DE703695C

DE703695C - Sekundaerelektronenvervielfacher

Info

Publication number: DE703695C
Application number: DE1938F0084696
Authority: DE
Inventors: Philo T Farnsworth
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1937-03-22
Filing date: 1938-03-23
Publication date: 1941-03-14
Also published as: US2189358A

Description

In dem Hauptpatent wird ein Sekundärelektronenvervielfacher zur Verstärkung und Schwingungserzeugung beschrieben, bei dem in einer Vakuumröhre eine geschlossene, auf ihrer Innenseite sekundäremittierende Kathode angeordnet ist, die eine durchbrochene Anode umschließt.

Die dort beschriebene Anordnung eignet sich sowohl für ein Verfahren, bei dem die Laufzeit der Elektronen etwa gleich der Schwingungsperiode der Wechselspannung ist, als auch für ein solches, bei dem die Laufzeit kurz" gegen die Schwingungsperiode ist. Es hat sich nun gezeigt, daß für einen rationellen Betrieb der Röhre nach dem letzteren Verfahren bestimmte Konstruktionsvorschriften eingehalten werden müssen.

Zu diesem Zweck wird der in dem Hauptpatent beschriebene Sekundärelektronenvervielfacher in der Weise weitergebildet, daß gemäß der Erfindung im Innern einer geschlossenen, vorzugsweise zylindrischen Kathode (deren Innenoberfläche stark Sekundärelektronen emittiert) eine durchbrochene, ebenfalls in sich geschlossene Anode angeordnet wird, deren Abstand von der Kathode klein gegen den Kathodendurchmesser ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Flugzeit der Elektronen auch bei verhältnismäßig niedriger Anodenspannung kurz gegen die 3& Schwingungsperiode gehalten werden kann, da die .Elektronen, auf einem relativ kleinen Wege auf maximale Geschwindigkeit gebracht werden, die Anode mit dieser Geschwindigkeit

durchlaufen und wieder auf kurzem Wege abgebremst werden.

Da die Elektronen eine verhältnismäßig lange Strecke in dem feldfreien Raum innerhalb der Anode verweilen, werden zweckmäßig Mittel vorgesehen, damit die Elektronen nicht in unerwünschten Richtungen aus der Anode herausdiffundieren und dort zu Aufladungen der Glaswand führen oder ίο gegebenenfalls für den Vervielfachungsprozeß verlorengehen. Zu diesem Zweck werden z. B. flanschartige Abschirmungen an den offenen Enden des Kathodenzylinders angebracht, oder es wird eine kugelförmige Aus- ¹S bildung der Kathode und Anode vorgesehen. Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der einige Ausführungsbeispiele gezeigt sind. Fig. I stellt schematisch einen Schnitt durch die Röhre der Erfindung dar. Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Ebene 2-2 der Fig. 1. Fig. 3,4 und 6 sind andere Ausführungsformen der Erfindung, während Fig. 5 einen Vervielfacher mit kugelförmigen Elektroden darstellt. Einander entsprechende Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

In der Röhre 1 der Fig. 1 ist mit 2 und 3 je ein Quetschfuß bezeichnet. Im Innern sind die Anode 4 und die Kathode 6 angeordnet, die auf Stützen 5 bzw. 7 ruhen und durch Leitungen. 8 bzw. 9 herausgeführt sind. Die Innenfläche 10 der Kathode ist so beschaffen, daß sie stark sekundäremittiert. Die ganze Kathode kann z. B. aus Aluminium oder einer Barium-Nickel-Legierung bestehen. Zum Betrieb der Röhre werden Kathode und Anode über einen Schwingungskreis 11 miteinander verbunden. Ferner wird - die Anode über eine Hochfrequenzdrossel 14 mit der Gleichspannungsquelle 12 verbunden. Die Anode wird so groß gemacht, daß ihre äußere Oberfläche dicht an die Innenfläche der Kathode herankommt, infolgedessen werden die Elektronen durch die Öffnungen der Anode ⁴S beschleunigt, kehren jedoch sofort zurück und treffen wieder an einer Stelle auf die Kathodenfläche auf, die in der Nähe des Ausgangspunktes liegt. Es wird also nicht der ganze Innenraum durchlaufen. Dieser Vorgang spielt sich mehrere Male während einer Periode ab, so daß ein höherer Wirkungsgrad erzielt wird.

