DE69527128T2

DE69527128T2 - Elektronenvervielfacher

Info

Publication number: DE69527128T2
Application number: DE69527128T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kyushima; Takayuki Ohmura; Tomoyuki Okada; Yousuke Oohashi
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1994-11-18
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2015-11-18
Also published as: DE69527128D1; EP0713243A1; US5616987A; EP0713243B1; JP3392240B2; JPH08148114A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektronenvervielfacher zum Vervielfachen von auftreffenden Elektronen durch eine Reihe von Dynoden.
Ein Elektronenvervielfacher dient zum Vervielfachen von Elektronen, um eine Stromverstärkung zu erzeugen. Der Elektronenvervielfacher ist mit einer Aufreihung von nacheinander angeordneten Dynoden versehen. Wenn ein Elektron auf eine erste Dynode in der Aufreihung auftrifft, sendet die erste Dynode Sekundärelektronen aus, die auf eine zweite Dynode auftreffen, die weitere Sekundärelektronen aussendet, und so weiter. Auf diese Weise werden die Elektronen durch die Reihe von Dynoden mit Erfolg vervielfacht. Die Elektronen werden schließlich von einer Anode aufgesammelt. Photovervielfacherröhren sind Beispiele für Elektronenvervielfacher, bei denen Dynoden nacheinander zwischen Photokathode und Anode vorgesehen sind.
In herkömmlicher Weise wurden verschiedene Arten von Elektronenvervielfachern vorgeschlagen. Wie jedoch im folgenden beschrieben ist, weisen herkömmliche Vervielfacher eine ungenügende Vervielfachungsgeschwindigkeit auf, d. h. eine ungenügende Geschwindigkeit, mit der die Elektronen vervielfacht werden.
In der Japanischen Patentanmeldung mit der Kokai-Nr. 2-291656 wird ein Elektronenvervielfacher beschrieben, bei dem Dynoden in der in Fig. 1 gezeigten Weise in einer Konfiguration angeordnet sind, die einer Jalousie ähnelt. Die Elektronen laufen längs verschiedener Wege, bevor sie auf die Dynoden auftreffen. Beispielsweise schlägt ein Elektron, das längs eines Weges "b" läuft, auf eine Dynode in einer ersten Reihe 101 auf. Ein Elektron, das längs eines anderen Weges "a" läuft, bewegt sich zwischen benachbarten Dynoden in der ersten Reihe 101 hindurch, um direkt auf eine Dynode in der zweiten Reihe 102 aufzuschlagen. Infolgedessen wird das Elektron, das längs des Weges "a" läuft, von der Dynode in der ersten Reihe 101 nicht vervielfacht.
Die hier auftretenden Erfinder haben ferner untersucht, wie die Elektronen in diesem herkömmlichen Elektronenvervielfacher laufen.
Bei diesem Elektronenvervielfacher ist über jeder Dynodenreihe eine Netzelektrode vorgesehen und bildet dadurch ein Paar Netzelektroden. Die Netzelektrode und die Dynode jedes Paars wird mit der gleichen elektrischen Spannung beaufschlagt. Beispielsweise wird eine Netzelektrode 100, die über der ersten Dynodenreihe 101 vorgesehen ist, mit der gleichen elektrischen Spannung wie die Dynoden in der ersten Reihe 101 beaufschlagt. Wie bei allgemeinen Elektronenvervielfachern werden die Dynoden der zweiten Reihe 102 mit einer höheren elektrischen Spannung als die der ersten Reihe 101 beaufschlagt. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, entwickeln sich Äquipotentialflächen, die mit Strichellinien angegeben sind, in Zwischenräumen um die Dynoden in der ersten Reihe 101 herum. Eine Äquipotentialfläche S 1 weist das gleiche Potential wie die Dynoden in der ersten Reihe 101 auf. Eine Äquipotentialfläche S2 weist ein niedrigeres Potential als die Dynoden in der ersten Reihe 101 auf. Wie aus der Figur hervorgeht, ragt die Äquipotentialfläche S2 nach unten hervor und kommt bis nahe an die Fläche des oberen Teils jeder Dynode der ersten Reihe 101 heran.
Elektronen, die längs der Wege "d" und "e" laufen, schlagen auf die unteren Teile einer Dynode der ersten Reihe 101 auf, und infolgedessen werden Sekundärelektronen erzeugt. Die Sekundärelektronen laufen in Richtung zu einer Dynode der zweiten Reihe 102 längs elektrischer Kraftlinien, die senkrecht zu den Äquipotentialflächen sind. Andererseits schlägt ein Elektron, das längs eines weiteren Weges "c" läuft, auf den unteren Teil der Dynode der ersten Reihe 101 auf. Die erzeugten Sekundärelektronen werden zurück zu der Dynode angezogen, weil die Dynode ein größeres Potential als die am nächsten liegende Äquipotentialfläche, d. h. die Äquipotentialfläche S2, aufweist. Da diese Sekundärelektronen nicht zu der zweiten Dynode 102 laufen, sinkt die Vervielfachungsgeschwindigkeit des Elektronenvervielfachers ab.
In den Japanischen Patentanmeldungen mit den Kokai-Nummern 2-33847 und 2-54859 wurde ein anderer Elektronenvervielfacher vorgeschlagen, bei dem eine erste Dynode 103 und eine Dynodengruppe 104 in der in Fig. 3 gezeigten Weise angeordnet sind. Die Dynodengruppe 104 ist aus aufeinanderfolgenden Dynoden konstruiert. In der Zeichnung sind Äquipotentialflächen durch Strichellinien angegeben. Eine Äquipotentialfläche S1 weist das gleiche Potential wie die erste Dynode 103 auf. Eine Äquipotentialfläche S2 weist ein niedrigeres Potential als die erste Dynode 103 auf. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ragt die Äquipotentialfläche S2 nach unten hervor und kommt bis nahe an die Fläche des oberen Teils der Dynode 103 heran. Elektronen, die längs der Wege "f und "g" laufen, schlagen auf die erste Dynode 103 auf, die infolgedessen Sekundärelektronen erzeugt. Die Sekundärelektronen laufen in Richtung zu der Dynodengruppe 104. Ein Elektron, das längs eines weiteren Weges "h" läuft, schlägt auf den oberen Abschnitt der Dynode 103 auf. Die erzeugten Sekundärelektronen werden zurück zu der Dynode 103 angezogen, weil die Dynode 103 ein größeres Potential als die am nächsten liegende Äquipotentialfläche, d. h. die Äquipotentialfläche S2, aufweist. Demgemäß laufen diese Elektronen nicht zu der Dynodengruppe 104.
Es wird des weiteren angemerkt, daß Elektronen, die längs der verschiedenen Wege "f" und "g" gelaufen sind, an verschiedenen Stellen auf die erste Dynode 103 aufschlagen, wie in der Zeichnung gezeigt ist. Die erzeugten Sekundärelektronen laufen längs verschiedener Wege zu der Dynodengruppe 104. Die Längen dieser Laufwege unterscheiden sich voneinander. Demgemäß benötigen diese Elektronen unterschiedliche Zeiten, um von der Dynode 103 zu der Dynodengruppe 104 zu laufen. Mit anderen Worten, wenn sich die Elektronenauftreffstelle an der Dynode 103 ändert, ändert sich auch der Laufweg, längs dessen die erzeugten Sekundärelektronen zu der Dynodengruppe 104 laufen. Demgemäß sind die Zeiten, die die Sekundärelektronen benötigen, um zu der Dynodengruppe 104 zu laufen, sehr unterschiedlich.
In der Japanischen Patentanmeldung mit der Kokai-Nr. 5-114384 wird eine andere Photovervielfacherröhre mit einer ersten Dynode 108, einer zweiten Dynode 109, einer dritten Dynode 105, einer vierten Dynode 111 und so weiter vorgeschlagen, die in der in Fig. 4 gezeigten Weise angeordnet sind. Eine Polelektrode 106 und die vierte Dynode 111 werden mit der gleichen elektrischen Spannung beaufschlagt. Eine weitere Polelektrode 110 und die zweite Dynode 109 werden mit einer weiteren gleichen elektrischen Spannung beaufschlagt. Gemäß dieser Anordnung treten nur diejenigen Sekundärelektronen ordentlich in die zweite Dynode 19 ein, die von einem (im folgenden als Wirkbereich bezeichneten) Bereich A der ersten Dynode 108 ausgesandt werden. Sekundärelektronen, die in anderen Bereichen als dem Wirkbereich A der ersten Dynode 108 erzeugt werden, gelangen nicht zu der zweiten Dynode. Beispielsweise schlagen die von einem Abschnitt "i" an der ersten Dynode 108 ausgesandten Sekundärelektronen auf der Rückseite der dritten Dynode 105 auf. Ebenso schlagen die von einem weiteren Bereich "j" ausgesandten Sekundärelektronen auf die Polelektrode 106 auf. Die von noch einem weiteren Bereich "k" ausgesandten Sekundärelektronen laufen zu einer Fokussierelektrode 107 zurück. Demgemäß ist die Elektronenvervielfachungsgeschwindigkeit in dieser Photovervielfacherröhre immer noch niedrig.
In der Japanischen Patentanmeldung mit der Kokai-Nr. 63-254652 wird eine andere Photovervielfacherröhre mit einer ersten Dynode 113, einer zweiten Dynode 114, einer dritten Dynode 115 und so weiter vorgeschlagen, die in der in Fig. 5 gezeigten Weise angeordnet sind. Gegenüber jeder Dynode ist eine Netzelektrode vorgesehen. Eine Netzelektrode 112, die gegenüber der ersten Dynode 113 vorgesehen ist, wird mit der gleichen elektrischen Spannung beaufschlagt, die an die erste Dynode 113 angelegt wird. Bei dieser Anordnung treten die von dem oberen Teil der ersten Dynode 113 ausgesandten Sekundärelektronen nicht in die zweite Dynode 114 ein, sondern gelangen direkt zu der dritten Dynode 115. Demgemäß ist die Elektronenvervielfachungsgeschwindigkeit in dieser Photovervielfacherröhre immer noch niedrig. Des weiteren benötigen die Sekundärelektronen unterschiedliche Zeitlängen, um von der ersten Dynode 113 zu der zweiten Dynode 114 zu laufen, und so weiter.
In der Japanischen Patentanmeldung mit der Kokai-Nr. 2-227951 wird noch eine weitere Photovervielfacherröhre mit einer ersten Dynode 121, einer Dynodengruppe 123 und einer Gitterelektrode 120 vorgeschlagen, die in der in Fig. 6 gezeigten Weise angeordnet sind. Die Gitterelektrode 120 wird mit der gleichen elektrischen Spannung wie die erste Dynode 121 beaufschlagt. Wie aus der Figur hervorgeht, benötigen die Sekundärelektronen unterschiedliche Zeitlängen, um von der ersten Dynode 121 zu der Dynodengruppe 123 zu laufen.
Wie oben beschrieben, ist bei den herkömmlichen Elektronenvervielfachern die Einfallswirksamkeit, mit der Sekundärelektronen in die zweite Dynode eintreten können, gemäß der Elektronenauftreffposition an der ersten Dynode sehr unterschiedlich. Die Zeitmenge, die die Sekundärelektronen benötigen, um von der ersten Dynode in Richtung zu der zweiten Dynode zu laufen, ändert sich ebenfalls stark.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung nach der Offenbarung in Anspruch 1 umfaßt ein Elektronenvervielfacher zum Vervielfachen von Elektronen folgendes:
eine Netzelektrode, damit die Elektronen durch diese hindurch von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite laufen können;
eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode, derselben gegenüberliegend vorgesehene erste Dynode (Dy1) zum Aufnehmen von durch diese hindurchlaufenden Elektronen und zum Aussenden von Sekundärelektronen;
eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode, der ersten Dynode (Dy1) gegenüberliegend vorgesehene zweite Dynode (Dy2), wobei die zweite Dynode (Dy2) die von der ersten Dynode (Dy1) ausgesandten Sekundärelektronen aufnimmt, und zum Aussenden von Sekundärelektronen; und
eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode befindliche und im allgemeinen rechtwinklig zu der Netzelektrode angeordnete Hilfselektrode.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt ein Elektronenvervielfacher des weiteren eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode vorgesehene zweite Hilfselektrode in der Nähe der zweiten Dynode, um das elektrische Feld in der Nähe der zweiten Dynode zu modifizieren.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird mit der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 9 ein Verfahren zur Verwendung eines Elektronenvervielfachers zum Vervielfachen von Elektronen geschaffen, wobei der Elektronenvervielfacher folgendes umfaßt:
eine Netzelektrode, damit die Elektronen von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite durch diese hindurchlaufen können;
eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode vorgesehene und im allgemeinen rechtwinklig zu der Netzelektrode angeordnete Hilfselektrode;
eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode, derselben gegenüberliegend vorgesehene erste Dynode zum Aufnehmen der durch diese hindurchlaufenden Elektronen und zum Aussenden von Sekundärelektronen;
eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode, der ersten Dynode gegenüberliegend vorgesehene zweite Dynode, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
das Anlegen einer vorbestimmten ersten elektrischen Spannung an die Netzelektrode und die Hilfselektrode;
das Anlegen einer vorbestimmten zweiten elektrischen Spannung an die erste Dynode, wobei die vorbestimmte zweite elektrische Spannung niedriger als die erste vorbestimmte elektrische Spannung ist; und
das Anlegen einer vorbestimmten dritten elektrischen Spannung an die zweite Dynode, wobei die vorbestimmte dritte elektrische Spannung höher als die erste vorbestimmte elektrische Spannung ist und die zweite Dynode zum Aufnehmen der von der ersten Dynode ausgesandten Sekundärelektronen und zum Aussenden von Sekundärelektronen mit einer dritten elektrischen Spannung beaufschlagt wird.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Verwendung eines Elektronenvervielfachers zum Vervielfachen von Elektronen geschaffen, wobei der Elektronenvervielfacher ferner eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode in der Nähe der zweiten Dynode vorgesehene zweite Hilfselektrode umfaßt, um das elektrische Feld in der Nähe der zweiten Dynode zu modifizieren, und wobei eine vorbestimmte vierte elektrische Spannung, die höher als die vorbestimmte erste elektrische Spannung ist und niedriger als die vorbestimmte dritte elektrische Spannung ist, an die zweite Hilfselektrode angelegt wird.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und mit dem Stand der Technik vergleichen, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen wird, in denen:
Fig. 1 eine veranschaulichende Ansicht eines Elektronenvervielfachungsabschnitts eines herkömmlichen Elektronenvervielfachers ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils von Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine veranschaulichende Ansicht eines Elektronenvervielfachungsabschnitts eines anderen herkömmlichen Elektronenvervielfachers ist;
Fig. 4 eine vergrößerte veranschaulichende Ansicht eines wesentlichen Teils eines Elektronenvervielfachungsabschnitts noch einer anderen herkömmlichen Photovervielfacherröhre ist;
Fig. 5 eine veranschaulichende Ansicht einer anderen herkömmlichen Photovervielfacherröhre ist;
Fig. 6 eine veranschaulichende Ansicht noch einer weiteren herkömmlichen Photovervielfacherröhre ist;
Fig. 7 eine Vorderansicht ist, die eine Außenansicht einer Photovervielfacherröhre gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Innenabschnitt sichtbar ist;
Fig. 8 eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils der Photovervielfacherröhre gemäß Fig. 1 ist;
Fig. 9 zeigt, wie die Äquipotentialflächen in dem Raum zwischen einer ersten Dynode und einer Dynodengruppe in Fig. 8 verteilt sind, und auch eine vergrößerte Ansicht einer in der Photovervielfacherröhre gemäß Figur -8 vorgesehene Dynodengruppe zeigt;
Fig. 10 eine Vorderansicht ist, die eine Außenansicht einer Photovervielfacherröhre gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Innenabschnitt sichtbar ist;
Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils der Photovervielfacherröhre gemäß Fig. 10 ist;
Fig. 12 zeigt, wie die Äquipotentialflächen in dem Raum zwischen einer ersten Dynode und einer Dynodengruppe in Fig. 11 verteilt sind;
Fig. 13 eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils einer Photovervielfacherröhre einer Modifizierung der zweiten Ausführungsform ist; und
Fig. 14 zeigt, wie die Äquipotentialflächen in dem Raum zwischen einer ersten Dynode und einer Dynodengruppe in Fig. 13 verteilt sind.
In den beiliegenden Zeichnungen wird im folgenden Text im einzelnen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei gleiche Teile und Elemente mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet sind.
Fig. 7 zeigt eine Photovervielfacherröhre gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Photovervielfacherröhre umfaßt eine aus einer im wesentlichen kugelförmigen Lichtaufnahmefläche 1 konstruierte Unterdruckkammer, einen Lampenabschnitt 2 und einen zylindrischen Fußabschnitt 3, der als Standsockel dient. An der Innenseite der Lichtaufnahmefläche 1 ist eine photoelektrische Kathode 5 ausgebildet. Licht, das auf die Lichtaufnahmefläche 1 einfällt, wird auf die photoelektrische Kathode 5 gestrahlt, worauf Photoelektronen von der photoelektrischen Kathode 5 ausgesandt werden. Gegenüber der photoelektrischen Kathode 5 ist ein Elektronenvervielfachungsabschnitt 6 zum Vervielfachen der von der Photokathode 5 gelieferten Photoelektronen vorgesehen.
Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Elektronenvervielfachungsabschnitts 6. Der Abschnitt 6 ist in einer Fokussierelektrode 7 untergebracht, die im wesentlichen die Form eines rechteckigen Parallelepipeds aufweist. Die Elektrode 7 dient zum Abschirmen des Elektronenvervielfachungsabschnitts 6 gegen Einwirkungen von dem Potential der Photokathode 5. Die rechteckige parallelepipedische Elektrode 7 ist an ihrem zu dem Fuß 3 weisenden Bodenabschnitt offen. Die Fokussierelektrode 7 besitzt an ihrem zu der Photokathode 5 weisenden oberen Abschnitt eine Einfallöffnung 7a. Die Einfallöffnung 7a ist mit einer Netzelektrode 9 abgedeckt. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ragen Wände um die Einfallöffnung 7a herum in einer Richtung zu der Photokathode 5 hin hervor. Die Wände dienen zum Konvergieren der Photoelektronen von der Photokathode 5 in Richtung zu der Einfallöffnung 7a. Die Fokussierelektrode 7 und die Netzelektrode 9 sind verbunden und mit dem gleichen elektrischen Potential beaufschlagt.
Gegenüber der Einfallöffnung 7a ist eine erste Dynode Dy1 zum Aufnehmen von durch die Einfallöffnung 7a hindurch gelaufenen Photoelektronen und demgemäß zum Aussenden von Sekundärelektronen vorgesehen. Die erste Dynode Dy1 weist eine gebogene Form auf, die einem Vierteilabschnitt des Zylinders ähnelt. Die Biegung der Dynode Dy1 ist am nächsten zu der Einfallöffnung 7a am kleinsten und wird mit dem Abstand von der Einfallöffnung 7a allmählich größer. Gegenüber der ersten Dynode Dy1 ist eine Dynodengruppe Dy vorgesehen. Die Dynodengruppe Dy ist an einer Stelle in der Nähe der Biegungsmitte der ersten Dynode Dy1 angeordnet.
Eine vergrößerte Ansicht der Dynodengruppe Dy ist in Fig. 9 gezeigt. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, umfaßt die Dynodengruppe Dy eine Netzelektrode Me, zwei bis acht Reihen von Dynoden Dy2-DY8 und eine neunte Reihe von Dynoden Dy9, die in einer Schichtstruktur angeordnet sind und in einer rechteckigen Metallbox Bo eingeschlossen sind. Die Metallbox Bo umfaßt einen Öffnungsbereich R. Die Metallbox Bo ist so ausgerichtet, daß der Öffnungsbereich R der ersten Dynode Dy1 gegenüberliegt, so daß die Elektronen aus der ersten Dynode Dy1 durch den Öffnungsbereich R in die Metallbox Bo eintreten. In der Dynodengruppe Dy werden die Elektronen durch die zweite bis achte Dynodenreihe Dy2-Dy8 kaskadenartig vervielfacht, bevor sie von der Anode 12 aufgesammelt werden.
Da die Dynodengruppe Dy im wesentlichen in der Biegungsmitte der ersten Dynode Dy1 angeordnet ist, und da von der ersten Dynode Dy1 ausgesandte Sekundärelektronen in Richtung zu der Biegungsmitte der ersten Dynode Dy1 laufen, können die Sekundärelektronen hochwirksam zu der Dynodengruppe Dy1 geführt werden. Des weiteren kommen die von jedem Bereich an der Dynode Dy1 ausgesandten Sekundärelektronen, nachdem sie über fast gleiche Strecken gelaufen sind, an der Dynodengruppe Dy an. Die Elektronen laufen über einheitlichere Zeitlängen von der ersten Dynode Dy1 zu der Dynodengruppe Dy.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in dem Raum zwischen der Dynodengruppe Dy und der ersten Dynode Dy1 zusätzlich eine Plattenelektrode 10 angeordnet. Die Plattenelektrode 10 weist eine rechteckige Plattenform mit einem Paar breiten rechteckigen Flächen und zwei Paar schmalen rechteckigen Rändern auf. Wie aus Fig. 9 hervorgeht, besitzt die Plattenelektrode 10 den schmalen rechteckigen Querschnitt. Wie ebenfalls aus Fig. 9 hervorgeht, ist die Plattenelektrode 10 so ausgerichtet, daß das Paar breite Flächen und ein Paar schmale Ränder in einer zu der Platte der Zeichnung von Fig. 8 senkrechten Richtung verlaufen; so daß ein Rand dieses Paars einem Seitenrand der Metallbox Bo gegenüberliegt; und so daß sich das andere Paar schmale Ränder in einer zu der Netzelektrode 9 senkrechten Richtung erstreckt. Die Plattenelektrode 10 erstreckt sich von nahe an der Dynodengruppe Dy in Richtung zu dem von der Netzelektrode 9 fernsten Ende der ersten Dynode Dy1. Die Plattenelektrode 10 wird mit einem elektrischen Potential versorgt, das das gleiche wie das zu der Netzelektrode 9 gelieferte ist. Die Öffnung R der Metallbox Bo ist deshalb zwischen der Netzelektrode 9 und der Plattenelektrode 10 angeordnet.
Die zweite Reihe von Dynoden Dy2 wird mit einer Spannung beaufschlagt, die höher als die der ersten Dynode Dy1 ist. Die Netzelektrode 9 und die Plattenelektrode 10 werden mit einer Spannung versorgt, die höher als die an die erste Dynode Dy1 angelegte elektrische Spannung ist und niedriger als die an die zweite Dynodenreihe Dy2 angelegte elektrische Spannung ist. Fig. 9 zeigt ein konkretes Beispiel für die an die jeweiligen Teile des Elektronenvervielfachungsabschnitts 6 angelegten Spannungen. Äquipotentialflächen sind mit einem S bezeichnet. Gemäß diesem Beispiel werden die erste Dynode Dy1 und die zweite Dynodenreihe Dy2 mit elektrischen Potentialen von 704 Volt bzw. 810 Volt beaufschlagt. Die Metallbox Bo wird mit 810 Volt beaufschlagt. Die Netzelektrode 9 und die Plattenelektrode 10 werden mit einem elektrischen Potential von 720 Volt beaufschlagt, das ein Zwischenwert zwischen den an die erste Dynode Dy1 und an die zweite Dynodenreihe Dy2 angelegten elektrischen Potentialen ist. In der Dynodengruppe Dy wird die Netzelektrode Me mit einem elektrischen Potential von 704 Volt versorgt. Die dritten bis achten Reihen der Dynoden Dy3-Dy8 werden jeweils mit elektrischen Potentialen von 910 Volt, 1010 Volt, 1110 Volt, 1210 Volt, 1310 Volt und 1410 Volt versorgt. Die Anode 12 wird mit einem elektrischen Potential von 1610 Volt beaufschlagt. Die Dynodenreihe Dy9 wird mit einem elektrischen Potential von 1510 Volt beaufschlagt. Es sei angemerkt, daß die Photokathode 5 mit Null (0) Volt beaufschlagt wird.
