DE68909116T2

DE68909116T2 - Kupplungsvorrichtung zwischen einer ersten Dynode eines Photovervielfachers und einem Mehrblattverielfacher.

Info

Publication number: DE68909116T2
Application number: DE89201420T
Authority: DE
Inventors: Hermite Pierre L
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-06-10
Filing date: 1989-06-05
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2009-06-06
Also published as: EP0345888B1; JPH0233847A; DE68909116D1; US4956576A; FR2632773B1; JP2801266B2; FR2632773A1; EP0345888A1; IL90512A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Photovervielfacherröhre mit einer Photokathode, einer ersten Dynode zum Empfangen der von der Photokathode ausgesandten Photoelektronen, einer Vervielfacheranordnung vom "Mehrfolien"-typ und einer Koppelvorrichtung zwischen der ersten Dynode und der Vervielfacheranordnung.
Die Erfindung findet eine besonders vorteilhafte Anwendung im Bereich der Vervielfacherröhren mit einer Elektronenvervielfacheranordnung vom "Mehrfolien"- Typ.
Das zu lösende allgemeine technische Problem bei Photovervielfacherröhren mit einer ersten Dynode, die meist zum Empfangen einer guten Gruppe von Photoelektronen eine große Abmessung hat, und mit einer Mehrfolienvervielfacheranordnung ist eine derartige Verkopplung der ersten Dynode mit der Vervielfacheranordnung zu schaffen, daß die Sekundärelektronen aus der ersten Dynode mit nur geringem Verlust den Mehrfolienvervielfacher erreichen können.
Eine Lösung dieses allgemeinen technischen Problems ist beispielsweise in der japanischen Patentschrift JP-A-59-167946 gegeben, in der eine Photovervielfacherröhre der eingangs erwähnten Art beschrieben ist, deren erste Dynode mit zu einer Achse orthogonalen Generatoren zylindrisch ist, wobei die Achse der Vervielfacheranordnung parallel zu dieser Achse verläuft. In der bekannten Röhre wird die Kopplung zwischen der ersten Dynode und der Mehrfolienvervielfacheranordnung dadurch verwirklicht, daß zwischen der ersten Dynode und der Vervielfacheranordnung eine Gruppe von drei Zwischendynoden angeordnet wird, die einigermaßen als Ablenker für das elektronische Bündel in der Richtung des Vervielfachers dient.
Dennoch hat die aus dem Stand der Technik bekannte Photovervielfacherröhre den Nachteil, daß sie einen verhaltnismäßig großen Platzbedarf in der Längsrichtung hauptsächlich durch die Zwischendynoden hat, die außerdem den Aufbau und die Verwirklichung einer derartigen Röhre komplizierter machen.
Das mit der Erfindung zu lösende technische Problem ist auch das Schaffen einer Photovervielfacherröhre mit einer Photokathode, einer ersten zylindrischen Dynode mit zu einer Achse orthogonal verlaufenden Generatoren und zum Empfangen der von der Photokathode ausgesandten Photoelektronen, einer Vervielfacheranordnung vom Mehffolien"-Typ, und mit einer Koppelvorrichtung zwischen der ersten Dynode und der Vervielfacheranordnung, wobei die Achse der Vervielfacheranordnung zu dieser Achse parallel verläuft, um eine Photovervielfacherröhre zu verwirklichen, deren Platzbedarf in der Längsrichtung verringert ist und die Verwirklichung durch eine vorteilhaftere Aufstellung des Mehrfolienvervielfachers in bezug auf die erste Dynode erleichtert wird.
Die Lösung des beschriebenen technischen Problems ist erfindungsgemaß dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelvorrichtung einerseits aus einer ersten Elektrode, die aus einem lateralen zylindrischen Anker mit einer Achse parallel zur Achse der Vervielfacheranordnung, der die erste Dynode und den Eingang der Vervielfacheranordnung einschließt, und aus einem oberen Anker besteht, der sich in bezug auf die Photokathode auf dem lateralen Anker abstützt und mit einer Durchlaßöffnung für die Photoelektronen nach der ersten Dynode versehen ist, und andererseits aus einer zweiten flachen Elektrode parallel zu den Generatoren der ersten Dynode und zwischen dem Ausgang der ersten Dynode und dem Eingang der Vervielfacheranordnung besteht, und daß das elektrische Potential der ersten Elektrode in bezug auf das Potential der Photokathode positiv und nahezu gleich dem Potential der ersten Dynode ist, während das elektrische Potential der zweiten Elektrode höher ist als das der ersten Elektrode.
Auf diese Weise ist es beim Auslassen der Zwischendynoden möglich, die Vervielfacheranordnung näher bei der ersten Dynode anzuordnen, damit den Platzbedarf der Röhre zu verringern und eine größere Einfachheit des Aufbaus zu verwirklichen. Andererseits erfolgt die Kopplung der ersten Dynode mit dem Mehrfolienvervielfacher, wie weiter unten näher erläutert, durch die kombinierte Gruppe der ersten und zweiten Elektroden.