Bei der Röhre der Fig. 3 ist an jedem Ende der Kathode ein flanschartiger Ansatz 15 angebracht, so daß die Öffnung am Ende der Kathode erheblich verkleinert wird. Ein solches Verschließen der Kathodenenden stellt keine Nachteile vom Standpunkt der Lichtzufuhr dar, da die Röhre grundsätzlich ohne Belichtung der Kathode arbeiten kann. Es wird aber der Vorteil gewonnen, daß keine i Elektronen aus dem Innenraum heraus auf die Röhrenwandung gelangen können. Bei der Anordnung der Fig. 1 können die Feldlinien an den Zylinderenden offensichtlich so verlaufen, daß die Elektronen über den Rand der Kathode 6 hinaustreten und auf die Röhrenwandung fallen. Bei großer Geschwindigkeit können sie mit hoher Energie auf die Röhrenwandung treffen und besonders bei Hochleistungsröhren dort die Glaswand anstechen oder eine derartige Wärme erzeugen, daß die Röhre beschädigt wird. Werden dagegen die Kathodenenden mit flanschartigen Ansätzen 15 versehen, so werden praktisch alle Elektronen am Austritt aus dem Vervielfacherraum gehindert.

Sollen die Enden dieses Raumes vollständig verschlossen werden, so können isolierende Schirme 16, 17 verwendet werden, wie es Fig. 4 zeigt. Sie werden auf der einen oder der anderen oder auch auf beiden Elektroden montiert, so daß sie diese in ihrer Lage festhalten und zugleich eine Sperrung für Elektronen darstellen. Wenn Elektronen auf diesen Schirm gelangen, so werden sie dort eine solche Aufladung bewirken, daß weitere Elektronen von dem Schirm ferngehalten werden. Eine andauernde Erhitzung ist dann nicht mehr möglich.

Bei der Röhre der Fig. 5 besitzt die Kathode die Form einer Kugel, während die Anode als durchbrochene, mit der Kathode konzentrische Kathode ausgebildet wird.

Fig. 6 zeigt eine Anordnung, die Vorzugsweise bei Hochleistungsröhren Anwendung findet. Der größere Teil der Röhrenwandung wird durch die metallische Kathode 6 gebildet, die zweckmäßig aus Kupfer besteht und mit einer an sich bekannten Kupferglasverschmelzung 18 mit der übrigen Röhrenwand ι verbunden ist. Die Innenfläche der Kathode 6 kann wie die Kathode der Fig. ι formiert werden. Falls erforderlich, kann die Kathode im Betrieb gekühlt werden. Dies ist um so vorteilhafter, als die Mehrzahl der sekundäremittierenden Substanzen einen niedrigen Schmelzpunkt besitzt und infolgedessen vor Erhitzung geschützt werden muß.

Claims

Patentansprüche:

ι . Sekundärelektronenvervielfacher, bei dem zwischen Anode und Prallelektrode außer einer Gleichspannung eine Wechsel- "5 spannung liegt, deren Schwingungsdauer lang ist gegen die Laufzeit der Sekundärelektronen nach Patent 681 990, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer geschlossenen, vorzugsweise zylindrischen iao Kathode, deren Innenoberfläche stark Sekundärelektronen emittiert, eine durch-

brochene, ebenfalls in sich geschlossene Anode angeordnet ist, deren Abstand von der Kathode Mein ist gegen den Kathodendurchmesser.
2. Vervielfacher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder beide Enden der zylindrischen Kathode mit einem flanschartigen Ansatz versehen sind, der den von der Kathode umschlossenen Raum weitgehend gegen den übrigen Röhrenraum abschirmt.
3. Vervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der zylindrischen Kathode vollständig mit Isolierscheiben verschlossen sind, die zweckmäßig zugleich zur Halterung der Elektroden dienen.
4. Vervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden als konzentrische Kugeln ausgebildet sind.
5. Vervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die insbesondere aus Kupfer bestehende Kathode einen Teil der Röhrenwandung bildet und erforderlichenfalls durch äußere Mittel gekühlt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen