DE756076C - Anordnung zur Erzeugung eines Elektronenstrahles mit Hilfe eines Vervielfachers - Google Patents

Description

Es ist bekannt, an. den Röhrenhals einer Etektronensitrahlröbre ein seitliches Rohr anzuschmelzen und hierin eine Glühkathode anzuordnen, deren Elektronen in Richtung auf eine in der·Achse, des Hauptgefäßes angeordnete Prollelektrode beschleunigt werden ■und dort Sekundärelektronen auslösen. Diese Sekundärelektronen werden zu dem eigentlichen Elektronenstrahl gebündelt und beaufschlagen den Leuchtschirm.

Bei der eirfindungsgemäßen Anordnung zur Erzeugung des Elektronenstrahls einer Elektronenstrahlröhre, insbesondere für Fernsehzwecke, mit Hilfe eines Vervielfachers wird

als Vervielfacher ein Pendelvervielfacher benutzt, an dessen Prallelektroden eine Wechselspannung liegt. An den Enden der parallelen Prallelektroden sind senkrecht zu ihren Ebenen zwei weitere an einer derartigen Gleichspannung liegende Platten vorgesehen, daß ein an einem Ende der Prallelektroden in den Vervielfacherraum eintretender Elektronenstrahl als unter Wirkung des Magnetfeldes gebündelter Strahl am anderen Ende austritt.

Unter dem Namen Pendelvervielfacher sind solche Vervielfacher bekanntgeworden, die aus zwei gegenüberliegenden Prallelektroden

bestehen, zwischen denen die Elektronen unter dem Einfluß eines Wechselfeldes hin und her pendeln und bei denen ein Magnetfeld vorgesehen ist, welches die Prallelektroden senkrecht durchsetzt.

Auch sind bereits Vervielfacher bekannt, bei denen ein Elektronenstrahl in einen Vervielfacherraum eintritt, in diesem mehrmals unter dem Einfluß einer stabförmigen Beschleunigungselektrode und eines in Richtung auf die Ausgangselektrode zunehmenden Potentialfeldes hin und her pendelt und schließlich auf die Ausgangselektrode trifft. Diese beiden letzten Vervielfacher unterscheiden sich wesentlich von der erfindungsgemäßen Anordnung dadurch, daß sie kein gebündelter Elektronenstrahl verläßt·, sondern der verstärkte Elektronenstrahl lediglich als Leitungselektronenstrom ausgenutzt wird. An Hand eines in der Abbildung dargeste 11-ten Ausfülirungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben. Die Abbildung ist rein schematisch und stellt nicht die ganze Röhre dar, sondern nur den Teil, der zum Verständnis der Erfindung notwendig ist.

In einem nicht dargestellten entlüfteten Gefäß befindet sich ein Elektronenstrahlerzeuger (nicht dargestellt), der in bekann ter Weise ausgebildet sein kann. Dieser kann gegebenenfalls in seiner Intensität moduliert sein. Der Strahl ist durch die strichpunktierte Linie ι dargestellt und tritt durch eine Öffnung 2 in der Nähe des Endes einer der sekundär emittieren den Platten 3,4, die im folgenden Prallelektroden genannt werden, hindurch und wird auf der gegenüberliegenden Prallelektrode 4 fokussiert. Die Prallelektroden brauchen keine der üblichen ι Atom starken Schichten zu besitzen, d. h. sie brauchen nicht mit dünnen Schichten von Cäsium od. dgl. überzogen zu sein, sondern können aus einfachen rechteckigen Platten aus Wolfram, Nickel, Molybdän, Aluminium oder einem anderen vakuumteehnisch geeigneten Metall bestehen. Sie sind parallel zueinander und mit etwa 10 cm Abstand derart augeordnet, daß sie etwa senkrecht zur Richtung des Elektronenstrahles verlaufen. Senkrecht zu den Prallelektroden sind Ablenkplatten 5, 6 angeordnet, die parallel zueinander verlaufen. Sie überbrücken nahezu den ganzen Raum zwischen den Prallelektroden und liegen etwa am Ende der Prallelektrodeu. Zwischen den beiden Ablenkplatten 5, 6 wird von einer nicht dargestellten Quelle ein geeignetes Gleichfeld erzeugt, so^ daß die auf irgendeinem Punkt einer Prallelektrode ausgehenden Elektronen auf der anderen in einem Punkt auftreffen, der nicht genau gegenüberliegt, sondern etwas in Richtung zu dem von der Öffnung 2 entfernter liegenden Ende des I'rallelektrodenpaares verschoben ist. Die von einem Punkt auf einer Prallelektrode ausgesandten und auf der gegenüberliegenden Prallelektrode auf treffenden Elektronen werden mit.Hilfe eines Magnetfeldes auf dieser gegenüberliegenden Prallelektrode zumindest angenähert fokussiert. Das Magnetfeld wird von einer Spule 7 erzeugt, welche um das Gefäß herumgewickelt ist. Die Kraftlinien des Magnetfeldes verlaufen angenähert senkrecht zu den Prallelektrodenflächen. In dem Raum zwischen den Prallelektroden wird ein hochfrequentes elektrostatisches Feld erzeugt. Es ist festgestellt worden, daß die Frequenz dieses Feldes einer Wellenlänge entsprechen sollte, die etwa ebensoviel Meter lang ist, wie der Abstand der Prallelektroden voneinander in Zentimetern beträgt, vorausgesetzt, daß die Geschwindigkeit, mit der die Elektronen auf die Platten auftreffen, einer Beschleunigung durch eine Spannung in der Größenordnung von 900 Volt entspricht. Infolgedessen muß für die oben angegebenen Werte ein Hochfrequenzfeld von 10 m Wellenlänge augelegt werden. Dieses Feld kann unmittelbar durch eine Spule 8 erzeugt werden, die direkt mit den Prallelektroden verbunden und mit der Ausgangsspule eines Oszillators mit einer Wellenlänge von 10 m (nicht dargestellt) gekoppelt ist. Betriebsmäßig treffen die von einer Prallelektrode. infolge der Beschießung durch den Primärstrahl erzeugten Sekundärelektronen mit genügender Geschwindigkeit auf die andere auf, um dort eine größere Anzahl xon Sekundärelektronen zu erzeugen. Diese"· Sekundärelektronen treffen ihrerseits wieder auf die erste Prallelektrode auf. Die Betriebsspannungen sind so gewählt, daß bei jedem Aufprall eine nennenswerte Elektronenvervielfachung erhalten wird. Wird beispielsweise Nickel als Elektrodenmaterial für die Prallelektroden verwendet und ein Stoßpotential von etwa Volt benutzt, dann wirdetwadie2,5fache Anzahl der primär auftreffenden Elektronen an Sekundärelektronen erzeugt. Dieses Vervieliachungsverhäknis bleibt angenähert konstant, auch wenn die Betriebsströme und Spannungen dazu führen, daß die Prallelektroden auf dunkle Rotglut erhitzt werden. Der von den Elektronen zwischen den beiden Prallelektrodeu zurückgelegte Weg ist zickzackförmig, beispielsweise wie durch die Linie P₀, P₁, P₂, F₃, P₁, P₅, P₆, P₇ angedeutet. Die dargestellte Bahn soll nicht genau den Elektronenweg darstellen, sondern dient nur zur Erläuterung. Die letzte Strecke der Zickzackbahn führt durch eine öffnung 9 der Prallelektroden, die man mit Ausgangsöffnunsr bezeichnen kann. Vorzugsweise ist

