,
  • (b) an EV guide channel on the first surface and
  • (C) has a meandering or serpentine Lei terbahn, which is arranged along the dielectric body and the channel so that EV passing through the channel generally be along the length of the conductor because of.
134. Anordnung nach Anspruch 128, gekennzeich­ net durch
  • (a) einen dielektrischen Körper mit einem Kanal entlang einer ersten Oberfläche zur Aufnahme von EVs und zum Eingrenzen ihrer Bewegung,
  • (b) eine erste Elektrode, die entlang einer zweiten Seite des dielektrischen Körpers angeordnet ist und eine oder mehre­ re, entlang des Kanals angeordnete Öffnungen enthält, und
  • (c) eine zweite Elektrode, die allgemein entlang der, aber beabstandet zur zweiten Elektrode angeordnet ist und an den Öffnungen angeordnetes Aufnahmematerial aufweist, um elektromagnetische Strahlung aufzunehmen, die beim Durchlauf von EVs entlang des Kanals durch die Öffnungen hindurch emit­ tiert wird.
134. Arrangement according to claim 128, characterized by
  • (a) a dielectric body with a channel along a first surface for receiving EVs and limiting their movement,
  • (b) a first electrode disposed along a second side of the dielectric body and including one or more openings disposed along the channel, and
  • (c) a second electrode generally along but spaced from the second electrode and having receptacle disposed at the openings to receive electromagnetic radiation emitted through the openings as EVs pass along the channel.
135. Anordnung nach Anspruch 128, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung eine Frequenz im HF-Bereich hat.135. Arrangement according to claim 128, characterized ge indicates that the electromagnetic radiation has a frequency in the HF range. 136. Anordnung zum Erzeugen elektrischer Impulse durch das Erzeugen von EVs. 136. Arrangement for generating electrical pulses by the Creation of EVs.   137. Anordnung nach Anspruch 136, gekennzeich­ net durch
  • (a) eine Kathode zur Erzeugung von EVs und eine zweite Elektrode, die mit der Kathode allgemein ausgerichtet und von dieser beabstandet ist,
  • (b) ein dielektrisches Element, auf dem die zweite Elek­ trode angebracht und das der Kathode zugewandt angeordnet ist, und
  • (c) eine Ausgangselektrode, die auf dem dielektrischen Element auf dessen der zweiten Elektrode abgewandter Seite angeordnet ist, so daß beim Aufschlag von EVs auf die zweite Elektrode an der Ausgangselektrode elektrische Impulse ent­ stehen.
137. Arrangement according to claim 136, characterized by
  • (a) a cathode for generating EVs and a second electrode generally aligned with and spaced from the cathode,
  • (b) a dielectric element on which the second electrode is mounted and which is arranged facing the cathode, and
  • (c) an output electrode which is arranged on the dielectric element on the side thereof facing away from the second electrode, so that electrical impulses are produced when EVs strike the second electrode at the output electrode.
138. Anordnung nach Anspruch 137, gekennzeich­ net durch eine leitfähige Abschirmung, die die Kathode und die zweite Elektrode allgemein umschließt.138. Arrangement according to claim 137, characterized net through a conductive shield covering the cathode and generally encloses the second electrode. 139. Anordnung nach Anspruch 137, gekennzeich­ net durch einen Separator mit
  • (a) einem allgemein rohrförmigen dielektrischen Körper, der die Kathode mindestens teilweise umschließt und eine zwi­ schen der Kathode und der zweiten Elektrode allgemein ausge­ richtete Öffnung bildet, durch die an der Kathode erzeugte EVs austreten können, und
  • (b) einer dritten Elektrode, die auf der Außenfläche des allgemein rohrförmigen Körpers angeordnet ist und zur EV-Erzeu­ gung dient, wobei mit einem zwischen die Kathode und die zweite Elektrode gelegten Potential EVs zwecks Weiterbewegung zur zweiten Elektrode selektiv abgesondert werden können.
139. Arrangement according to claim 137, characterized by a separator with
  • (a) a generally tubular dielectric body which at least partially surrounds the cathode and forms a generally aligned opening between the cathode and the second electrode through which EVs generated on the cathode can exit, and