Ein Vorteil der Erfindung, der sich in der Beschreibung anhand der Zeichnung mit weiteren Einzelheiten herausstellt, liegt darin, daß der obere Anker der ersten Elektrode sich nicht nur in der Kopplung der ersten Dynode mit der Mehrfolienvervielfacheranordnung beteiligt, sondern auch zum Fokussieren der von der Photokathode nach der ersten Dynode ausgegebenen Photoelektronen dient.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Photovervielfacherröhre entsprechend einer erfindungsgemäßen Koppelvorrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie I-I nach Fig. 1.
In Fig. 1 und 2 ist in perspektivischer Darstellung bzw. im Schnitt eine Photovervielfacherröhre 10 mit einer Photokathode 20 dargestellt, die im allgemeinen auf einem am Ende einer zylindrischen Manschette angeordnet wird. Die Photovervielfacherröhre 10 enthält also eine Symmetrieachse 11 gleich der der Photokathode 20. Unter dem Einfluß einer einfallenden Lichtstrahlung sendet die Photokathode 20 Photoelektronen aus, die auf eine erste Dynode 30 fokussiert werden müssen. Wie in Fig. 1 und 2 angegeben, hat die erste Dynode 30 eine Zylinderform und verlaufen seine Generatoren 31 orthogonal zur Achse 11 der Röhre. Außerdem enthält die Photovervielfacherröhre 11 eine Vervielfacheranordnung 40, die unter der Bezeichnung Mehrfolienvervielfacher bekannt ist, von dem ein Beispiel in der EP-A-0 131 339 (französische Patentschrift Nr. 2 549 288) beschrieben ist. Es handelt sich im wesentlichen um eine Anordnung, die aus einer Stapelung durchlochter Folien oder Metallplatten besteht und die Lochwände mit einem Sekundäremissionsmaterial beschichtet sind. Der Vorteil einer derartigen Struktur ist es, daß bei verringertem Platzbedarf die Vervielfachung in Form eines großen Bündels einfallender Elektronen möglich wird.
Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, verläuft die Achse 41 der Vervielfacheranordnung 40 parallel zur Achse 11 der Röhre 10, wodurch es möglich wird, den Vervielfacher näher bei der ersten Dynode 30 anzuordnen und auf diese Weise den lateralen Platzbedarf der Röhre zu verringern.
Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, enthält die Einrichtung 50 zum Koppeln der ersten Dynode 30 mit der Vervielfacheranordnung 40 eine erste Elektrode 51, die aus einem lateralen zylindrischen Anker 52 mit der selben Achse 11 wie die der Röhre, der die erste Dynode 30 und den Eingang 42 der Vervielfacheranordnung 40 einschließt, und aus einem oberen Anker 53 besteht, der sich in bezug auf die Photokathode 20 auf dem lateralen Anker 52 abstützt und eine Durchlaßöffnung 54 für die Photoelektronen 21 nach der ersten Dynode 30 aufweist. Diese erste Elektrode 51 besitzt ein elektrisches Potential V&sub0; beispielsweise von 200 V und positiv gegen das Potential der Photokathode, die eine 0-V-Potential besitzt und nahezu gleich dem Potential der ersten Dynode 30 ist. Die Koppelvorrichtung 50 enthält weiter eine zweite flache Elektrode 55 parallel zu den Generatoren 31 der ersten Dynode und zwischen dem Ausgang 32 der ersten Dynode 30 und dem Eingang 42 der Vervielfacheranordnung 40. Die zweite Elektrode 55 besitzt ein elektrisches Potential V&sub1; beispielsweise von 300 V, das höher als das der ersten Elektrode ist und nahezu gleich dem Potential der ersten Elektrode der Mehrfolienvervielfacheranordnung 40 sein kann.
In Fig. 2 ist angegeben, auf welche Weise die Koppelvorrichtung 50 auf die elektronischen Wege einwirkt: Die Sekundärelektronen aus der ersten Dynode 30 infolge des Einfallens von Photoelektronen 21 werden vom Ausgang 32 der ersten Dynode nach dem Eingang 42 des Vervielfachers 40 hin durch die zweite Elektrode 55 mit einem höheren Potential V&sub1; als das der ersten Elektrode 30 angezogen. Danach werden die Sekundärelektronen nach dem Passieren der zweiten Elektrode durch den lateralen Anker 52 und den oberen Anker 53 der ersten Elektrode 51 in Richtung auf die Vervielfacheranordnung 40 zurückgestossen, wobei die Anker ein niedriges elektrisches Potential V&sub0; führen.
Aus Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß der obere Anker 53 gleichzeitig zwei unterschiedliche Aufgaben erfüllt: einerseits die Kopplung der ersten Dynode mit dem Vervielfacher und zweitens die Fokussierung der Photoelektronen auf die erste Dynode.
Obgleich in Fig. 1 und 2 die Röhrenachse parallel zur Achse der Vervielfacheranordnung verläuft, stellt dies kein wesentliches Kennzeichen der Erfindung dar.

