DE736359C - Sekundaerelektronenvervielfacher - Google Patents

Description

• Sekundärelektronenvervielfacher Die Erfindung betrifft eine Elektronenröhre, in der eine mehrmalige Vervielfachung des Elektronenstroms an nach Art eines Siebes oder Gitters ausgebildeten, quer zur Richtung der Entladung liegenden Prallelektroden stattfindet. Bei den bisher benutzten Röhren dieser Art wurde jede Prallelektrode für sich eingebaut und mit einer eigenen Stromzuführung versehen. Gemäß der Erfindung wird bei derartigen Sekundärelektronenvervielfachern eine Vereinfachung des Aufbaus dadurch erhalten, daß zur Auslösung der Sekundärelektronen ein sieb- oder gitterförmiges Band von hohem Längswiderstand dient, das an einer Spannung liegt und den Weg des Elektronenstrahles mehrfach kreuzend geführt ist, beispielsweise in Zickzackform oder in Form einer um die Kathode herumgelegten Spirale.
• Es ist bei Sekundärvervielfachern mit undurchlässigen Prallelektroden bereits bekannt, an Stelle getrennter, jede für sich an gesonderten Spannungen liegender Prallelektroden eine zusammenhängende Elektrode aus. Widerstandsmaterial zu verwenden. Dabei treten aber die Vorteile, die bei einer durchlässigen Bandelektrode gemäß der Erfindung erzielt werden, nicht ein. Bei Röhren mit undurchlässigen Prallelektroden ist es auch nicht ohne weiteres möglich, das System aus einem einfachen fortlaufenden Band herzustellen. Es sind zumindest noch Zusatzelektroden. erforderlich, durch die die Elektronen in den gewünschten Bahnen geführt werden.
• Durch die Erfindung wird nicht nur die Herstellung eines Prallgittervervielfachers vereinfacht, sondern es wird auch möglich, zahlreiche verschiedene Röhrentypen aus ein und demselben Elektrodenband herzustellen. Da das Band ohnehin elektronendurchlässig sein muß, kann es ohne weiteres biegsam. hergestellt werden, so daß es sich in beliebiger Form führen läßt. Die so erhaltenen Ano,rdnungen zeichnen sich überdies durch günstige elektrische Eigenschaften aus.
• Die Ertindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. i bis 3 als Ausführungsbeispiel je einen Abschnitt der Bandelektrode zeigen, während die Fig. d. und 5 Ausführungsformen von Vervielfaclierröhren darstellen.
• Da ein metallisches, z. B. aus Nickel bestellendes Gewebe auch bei Verwendung sehr dünner Drähte normalerweise einen zu geringen Widerstand besitzt, werden zweckmäßig Spezialgewebe verwendet. Es ist z. B. möglich, bei einem langen, schmalen Streifen eines Gewebes mit etwa quadratischen Maschen die in der Längsrichtung verlaufenden Fäden aus Isolierstoff herzustellen. Auf die eise wird der bei einem reinen Metallnetz vorhandene geringe Widerstand in Längsrichtung ausgeschaltet, und es muß nur noch dafür gesorgt werden, daß die in der Querrichtung nebeneinanderliegenden metallischen Drähte an in der gewünschten Weise ansteigende Potentiale gelegt werden. Dies kann in ähnlicher Weise erreicht werden, wie weiter unten an Hand der Fig. i bis 3 erläutert wird.