die Öffnung in der Prallelektrode 4 angebracht, die der Elektrode, die die Eingangsöffnung 2 besitzt, durch die der Elektronen-• strahl eintritt, gegenüberliegt. Nach dem Verlassen der Ausgangsöffnung 9 passiert der Elektronenstrahl, beispielsweise zu Abtastizweeken, irgendein bekanntes Ablenkplattensystem 10, 11 und fällt auf einen Fluoreszenzschirm oder irgendeine andere Auffangfläche (nicht dargestellt). Bei den oben angegebenen Werten ist ein Magnetfeld von etwa 3000 Gauß erforderlich, um eine saubere Fokussierung zu erzeugen. Natürlich hängt aber der Wert des Magnetfeldes in jedem Einzelfall von den Spannungen der Prallelektroden ab. Das zwischen den Ablenkplatten 5, 6 angelegte Feld muß verhältnismäßig klein bleiben, da sonst dieses Feld zusammen mit dem starken Magnetfeld unerwünschte spiralförmige Elektronenwege erzeugt.

Vorzugsweise wird vor jeder Prallelektrode ein Raumladegitter (nicht- dargestellt) mit sehr groben Maschen und sehr feinem Draht in einem Abstand von wenigen Millimetern angeordnet.-

Wenn die Hochfrequenzeingangsspule 8 mit den Prallelektroden 3, 4 verbunden ist, dann verbindet man am besten jedes Raumladegitter miß der zugehörigen Prallelektrode über eine Spannungsquelle, die dem Gitter eine einige Volt betragende, positive Vorspannung gegenüber der Prallelektrode erteilt. Man kann aber auch die Prallelektroden mit dem einen Pol und die Raumladegitter mit dem anderen Pol der Hochfrequenzspule verbinden. In jedem der beiden Fälle kann man den Mittelpunkt der Spule gegebenenfalls erden. Diese Raumladegitter sollen dazu dienen, die Raumladungen an den Prallelektroden 3, 4 zu beseitigen, wodurch die Ergiebigkeit der Prallelektroden erhöht wird.

Claims (5)

1. Patentansprüche;

   i. Anordnung zur Erzeugung eines Elektronenstrahls einer Elektronenstrahlröhre, insbesondere für Fernsehzwecke, mit Hilfe eines Vervielfachers, dadurch gekennzeichnet, daß als Vervielfacher ein Pendel vervielfacher, an dessen Prallelektroden eine Wechselspannung liegt, benutzt wird, und daß an den Enden der parallelen Prallelektroden senkrecht zu ihren Ebenen zwei weitere an einer derartigen Gleichspannung liegende Platten vorgesehen sind, daß ein an einem Ende der Prallelektroden in den Vervielfacherraum eintretender Elektronenstrahl am anderen Ende als unter Wirkung des Magnetfeldes gebündelter Strahl austritt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärelektronenstrahl durch eine in der Nähe des einen Endes einer Prallelektrode angeordnete Öffnung in die Vervielfacheranordnung eintritt und daß der verstärkte Elektronenstrahl ebenfalls durch eine in der Nähe des anderen Endes in einer der Prallelektroden angeordneten Öffnung aus der Veirvielfaeheranordnung austritt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung in einer anderen Prallelektrode liegt.
4. 4. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß den sekundäremissionsfähigen Seiten der Prallelektroden je ein Raumladegitter vorgelagert ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Pol einer Hochfrequenzspannungsquelle mit den Prallelektroden und der andere Pol mit den Raumladegittern verbunden ist.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgeigenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   Deutsche Patentschrift Nr. 581 499;
   USA.-Patentschrift Nr. 1 969 399;
   »Funk«, 1936, Heft 6, S. 185 und 186;
   »Fernsehen und Tonfilm«, 1936, Heft 6,

   S. 41 bis 44;
   »Electronics«, August 1934, S. 242

   und 243;

   Journ. of the 'Franklin Inst., Okt. 1934, S. 422 ff.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   5040 5.