Claims

1. Photovervielfacherröhre (10) mit einer Photokathode (20), einer ersten zylindrischen Dynode (30) mit zu einer Achse (11) orthogonal verlaufenden Generatoren (31) und zum Empfangen der von der Photokathode (20) ausgesandten Photoelektronen (21), einer Vervielfacheranordnung (40) vom "Mehrfolien"-Typ, und mit einer Koppelvorrichtung (50) zwischen der ersten Dynode (30) und der Vervielfacheranordnung (40), wobei die Achse (41) der Vervielfacheranordnung (40) zu dieser Achse (11) parallel verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelvorrichtung (50) einerseits aus einer ersten Elektrode (51), die aus einem lateralen zylindrischen Anker (52) mit einer Achse parallel zur Achse der Vervielfacheranordnung, der die erste Dynode (30) und den Eingang (42) der Vervielfacheranordnung (40) einschließt, und aus einem oberen Anker (53) besteht, der sich in bezug auf die Photokathode (20) auf dem lateralen Anker (52) abstützt und mit einer Durchlaßöffnung (54) für die Photoelektronen (21) nach der ersten Dynode (30) versehen ist, und andererseits aus einer zweiten flachen Elektrode (55) parallel zu den Generatoren (31) der ersten Dynode und zwischen dem Ausgang (32) der ersten Dynode (30) und dem Eingang (42) der Vervielfacheranordnung (40)besteht, und daß im Betrieb der Röhre das elektrische Potential (V&sub0;) der ersten Elektrode (51) in bezug auf das Potential der Photokathode (20) positiv und nahezu gleich dem Potential der ersten Dynode (30) ist, während das elektrische Potential (V&sub1;) der zweiten Elektrode (55) höher ist als das Potential (V&sub0;) der ersten Elektrode.