• Eine andere Ausführung besteht darin, daß die Längsfäden ganz fortgelassen werden. In Fig, i ist ein dünner Nickeldraht i abwechselnd an zwei isolierenden Trägern 2 aus biegsamem Material, z. B. Glimmer, befestigt und zickzackförmig hin und her geführt. Die Auslösung der Sekundärelektronen findet also stets an diesem fortlaufenden Draht statt, der an seinen Enden an eine Spannung von z. B. iooo Volt gelegt wird. Die Anordnung der Fig. 2 ähnelt der der Fig. i, nur ist der Draht i hier auf zwei verschiedene Weisen um die Träger 2 herumgewickelt. Bei Fig. 3 werden die Auslöseoberflächen nicht durch einen einzigen zusammenhängenden Draht, sondern durch zahlreiche einzelne nebeneinander auf den Trägern 2 befestigte Abschnitte 12 gebildet, wie es für -einen nach einem anderen Prinzip arbeitenden Sekundärverstärker bereits bekannt ist. In diesem Fall erhalten die Drähte oder Streifen ihre Spannung über die Träger. Zu diesem Zweck wird einer oder werden beide Träger aus Widerstandsmaterial oder einem geeigneten Halbleiter hergestellt, oder aber es wird auf eine isolierende biegsame Grundlage eine Widerstandsschicht 13 gebracht, mit der die Drahtelemente in i -iuf, leitender Berührung stehen. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, eine Unterteilung der Elektrodenbänder in mehrere Abschnitte vorzunehmen oder aber verschiedenartige Bandelektroden zu verwenden. Um in den höheren Stufen die durch den starken Strom eintretende Erhitzung unschädlich zu machen, kann dort mit Vorteil ein Band aus einer temperaturbeständigen Bariumlegierüng verwendet werden, während die ersten Stufen in der üblichen Weise aus Nickel oder Silber bestehen und oberflächlich z. B. mit Cäsium formiert sind.
• Das so hergestellte Band wird mit Hilfe von geeigneten Haltegliedern i- (Fig. d.), z. B. isolierenden, parallel zueinander angeordneten Stäben, in die Röhre eingebaut. Bei der Anordnung der Fig. .I ist innerhalb der Reihre 3 mit .f eine Photokathode bezeichnet, von der die Elektronen in Richtung auf den ersten Abschnitt des Elektrodenbandes 5 gezogen werden. Die hier erzeugten Sekundärelektronen fallen auf den zweiten Abschnitt usw. Eine Anode G dient als Ausgang. Obwohl bei dieser Anordnung der Abstand gegenüberliegender Punkte zweier aufeinanderfolgender Auslöseflächen nicht überall gleich ist, kan n das Feld annähernd homogen gemacht werden, da einem größeren Abstand zweier gegenüberliegender Punkte auch eine größere Potentialdifferenz entspricht. In den höheren Stufen ist derAbstand derAuslöseflächen fortlaufend kleiner gewählt, damit unerwünschte Raumladungsstörungen vermieden werden. Infolgedessen ist auch die Spannungsdifferenz aufeinanderfolgender Flächen etwas geringer. Dies ist jedoch kein Nachteil, sondern kann sogar durchaus zweckmäßig sein, da auf die Weise die Belastung der höheren Stufen geringer und eine übermäßige Wärmeentwicklung vermieden wird.
• Bei der Röhre 7 der Fig. 5 befindet sich in der Röhrenachse eine längliche Glühkathode S, die von einem Steuergitter g umgeben ist. Die Bandelektrode io ist in diesem Fall spiralig um das Gitter-Kathoden-System herumgeführt. Es wird hierdurch der wesentliche Vorteil erhalten, daß die Prallflächen von Stufe zu Stufe größer werden, so daß die Belastung je Flächeneinheit und auch die Stromdichte ungefähr Iconst.:nt bleiben. Infolgedessen wird in den höheren Stufen eine übermäßige Erwärmung vermieden, und es können sich auch keine störenden Raumladungen ausbilden. Die Anode ist als Wandbelag i i ausgebildet. Sie kann auch selbst einen Teil der Röhrenwandung darstellen. Da bei dieser Anordnung die Spannungsdifferenz zwischen zwei einander umschließenden Windungen in den höheren Stufen zunächst immer größer ist, können Mittel vorgesehen werden, durch die die Spannungsdifferenz auf- einen gewünschten, z. B. von Stufe zu Stufe gleichbleibenden Wert eingeregelt wird. Es kann z. B. ein Elektrodenband verwendet werden, welches nach seinem einen Ende hin einen fortlaufend geringeren Längswiderstand besitzt. Wird eine Elektrode nach Fig.3 verwendet, so kann der Längswiderstand auf einfache Weise durch entsprechend ungleichmäßige Dicke der Widerstandsschicht erzeugt werden.