  • (b) a third electrode which is arranged on the outer surface of the generally tubular body and is used for EV generation, wherein EVs can be selectively secreted with a potential placed between the cathode and the second electrode for further movement to the second electrode.
140. Anordnung nach Anspruch 137, gekennzeich­ net durch einen mit der Ausgangselektrode elektrisch gekop­ pelten Feldemissionsemitter zur Aufnahme der elektrischen Impulse zwecks Erzeugung von EVs.140. Arrangement according to claim 137, characterized net by an electrically coupled with the output electrode pelten field emission emitter for receiving the electrical Impulses for the generation of EVs. 141. Anordnung nach Anspruch 136, gekennzeich­ net durch einen Feldemissionsemitter, der zur Aufnahme der elektrischen Impulse zwecks Erzeugung von EVs angeordnet ist.141. Arrangement according to claim 136, characterized net by a field emission emitter, which is used to record the electrical pulses for the purpose of generating EVs is arranged. 142. Anordnung zum Erzeugen von EVs, gekenn­ zeichnet durch
  • (a) eine leitfähige Kathode,
  • (b) eine von der Kathode beabstandete zweite leitfähige Elektrode und
  • (c) eine als Steuerelektrode arbeitende dritte Elektrode, die allgemein zwischen der Kathode und der zweiten Elektrode angeordnet ist und zum Anlegen eines elektrischen Potentials zwischen der dritten Elektrode und der Kathode dient, um die EV-Erzeugung zu steuern.
142. Arrangement for generating EVs, characterized by
  • (a) a conductive cathode,
  • (b) a second conductive electrode spaced from the cathode and
  • (c) a third electrode operating as a control electrode, which is generally arranged between the cathode and the second electrode and serves to apply an electrical potential between the third electrode and the cathode in order to control the EV generation.
143. Anordnung nach Anspruch 142, gekennzeich­ net durch eine als Rückkopplungselektrode arbeitende vierte Elektrode, die allgemein in der Nähe der zweiten Elektrode an­ geordnet ist, um Rückkopplungseffekte aus dem Durchgang von EVs auszunutzen.143. Arrangement according to claim 142, characterized net by a fourth working as a feedback electrode Electrode that is generally close to the second electrode  is ordered to provide feedback effects from the passage of EVs to take advantage of. 144. Anordnung nach Anspruch 143, gekennzeich­ net durch eine dielektrischen Grundkörper mit Mitteln zum Führen von EVs entlang desselben, wobei die Kathode allgemein auf einer Oberfläche des Grundkörpers und die zweite, dritte und vierte Elektrode allgemein auf einer entgegengesetzten Oberfläche desselben angeordnet sind.144. Arrangement according to claim 143, characterized net through a dielectric base body with means for Guide EVs along the same, the cathode being general on a surface of the base body and the second, third and fourth electrode generally on an opposite Surface of the same are arranged. 145. Anordnung nach Anspruch 143, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in ihr die EVs allgemein durch reine Feldemission erzeugt werden.145. Arrangement according to claim 143, characterized ge indicates that the EVs in general through pure field emissions are generated. 146. Anordnung nach Anspruch 142, gekennzeich­ net durch einen dielektrischen Grundkörper mit Mitteln zum Führen von EVs allgemein entlang desselben, wobei eine Kathode allgemein auf einer Oberfläche des Grundkörpers und die zweite sowie die dritte Elektrode allgemein auf einer entgegengesetz­ ten Oberfläche desselben angeordnet sind.146. Arrangement according to claim 142, characterized net through a dielectric base body with means for Guide EVs generally along the same, using a cathode generally on one surface of the body and the second as well as the third electrode generally on an opposite th surface of the same are arranged.
DE3803737A 1988-01-06 1988-02-08 ELECTRONIC BUNDLE AND ARRANGEMENT FOR PRODUCING THE SAME Withdrawn DE3803737A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13724488A 1988-01-06 1988-01-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3803737A1 true DE3803737A1 (en) 1989-07-20