Wie oben beschrieben, wird die Netzelektrode 9 mit einer Spannung mit einem Zwischenwert zwischen den an die Dynoden in der Dynodengruppe Dy und die erste Dynode Dy angelegten Spannungen versorgt. Demgemäß stehen Äquipotentialflächen mit elektrischen Potentialen, die niedriger als das elektrische Potential der ersten Dynode Dy1 sind, nicht durch die Einfallöffnung 7a hindurch nach unten hervor, um ins Innere des Elektronenvervielfachungsabschnitts 6 einzudringen. Deshalb entwickeln keine Stellen an der unteren Seite der Einfallöffnung 7a elektrische Potentiale, die niedriger als das der ersten Dynode Dy1 sind. Demgemäß laufen keine von der ersten Dynode ausgesandten Elektronen zu der ersten Dynode Dy1 zurück.
Das auf Grund der Potentialdifferenz zwischen der ersten Dynode Dy1 und der Dynodengruppe Dy erzeugte elektrische Feld ist von der Netzelektrode 9 und der Plattenelektrode 10 umgeben. Da sowohl die Netzelektrode 9 als auch die Plattenelektrode 10 ein Zwischenpotential zwischen der ersten Dynode Dy1 und der Dynodengruppe Dy aufweisen, werden die Äquipotentialflächen S so korrigiert, daß sie im wesentlichen um die Dynodengruppe Dy herum konzentrisch sind. Mit anderen Worten, in Richtung zu der Dynodengruppe Dy konvergieren gleichmäßig elektrische Kraftlinien. Mithin werden elektrische Felder gleichmäßig zwischen der ersten Dynode Dy1 und der Dynodengruppe Dy erzeugt.
Da die Äquipotentialflächen 5 in der Nähe der ersten Dynode Dy1 einheitlich sind, laufen von den jeweiligen Abschnitten "a" bis "e" an der ersten Dynode Dy1 ausgesandte Sekundärelektronen längs entsprechenden Wegen, die in der Figur mit Pfeilen angegeben sind, in Richtung zu der Dynodengruppe Dy. Deshalb treten von der ersten Dynode Dy1 ausgesandte Sekundärelektronen alle in die Dynodengruppe Dy ein. Mit anderen Worten, die gesamte Fläche der ersten Dynode Dy1 dient als effektiver Bereich, um Sekundärelektronen mit Erfolg zu der Dynodengruppe Dy zu liefern. Deshalb ist es möglich, einen weiteren Bereich der ersten Dynode Dy1 zum Liefern von Sekundärelektronen zu verwenden. Die Dynodengruppe Dy kann hochwirksam Sekundärelektronen zur weiteren Vervielfachung sammeln.
Wie oben beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Netzelektrode 9 über der Einfallöffnung 7a vorgesehen. Die Dynodengruppe Dy ist stromab von der ersten Dynode Dy1 vorgesehen, so daß sie von der ersten Dynode Dy1 gelieferte Elektronen vervielfachen kann. Die Dynodengruppe Dy ist nahe an der Biegungsmitte der ersten Dynode Dy1 angeordnet. Die Plattenelektrode 10 und die Netzelektrode 9 werden mit einem Zwischenpotential zwischen dem an die erste Dynode Dy1 angelegten und dem an die Dynodengruppe Dy angelegten Potential versorgt. Demgemäß ist das auf Grund der Potentialdifferenz zwischen der ersten Dynode Dy1 und der Dynodengruppe Dy gebildete elektrische Feld von den Zwischenpotentialen umgeben. Das elektrische Feld ist deshalb gleichmäßig über den Bereich von nahe an der ersten Dynode Dy1 in Richtung zu der Dynodengruppe verteilt. Demgemäß werden von der gesamten Fläche der ersten Dynode Dy1 ausgesandte Sekundärelektronen gleichmäßig zu der Dynodengruppe Dy geführt. Da die Netzelektrode 9 mit dem Zwischenpotential versehen ist, gelangen von einem beliebigen Abschnitt der ersten Dynode Dy1 ausgesandte Sekundärelektronen in im wesentlichen der gleichen Zeitlänge zu der Dynodengruppe Dy.
Im folgenden wird eine Photovervielfacherröhre gemäß der zweiten Ausführungsform an Hand von Fig. 10 bis Fig. 12 beschrieben.
Gemäß der zweiten Ausführungsform ist, wie in Fig. 10 gezeigt ist, die Dynodengruppe Dy gemäß der ersten Ausführungsform durch eine andere Dynodengruppe Dy' ersetzt. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, umfaßt die Dynodengruppe Dy' zweite bis neunte Dynoden Dy2-Dy9 und eine Anode 12, die strichfokussiert angeordnet sind. Die Dynodengruppe Dy' weist einen Öffnungsbereich R auf, so daß Elektronen von der ersten Dynode Dy1 auf die zweite Dynode Dy2 auftreffen können. Der Öffnungsbereich R ist als Zwischenraum zwischen einem näher an der Netzelektrode 9 liegenden Ende E2 der zweiten Dynode Dy2 und einem näher an der Netzelektrode 9 liegenden Ende E3 der dritten Dynode Dy3 definiert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Dynodengruppe Dy' vorgesehen, so daß sich der Öffnungsbereich R in der Nähe der Biegungsmitte der ersten Dynode Dy1 befindet.
Zwischen dem Öffnungsbereich R und der Netzdiode 9 ist an einer Stelle nahe an beiden des weiteren eine Polelektrode 11 vorgesehen. Die Stelle der Polelektrode 11 liegt der Biegungsmitte der ersten Dynode Dy 1 gegenüber. Die Polelektrode 11 verläuft längs eines Seitenrandes der Einfallöffnung 7a in einer zu der Tafel der Zeichnung gemäß Fig. 11 senkrechten Richtung. Andere Teile der Photovervielfacherröhre gemäß der vorliegenden Ausführungsform als die oben beschriebenen sind die gleichen wie die der ersten Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Polelektrode 11 nahe an dem Öffnungsbereich R vorgesehen und wird mit dem oben beschriebenen Potential beaufschlagt. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, kann die Polelektrode 11 Wege nach oben verlagern, längs derer Elektronen in der Nähe der Polelektrode 11 laufen. Demgemäß laufen keine Elektronen durch den Zwischenraum zwischen den Dyoden Dy2 und Dy4. Sämtliche Elektronen von der ersten Dynode Dy1 treten ordnungsgemäß in die zweite Dynode Dy2 ein. Deshalb können die Elektronen hochwirksam zu der Dynode Dy2 geführt werden. Es sei angemerkt, daß die Polelektrode 11 über dem Öffnungsbereich R positioniert ist, so daß die Polelektrode 11 nicht von Elektronen angegriffen wird, die vom gesamten Bereich der ersten Dynode Dy1 ausgesandt werden und die in Richtung zu dem Öffnungsbereich R laufen.