• Werden die Auslöseoberflächen nachträglich formiert, so muß dafür Sorge getragen werden, daß bei diesem Vorgang der gewünschte Wert des Längswiderstandes nicht gefälscht wird. Es kann z. B. die Leitfähigkeit der vorzugsweise aus Silber und Cäsium bestehenden Überzugsschicht von vornherein in Rechnung gestellt werden, oder aber es wird gerade eine solche Schicht (z. B. als Belag 13 der Fig. 3) zur leitenden Verbindung der Auslöseelemente benutzt. Ein anderer Weg besteht darin, daß bei einem Band entsprechend der Fig. 3 dafür gesorgt wird, daß sich die Träger 2 nicht mit Silber bzw. Cäsium bedecken können. Es kann zu diesem Zweck auch eine nachträgliche Erhitzung an diesen Stellen vorgenommen werden. Schließlich ist es möglich, an Stelle einer zusammenhängenden Silber-Cäsium-Oberfläche zahllose voneinander getrennte Elemente zu benutzen, wie sie bei 11Tosaikkathoden für Bildspeicherröhren gebräuchlich sind. Die Unterhaltung kann nach irgendeinem der gebräuchlichen Verfahren vorgenommen werden.
• Es ist klar, daß die beschriebenen Röhren und ebenso weitere nicht im einzelnen aufgeführte' Typen mit ein und derselben Sorte Elektrodenband hergestellt werden können. Dieses braucht nur in gewünschter Länge abgeschnitten und beim Einbau in die Röhre entsprechend geführt zu werden.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Sekundärelektronenvervielfacher, bei dem eine mehrmalige Vervielfachung an nachArt eines Gitters oderSiebes ausgebildeten, quer zur Richtung der Entladungsbahn liegenden Prallelektroden vorgenomnicn wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auslösung der Sekundärelektronen ein sieb- oder gitterförmiges Band von hohem Längswiderstand dient, das an einer Spannung liegt und den Weg des Elektronenstrahles mehrfach kreuzend geführt ist, beispielsweise in Zickzackform oder in Form einer um die Kathode herumgelegten Spirale.
2. 2. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Sekundärelektronenerzeugung dieiiende Bandelektrode biegsam ist.
3. 3. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseelemente aus quer zur Bandlängsrichtung liegenden sekundäremittierenden Drähten oder Streifen bestehen. d..
4. Sektmdärelektronenv ervielfacher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslös.eelemente durch einen einzigen fortlaufend zwischen zwei Trägern lein und her geführten Draht bzw. ein solches Band gebildet werden.
5. 5. Sekundärelektronenv ervielfacher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zahlreiche Drahtstücke oder -streifen nebeneinander auf Trägern befestigt sind, von denen zumindest der eine aus Widerstand-,in-,iterial besteht oder mit einer Widerstandsschicht versehen ist. G.
6. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Prallelektrode ein Gewebeverwendet wird, bei dem die in der Bandlängsrichtung verlaufenden Fäden aus Isoliermaterial bestehen. .
7. Sekundärelektronenv erv ielfacher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der hochemittierende, vorzugsweise Silber und Cäsium enthaltende überzug auf den Auslöseoberflächen nach Art einer Mosaikkathode in zahllose Elemente aufgeteilt ist. i;.
8. Sekundärelektronenvervielfachernach Anspruch i, mit Zickzackanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß hintereinanderliegende Prallelektroden in den höheren Stufen geringere Abstände voneinander besitzen als in den ersten Stufen.
9. 9. Sekundärelektronenvervielfachernach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Längswiderstand des Bandes nach dein einen Ende hin abnihmt. io. Sekundärelektronenvervielfachernach Anspruch i oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Auslöseelemente miteinander leitend verbindende Widerstandsschicht aus der gleichen Substanz besteht i wie der hochemittierende Überzug der Auslöseelemente.