DE740855C - Sekundaerelektronenvervielfacher mit einer Folge von den Entladungsraum allseitig abgrenzenden, mit Prallplatten versehenen metallischen Elektroden - Google Patents

Description

• Sekundärelektronenvervielfacher mit einer Folge von den Entladungsraum allseitig abgrenzenden, mit Prallplatten versehenen metallischen Elektroden Die Erfindung betrifft eine neue Elektroderiform für Sekundärelektronenvervielfacher mit elektrostatischer Wirkungsweise. Es sind verschiedene Ausführungsformen bekannt, von denen unter anderen eine in Abb, z dargestellte Form gebräuchlich ist. Ein kleines Metallkästchen, beispielsweise aus Silberblech, weist an einer Seite als Begrenzungsfläche ein weitmaschiges Geflecht d aus dünnem Draht auf. Durch dieses Geflecht können die Primärelektronen (durch den Pfeil angedeutet) eintreten und gelangen auf die gekrümmte Rückwand b, die so beschaffen ist, daß beim Auftreffen der Elektronen Sekundärelektronen freigemacht werden, die durch die offene Seite c zur nächsten Elektrode mit höherem Potential gelangen können. Diese Elektrodenform hat verschiedene Nachteile. Durch den großen Abstand der Flächen a und b benötigen die Elektronen eine überflüssig große Laufzeit, zumal auf dieser Strecke die Elektronen nicht mehr beschleunigt werden. Ferner fängt das Gitter a relativ viele Elektronen ein, und es können die an der Fläche b ausgelösten Sekundärelektronen von manchen Stellen schwer zur nächsten Elektrode abgesaugt werden, weil sie nach allen verschiedenen Richtungen emittiert werden und zufolge ihrer nicht unbeträchlichen mittleren Anfangsgeschwindigkeit von einigen Volt trotz der Feldwirkung der nächsten Elektrode von irgendeiner Wand der Ausgangselektrode eingefangen werden können. Da ihre Auftreffgeschwindigkeit dann gering ist, werden keine Sekundärelektronen ausgelöst, und die eingefangenen Elektronen sind für den Vervielfachungsprozeß verloren.
• Eine «eitere bekannte Elektrodenform ist z. B. in der französischen Patentschrift 792 249 beschrieben. An eine Prallplatte ist unter einem schiefen Winkel eine .im Verhältnis zum Durchmesser der Prallplatte lange Röhre angesetzt, deren vorderes Ende von einem Gitter abgeschlossen wird. Bei dieser Anordnung ist der Abstand zwischen der Eintrittsöffnung für die Elektronen und der Prallplatte noch wesentlich größer als bei der in Abb. i gezeigten, und der Einfluß des Feldes der folgenden Elektrode ist gerade vor der Prallplatte besonders stark. Auf dem langen Weg zwischen Eintrittsöffnung und Prallplatte sind die Elektronen keinem Beschleunigungsfeld mehr unterworfen und auf dieser ganzen Strecke daher verhältnismäßig leicht von ihrer Bahn ablenkbar. Außerdem wird in diesem Raume die Entstehung von Raumladungen begünstigt.
• Zur Vermeidung dieser Nachteile hat bei einem Sekundärelektronenvervielfacher mit einer Folge von den Entladungsraum allseitig abgrenzenden, aneinander anschließend angeordneten, mit Prallplatten versehenen metallischen Elektroden nach der Erfindung jede Elektrode die Form eines rechtwinkligen Hohlprismas mit dreieckigem Querschnitt, dessen Grundfläche als Prallplatte ausgebildet ist, und dessen eine, den ankommenden Elektronen senkrecht zugekehrte Kathetenfläche durch eine Reihe von zu den brechenden Kanten des Prismas parallelen Drähten ersetzt ist, während die andere Kathetenfläche als Austrittsöffnung für die an der Prallplatte ausgelösten Sekundärelektronen ausgebildet ist.