Fig. 12 zeigt auch ein Beispiel für Spannungen, die an die jeweiligen Elemente des Elektronenvervielfachungsabschnitts 6 gemäß dieser Ausführungsform angelegt werden. In der Figur sind auch Äquipotentialflächen 5 gezeigt. Ähnlich wie bei dem Beispiel gemäß der ersten Ausführungsform werden die erste Dynode Dy1 und die zweite Dynode Dy2 mit elektrischen Potentialen von 704 Volt bzw. von 810 Volt beaufschlagt. Die Netzelektrode 9 und die Plattenelektrode 10 werden mit einem elektrischen Potential von 720 Volt beaufschlagt. Die Polelektrode 11 wird mit einem elektrischen Potential von 735 Volt beaufschlagt. Die dritten und vierten Dynoden Dy3 und Dy4 werden mit elektrischen Potentialen von 942 Volts bzw. von 1030 Volt beaufschlagt. Die Photokathode 5 wird mit Null (0) Volt beaufschlagt.
Wie aus der Figur hervorgeht, werden die Äquipotentialflächen S so korrigiert, daß sie um den zwischen der Polelektrode 11 und der Plattenelektrode 10 herum gebildeten Raum im wesentlichen konzentrisch sind. Die Äquipotentialflächen 5 werden im wesentlichen in einem gleichmäßigen Abstand verteilt. Demgemäß konvergieren elektrische Kraftlinien gleichmäßig in den Zwischenraum zwischen der Polelektrode 11 und der Plattenelektrode 10. Da die elektrischen Felder gleichmäßig in der Nähe der ersten Dynode Dy1 verteilt sind, können von sämtlichen jeweiligen Abschnitten "a" bis "e" an der ersten Dynode Dy1 ausgesandte Sekundärelektronen längs entsprechenden Wegen laufen, die in Fig. 12 mit Pfeilen angegeben sind. Alle diese Elektronen können durch den Öffnungsbereich R der zweiten Dynode Dy2 laufen, die zwischen der Polelektrode 11 und der Plattenelektrode 10 angeordnet ist. Die von dem gesamten Bereich der ersten Dynode Dy1 ausgesandten Elektronen können deshalb mit Erfolg in die Dynode Dy2 eintreten.
Im folgenden wird eine Modifizierung der zweiten Ausführungsform an Hand von Fig. 13 und Fig. 14 beschrieben.
Bei dieser Modifizierung weist die erste Dynode Dy1 eine gebogene Form auf, die einen Vierteilabschnitt eines genauen Zylinders bildet. Die Dynode Dy1 weist deshalb eine gleichmäßige Biegung auf. Durch den Abstand zwischen der Einfallöffnung 7a und dem fernsten Ende der ersten Dynode Dy 1 von der Einfallöffnung 7a wird eine vertikale Länge L gebildet. Die Dynoden Dy2 bis Dy9 und die Anode 12 der Dynodengruppe Dy' sind in dem Bereich mit der gleichen vertikalen Länge L untergebracht. Die Photovervielfacherröhre gemäß dieser Modifizierung kann kompakt gestaltet werden.
Wie in Fig. 14 gezeigt ist, können die jeweiligen Elemente des Vervielfachungsabschnitts 6 mit den gleichen Spannungen wie in dem in Fig. 12 gezeigten Beispiel für die zweite Ausführungsform versorgt werden. Wie aus der Figur hervorgeht, sind die Äquipotentialflächen 5 um den zwischen der Polelektrode 11 und der Plattenelektrode 10 herum gebildeten Raum gleichmäßig konzentrisch. Elektrische Kraftlinien konvergieren gleichmäßig in Richtung zu dem Zwischenraum zwischen der Plattenelektrode 10 und der Polelektrode 11. Da die elektrischen Felder gleichmäßig in der Nähe der ersten Dynode Dy1 verteilt sind, laufen von sämtlichen Abschnitten "a" bis "d" an der ersten Dynode Dy1 ausgesandte Sekundärelektronen längs entsprechenden Wegen, die in der Figur mit Pfeilen angegeben sind. Die von dem gesamten Bereich der ersten Dynode Dy1 ausgesandten Elektronen können deshalb mit Erfolg in die Dynode Dy2 eintreten.
Die oben beschriebenen, in Fig. 7, Fig. 10 und Fig. 13 gezeigten drei Arten von Photovervielfacherröhren wurden hergestellt. Diese Photovervielfacherröhren wurden in der in Fig. 9, Fig. 12 und Fig. 14 gezeigten Weise mit elektrischen Spannungen angesteuert. Die herkömmliche Art eines Photovervielfachers mit einem Elektronenvervielfachungsabschnitt gemäß Fig. 1 wurde als Vergleichsbeispiel verwendet. Es wurde die Verteilung in der Zeitlänge gemessen, die Elektronen benötigen, um in jeder Photovervielfacherröhre zu laufen (und die als Laufzeitverteilung (TTS)) bezeichnet wird). Die Meßergebnisse sind im folgenden in der Tabelle gezeigt. Tabelle 1
Bei den Photovervielfacherröhren der Beispiele von Fig. 7, Fig. 10 und Fig. 13 war weniger Änderung bei der Laufzeit der Elektronen zu sehen, als bei der herkömmlichen Photovervielfacherröhre gemäß Fig. 1 zu sehen war. Es ist ersichtlich, daß die Laufzeit der Elektronen in der Photovervielfacherröhre gemäß der vorliegenden Erfindung einheitlicher ist.
Wie oben beschrieben, umfaßt der Elektronenvervielfacher gemäß der vorliegenden Erfindung einen Elektronenvervielfachungsabschnitt zum Vervielfachen von auftreffenden Elektronen. Der Elektronenvervielfachungsabschnitt weist eine erste Einfallöffnung zum Empfangen von zu vervielfachenden Elektronen auf. In dem Elektronenvervielfachungsabschnitt ist eine erste Dynode zum Aufnehmen von durch die erste Einfallöffnung hindurch gelaufenen Photoelektronen und demgemäß zum Aussenden von Sekundärelektronen vorgesehen. Gegenüber der ersten Dynode ist eine zweite Dynode vorgesehen. Die zweite Dynode wird mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, die höher als die der ersten Dynode ist, um die Sekundärelektronen von der ersten Dynode elektrostatisch anzuziehen. Wenn Elektronen durch die erste Einfallöffnung hindurch in den Elektronenvervielfachungsabschnitt eintreten, werden die Elektronen kaskadenartig von der ersten und der zweiten Dynode vervielfacht. Dann werden die vervielfachten Elektronen von einer Anode aufgesammelt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Netzelektrode über der ersten Einfallöffnung des Elektronenvervielfachungsabschnitts vorgesehen. Die