Family

ID=22476458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3803737A Withdrawn DE3803737A1 (en) 1988-01-06 1988-02-08 ELECTRONIC BUNDLE AND ARRANGEMENT FOR PRODUCING THE SAME

Country Status (6)

Country Link
KR (1) KR890012350A (en)
CA (1) CA1330827C (en)
DE (1) DE3803737A1 (en)
FR (1) FR2639471A1 (en)
GB (3) GB2214345B (en)
NL (1) NL8800190A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4416597B4 (en) * 1994-05-11 2006-03-02 Nawotec Gmbh Method and device for producing the pixel radiation sources for flat color screens

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB374889A (en) * 1930-03-07 1932-06-09 Telefunken Gmbh Improvements in or relating to electric discharge devices
GB730862A (en) * 1950-12-04 1955-06-01 Philips Electrical Ind Ltd Improvements in or relating to vacuum discharge tubes
GB730920A (en) * 1952-04-09 1955-06-01 Philips Electrical Ind Ltd Improvements in or relating to high-vacuum electric discharge tubes of the kind comprising cold electrodes
GB895131A (en) * 1958-01-13 1962-05-02 Gen Electric Co Ltd Improvements in or relating to modulators for use in microwave systems
US3230419A (en) * 1961-10-30 1966-01-18 Willard H Bennett Means for producing focused high density electron streams
GB1010163A (en) * 1963-05-01 1965-11-17 Joseph John Mascuch Improvements in or relating to accelerometer utilizing electron beams
SE321533B (en) * 1965-04-12 1970-03-09 Asea Ab
US3526575A (en) * 1967-08-02 1970-09-01 Willard H Bennett Production and utilization of high density plasma
GB1345893A (en) * 1970-05-08 1974-02-06 Resource Control Electrical circuit component
BE770311A (en) * 1970-08-06 1971-12-01 Burroughs Corp MULTI-POSITION DISPLAY PANEL
CA980880A (en) * 1971-04-13 1975-12-30 Pavel Imris High frequency generator and method of using radiation of energy from excited and metastable atoms of a plasma
US3864640A (en) * 1972-11-13 1975-02-04 Willard H Bennett Concentration and guidance of intense relativistic electron beams
DE2355102C3 (en) * 1973-11-03 1980-04-17 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe Speed system
US3851214A (en) * 1973-12-12 1974-11-26 R Young Low power sealed optically thin resonace lamp
DE2433781C2 (en) * 1974-07-13 1984-12-13 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe Electron source
DE2448354C3 (en) * 1974-10-10 1978-12-21 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Fluidized bed reactor for the generation of steam, combustible gases and liquid by-products from coal
US4079285A (en) * 1975-02-10 1978-03-14 Simulation Physics, Inc. Dielectric guide for electron beam transport
GB1574611A (en) * 1976-04-13 1980-09-10 Atomic Energy Authority Uk Ion sources
GB2153140B (en) * 1983-12-20 1988-08-03 English Electric Valve Co Ltd Apparatus for forming electron beams
WO1986006572A1 (en) * 1985-04-26 1986-11-06 Herrick Kennan C Apparatus and method for forming segmented luminosity in gas discharge tubes
GB2190786A (en) * 1986-05-21 1987-11-25 Oxford Appl Res Ltd Liquid metal field emission electron source
GB8621600D0 (en) * 1986-09-08 1987-03-18 Gen Electric Co Plc Vacuum devices
US4912731A (en) * 1987-04-13 1990-03-27 Vittorio Nardi Plasma focus apparatus with field distortion elements

Also Published As

Publication number Publication date
GB2256087B (en) 1993-02-24
KR890012350A (en) 1989-08-25
GB2256087A (en) 1992-11-25
CA1330827C (en) 1994-07-19
GB9214011D0 (en) 1992-08-12
NL8800190A (en) 1989-08-01
GB2214345B (en) 1992-10-28
GB2256086A (en) 1992-11-25
GB9213911D0 (en) 1992-08-12
GB8802411D0 (en) 1988-03-02
GB2256086B (en) 1993-02-24
FR2639471A1 (en) 1990-05-25
GB2214345A (en) 1989-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3817897A1 (en) THE GENERATION AND HANDLING OF CHARGED FORMS OF HIGH CHARGE DENSITY
US5054046A (en) Method of and apparatus for production and manipulation of high density charge
US5153901A (en) Production and manipulation of charged particles
US5018180A (en) Energy conversion using high charge density
US5148461A (en) Circuits responsive to and controlling charged particles
US5123039A (en) Energy conversion using high charge density
DE68926962T2 (en) PLASMA ELECTRON RIFLE FOR IONS FROM A REMOVED SOURCE
DE19681165C2 (en) Ion implanter for implantation of ions into e.g. semiconductor substrates in electronic device mfr.
DE19681168C2 (en) Ion implanter for implantation of ions into substrates e.g. semiconductor wafers in electronic device mfr.
DE112013004685T5 (en) Radio frequency (RF) ion guide for improved performance in mass spectrometers at high pressure
DE4426594C2 (en) switching device
DE2739829A1 (en) ARRANGEMENT FOR ANALYSIS OF A SAMPLE BY Bombardment With ELECTROMAGNETIC RADIATION
DE10162267B4 (en) Reflector for time-of-flight mass spectrometers with orthogonal ion injection
DE3850290T2 (en) Multi-channel plate electron multiplier.
DE69300555T2 (en) COMPACT ELECTRONIC CANNON WITH A MICRO TIP ELECTRONIC SOURCE AND SEMICONDUCTOR LASER PUMPED WITH SUCH AN ELECTRONIC CANON.
DE10335836B4 (en) Mass spectrometry method with formation of multiple axial capture regions in an ion trap
DE102010001347A1 (en) Device for the transmission of energy and / or for the transport of an ion and particle beam device with such a device
DE3803737A1 (en) ELECTRONIC BUNDLE AND ARRANGEMENT FOR PRODUCING THE SAME
DE3014151C2 (en) Pulsed electron beam generator
DE112012005594T5 (en) Radio frequency (RF) ion guide for improved performance in mass spectrometers at high pressure
EP0021204B1 (en) Ion generator
DE3150300A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE ELECTRODE VOLTAGE IN ELECTRON BEAM TUBES
DE102004006997B4 (en) ion detector
EP1817788B1 (en) Flight time mass spectrometer
GB2218257A (en) Generating and utilising electric discharge entities

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8139 Disposal/non-payment of the annual fee