• Die einzelnen Elektroden werden so gebaut, wie durch ein schematisches Beispiel in Abb. 2 angedeutet ist. An Stelle des Drahtgitters a der Elektrode nach Abb. i treten einige dünne parallele Drähte d, die das Potential dieser Ebene ebenfalls definieren, leichter herstellbar sind und weniger Primärelektronen wegfangen. An Stelle der gekrümmten Rückwand b tritt eine unter 45' zur Drahtebene d und zur Ausgangsöffnungsebene f liegende ebene Sekundäremissionsfläche e. Die Ein- und Austrittsöffnungen für die Elektronen sind quadratisch. Die Sekundäremissionsfläche c liegt elektronenoptisch günstiger zu der iitin folgenden Elektrode mit höherem Potential, als dies bei der Ausführung nach Abb. i der Fall ist, denn die Absaugwirkung auf die Sekundärelektronen ist wegen der günstigen Neigung der Rückwand und des höheren Absaugfeldes besser. Da zudem auch der Weg der Primärelektronen bis zur Rückwand e kürzer ist, ergibt ;ich zusammen mit der besseren Absaugwirkung eine Herabsetzung der Raumladung; dies ist besonders in den Endstufen mit größeren Strömen von Wichtigkeit. Je schräger die Primärelektronen auf die Fläche auftreffen, um so größer ist die Ausbeute an Sekundärelektronen, und daher bietet auch in dieser Hinsicht die neue Ausführung nach Abb. 2 gegenüber der bekannten einen Vorteil. Durch das Absaugfeld wird kurz vor dem Auftreffen der Primärelektronen noch ihre Bahn gekrümmt und dadurch der Elektroneneinfallswinkel günstig beeinflußt. Die Elektrode mit ebener Emissionsfläche e ist außerdem wesentlich einfacher herzustellen als die bekannten Elektronenformen, denn die Elektrode nach der Abb. 2 kann in einfacher Weise aus einem gestanzten Blechstück ohne Nähte (vgl. Abb. 3) durch Biegen hergestellt werden. Die Ausführungsformen nach Abb. i erfordern eine Verlötung der bei der Zusammenbiegung entstehenden, möglichst abzudichtenden Nähte, außerdem wird mehr Material benötigt.
• Weitere Vorteile ergeben sich durch die einfache geometrische Gestalt der Elektroden nach der Erfindung, da sich auf engstem Raume eine große Anzahl von Elektroden unterbringen läßt und man daher einen im Verhältnis zur erzielten Verstärkung sehr kleinen Verstärker erhält.
• Abb. 4 zeigt schematisch eine solche Anordnung mit günstiger Raumausnutzung.
• Zur Verminderung der Raumladung bringt man hei einfachen Elektronenröhren hiiufig parallel zur Anode noch positiv geladene, die Elektronen beschleunigende gitterf6rniige Elektroden an.
• Solche Beschleunigungsgitter können auch bei den neuen Elektroden verwendet werden, wie die Abb. 5 und 6 zeigen. Während nach der Bauart gemäß Abb. i die Biegung der Gitter eine gewisse Schwierigkeit bereitet, ist es bei den geraden Emissionsflächen e leicht möglich, solche Gitter g parallel zu ihnen einzubauen. Auch das Abirren von Elektronen vom vorgesehenen Entladungsweg wird durch die Gitter g herabgesetzt. Gänzlich vermieden wird diese Erscheinung jedoch noch nicht, und es ist anzunehmen, daß die Glaswand des -\'al,:tiumgefäßes Elektronen adsorbiert, die von Zeit zu Zeit wieder abgegeben werden. Dadurch treten sprunghafte Spannungsänderungen auf, die das gleichmäßige Arbeiten des Vervielfachers erheblich stören. Zur Beseitigung dieses Mißstandes ist nach der Erfindung die Glaswand innen oder außen mit einer leitenden Schicht belegt, die eine solche negative Vorspannung erhält, daß die Elektronen gar nicht bis zur Wand gelangen und daher auch nicht an ihr haften können. An Stelle einer Glasumhüllung kann als Gefäß für die Elektroden des Vervielfachers auch ein Metallgehäuse nach Art der Metallröhren verwendet. werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:, r. Sekundärelektronenvervielfacher mit einer Folge von den Entladungsraum allseitig abgrenzenden, aneinander anschließend angeordneten, mit Prallplatten versehenen metallischen Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß- jede Elektrode die Form eines rechtwinkligen Hohlprismas mit dreieckigem Querschnitt hat, dessen Grundfläche (e) als Prallplatte ausgebildet ist, und dessen eine, den ankommenden Elektronen senkrecht zugekehrte Kathetenfläche (d) durch eine Reihe.von zu den brechenden Kanten des Prismas parallelen Drähten ersetzt ist, während die andere Kathetenfläche (t) als Austrittsöffnung für die an der Prallplatte ausgelösten Sekundärelektronen ausgebildet ist.
2. 2. Sekundärelektronenvervielfachernach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Hohlprismas unmittelbar vor der Prallplatte parallel zu dieser ein auf höherem Potential als die Prallplatte liegendes Metallnetz (g) vorgesehen ist (Abb. 5).
3. 3. Sekundärelektronenvervielfachernach Anspruch z oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein abschirmender metallischer und auf negativem Potential gegenüber den Potentialen der Elektroden gehaltener, die Elektrodenanordnung umgebender, gegebenenfalls als Röhrenwandbelag ausgebildeter flächenhafter Körper innerhalb oder außerhalb der Röhre angeordnet ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren in Betracht gezogen worden: französische Patentschrift Nr. 792- 2q-9; amerikanische - - 2 o69 44i.