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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.