Netzelektrode wird mit einer Zwischenspannung beaufschlagt, die höher als die an die erste Dynode angelegte Spannung ist und niedriger als die an die zweite Dynode angelegte Spannung ist. Keine Äquipotentialfläche mit einem Potential, das niedriger als das der ersten Dynode ist, steht durch die erste Einfallöffnung ins Innere des Elektronenvervielfachungsabschnitts vor. Demgemäß laufen keine Elektronen, die von der ersten Diode ausgesandt wurden, zu der ersten Dynode zurück. Des weiteren kann die mit dem Zwischenpotential versehene Netzelektrode die von dem gesamten Abschnitt der ersten Diode ausgesandten Elektronen so steuern, daß sie im wesentlichen über die gleiche Zeitlänge in Richtung zu der zweiten Diode laufen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist des weiteren eine erste Hilfselektrode zwischen der ersten Dynode und der zweiten Dynode vorgesehen. Die erste Hilfselektrode erstreckt sich in einer Richtung, die im wesentlichen rechtwinkelig zu der Netzelektrode ist. Die Netzelektrode und die erste Hilfselektrode werden mit der elektrischen Zwischenspannung beaufschlagt, die höher als die an die erste Dynode angelegte elektrische Spannung ist und niedriger als die an die zweite Dynode angelegte elektrische Spannung ist. In einem Zwischenraum zwischen der Netzelektrode und der ersten Hilfselektrode ist eine zweite Einfallöffnung gebildet. Die zweite Dynode ist in der stromab gelegenen Seite der zweiten Einfallöffnung angeordnet. Von der ersten Dynode weg laufende Sekundärelektronen laufen durch die zweite Einfallöffnung, bevor sie in die zweite Dynode eintreten. Durch die Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Dynode wird ein elektrisches Feld in dem Zwischenraum zwischen der ersten Dynode und der zweitern-Einfallöffnung erzeugt. Das elektrische Feld ist von der Netzelektrode und der ersten Hilfselektrode umgeben, die mit der Zwischenspannung beaufschlagt werden. Deshalb werden Äquipotentialflächen im wesentlichen durch einen gleichmäßigen Abstand zwischen der ersten Dynode und der zweiten Einfallöffnung erzeugt. Elektrische Kraftlinien konvergieren gleichmäßig von dem gesamten Abschnitt der ersten Dynode in Richtung zu der zweiten Einfallöffnung. Demgemäß können von dem gesamten Abschnitt der ersten Dynode ausgesandte Sekundärelektronen gleichmäßig durch die zweite Einfallöffnung hindurch zu der zweiten Dynode geführt werden. Die sowohl an der Netzelektrode als auch an der ersten Hilfselektrode entwickelten Zwischenpotentiale können die von dem gesamten Bereich der ersten Dynode ausgesandten Elektronen so steuern, daß sie im wesentlichen über die gleiche Zeitlänge in Richtung zu der zweiten Diode laufen.
Insbesondere dann, wenn die erste Dynode eine gebogene Form aufweist, die beispielsweise im wesentlichen von einem Viertelabschnitt eines Zylinders gebildet wird, ist die erste Hilfselektrode so angeordnet, daß die zweite Einfallöffnung in der Nähe der Biegungsmitte der ersten Dynode positioniert ist. Deshalb können von dem gesamten Bereich der ersten Dynode ausgesandte Elektronen gleichmäßig zu der zweiten Einfallöffnung geführt werden. Diese Elektronen benötigen die gleiche Zeitlänge, um von der ersten Dynode zu der zweiten Dynode zu laufen.
Wenn des weiteren eine zweite Hilfselektrode an der zweiten Einfallöffnung in der Nähe der Netzelektrode vorgesehen ist, wird die zweite Hilfselektrode mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, die höher als die an die Netzelektrode angelegte elektrische Spannung und niedriger als die an die zweite Dynode angelegte elektrische Spannung ist. Die zweite Hilfselektrode kann die Äquipotentialflächen so modifizieren, daß die Sekundärelektronen wirkungsvoller in die zweite Dynode eingeleitet werden.
Wenn die Dynodengruppe in einem Bereich untergebracht ist, der von der ersten Dynode eingenommen wird, kann der gesamte Elektronenvervielfacher kompakt gestaltet werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen betreffen eine Photovervielfacherröhre. Die vorliegende Erfindung läßt sich auf einen Elektronenvervielfacher anwenden, der nicht mit einer Photokathode versehen ist. Der Elektronenvervielfacher kann mit einer allgemeinen Art einer Kathode als Elektronenquelle versehen werden. Der Elektronenvervielfacher braucht nicht mit einer Kathode versehen zu sein, kann jedoch zum Vervielfachen von Elektronen eingerichtet sein, die von außen zugeführt werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ähnelt die erste Dynode Dy1 der Form eines Viertelabschnitts eines Zylinders. Jedoch kann die erste Dynode Dy1 zu jeder Gestalt geformt werden. Wenn die erste Dynode Dy1 eine gebogene Fläche aufweist, sollte die zweite Dynode vorzugsweise in der Nähe der Biegungsmitte der gebogenen Fläche der ersten Dynode Dy1 angeordnet werden.
Wie oben beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein elektrisches Feld, das auf Grund der Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Dynode erzeugt wird, von beiden Seiten durch die Netzelektrode und die Hilfselektrode (Plattenelektrode) umgeben. Die Netzelektrode und die Hilfselektrode werden mit einem Zwischenpotential zwischen den elektrischen Potentialen der ersten und der zweiten Dynode versorgt. Deshalb wird ein elektrisches Feld gleichmäßig von der ersten Dynode in Richtung zu der Einfallöffnung der zweiten Dynode verteilt. Sämtliche von der ersten Dynode ausgesandten Sekundärelektronen können gleichmäßig zu der zweiten Dynode geführt werden. Alle Elektronen benötigen im wesentlichen die gleiche Zeitlänge, um von der ersten Dynode zu der zweiten Dynode zu laufen.

Claims

1. Elektronenvervielfacher zum Vervielfachen von Elektronen, wobei der Elektronenvervielfacher folgendes umfaßt:

eine Netzelektrode (9), damit die Elektronen durch diese hindurch von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite laufen können;

eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode (9), derselben gegenüberliegend vorgesehene erste Dynode (Dy1) zum Aufnehmen von durch diese hindurchlaufenden Elektronen und zum Aussenden von Sekundärelektronen;

eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode (9), der ersten Dynode (Dy1) gegenüberliegend vorgesehene zweite Dynode (Dy2), wobei die zweite Dynode (Dy2) die von der ersten Dynode (Dy1) ausgesandten Sekundärelektronen aufnimmt, und zum Aussenden von Sekundärelektronen; dadurch gekennzeichnet, daß

sich eine Hilfselektrode (10) auf der zweiten Seite der Netzelektrode (9) befindet und im allgemeinen rechtwinklig zu der Netzelektrode (9) angeordnet ist.

2. Elektronenvervielfacher nach Anspruch 1, des weiteren umfassend eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode (9) vorgesehene zweite Hilfselektrode (11), wobei sich die zweite Hilfselektrode (11) in der Nähe der zweiten Dynode (Dy2) befindet, um das elektrische Feld in der Nähe der zweiten Dynode (Dy2) zu modifizieren.

3. Elektronenvervielfacher nach Anspruch 2, wobei sich die Hilfselektrode (10) zwischen der ersten Dynode (Dy1) und der zweiten Dynode (Dy2) befindet oder sich zwischen diesen erstreckt.

4. Elektronenvervielfacher nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Dynode (Dy 1) eine gekrümmte Fläche mit einer Krümmungsmitte im wesentlichen an einem vorbestimmten Punkt umfaßt und sich die zweite Dynode (Dy2) in der Nähe des vorbestimmten Punktes befindet.

5. Elektronenvervielfacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des weiteren umfassend einen Elektroneneingangsabschnitt zum Aufnehmen der zu vervielfachenden Elektronen; eine zum Trennen der ersten Dynode (Dy1) und der zweiten Dynode (Dy2) von dem Elektroneneingangsabschnitt vorgesehene Wandelektrode (7), wobei die Wandelektrode (7) mit einer ersten Einfallöffnung (7a) ausgebildet ist und die erste Einfallöffnung mit der Netzelektrode (9) verdeckt ist, damit Elektronen von dem Elektroneneingangsabschnitt durch diese hindurchlaufen können, um auf die erste Dynode (Dy1) aufzutreffen.

6. Elektronenvervielfacher nach einem vorhergehenden Anspruch mit einer Kathode zum Aussenden von Elektronen in Richtung zu der Netzelektrode (9) und vorzugsweise mit einer Photokathode (5) zum Aufnehmen von Licht und demgemäß zum Aussenden von Elektronen.

7. Elektronenvervielfacher nach einem vorhergehenden Anspruch, des weiteren umfassend eine Anzahl von Dynoden (Dy3-Dy9) zum kaskadenartigen Vervielfachen der von der zweiten Dynode (Dy2) ausgesandten Elektronen, wobei die zweite Dynode (Dy2) und die Anzahl von Dynoden (Dy3-Dy9) in einer geblätterten Struktur oder in einer in Reihe fokussierten Struktur angeordnet sind.

8. Elektronenvervielfacher nach Anspruch 7, wobei die zweite Dynode (Dy2), die Anzahl von Dynoden (Dy3-Dy9) und eine Anode (12) in einem Bereich mit einer Länge L von der Netzelektrode (9) aus untergebracht sind, wobei die Länge L als Strecke zwischen der Netzelektrode (9) und dem Ende der ersten am weitesten von der Netzelektrode (9) entfernten Dynode (Dy 1) definiert ist.

9. Verfahren zur Verwendung eines Elektronenvervielfachers zum Vervielfachen von Elektronen, wobei der Elektronenvervielfacher folgendes umfaßt:

eine Netzelektrode (9), damit die Elektronen von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite durch diese hindurchlaufen können;

eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode (9) vorgesehene und im allgemeinen rechtwinklig zu der Netzelektrode (9) angeordnete Hilfselektrode (10);

eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode (9), derselben gegenüberliegend vorgesehene erste Dynode (Dy1) zum Aufnehmen der durch diese hindurchlaufenden Elektronen und zum Aussenden von Sekundärelektronen;

eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode (9), der ersten Dynode (Dy1) gegenüberliegend vorgesehene zweiten Dynode (Dy2), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

das Anlegen einer vorbestimmten ersten elektrischen Spannung an die Netzelektrode (9) und die Hilfselektrode (10);

das Anlegen einer vorbestimmten zweiten elektrischen Spannung an die erste Dynode (Dy1), wobei die vorbestimmte zweite elektrische Spannung niedriger als die erste vorbestimmte elektrische Spannung ist; und

das Anlegen einer vorbestimmten dritten elektrischen Spannung an die zweite Dynode (Dy2), wobei die vorbestimmte dritte elektrische Spannung höher als die erste vorbestimmte elektrische Spannung ist und die zweite Dynode (Dy2) zum Aufnehmen der von der ersten Dynode (Dy1) ausgesandten Sekundärelektronen und zum Aussenden von Sekundärelektronen mit einer dritten elektrischen Spannung beaufschlagt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Elektronenvervielfacher eine auf der zweiten Seite der Netzelektrode (9) in der Nähe der zweiten Dynode (Dy2) vorgesehene zweite Hilfselektrode (11) umfaßt, um das elektrische Feld in der Nähe der zweiten Dynode (Dy2) zu modifizieren, und wobei eine vorbestimmte vierte elektrische Spannung, die höher als die vorbestimmte erste elektrische Spannung ist und niedriger als die vorbestimmte dritte elektrische Spannung ist, an die zweite Hilfselektrode (11) angelegt wird.