DE763102C

DE763102C - Elektrodenanordnung fuer mehrstufige Sekundaerelektronenvervielfacher

Info

Publication number: DE763102C
Application number: DEF82475D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl-Ing Reichel
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1937-02-11
Filing date: 1937-02-12
Publication date: 1953-01-26

Description

Zi#; Anazt Ό, Patent Am»

Baad S ¹O U W^

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für mehrstufige Sekundärelektronenvervielfacher, bei denen der Elektronenstrom die Prallelektroden durchsetzt.

Es sind Vervielfacher bekannt, bei denen die Elektronen zum Aufprall an einer Anzahl räumlich hintereinanderliegender Netze gebracht werden, die an von Netz zu Netz steigenden Potentialen liegen. Bei derartigen Vervielfachern besteht der Nachteil, daß von den in der Ebene eines Netzes ankommenden Elektronen. stets nur ein Teil zur Auslösung von Sekundärelektronen herangezogen wird, während der andere Teil durch die Öffnungen des Netzes hindurchfliegt, ohne an der Vervielfachung teilzunehmen. Ein weiterer Nachteil der mit durchbrochenen Elektroden arbeitenden Vervielfacher ist, daß von den auftreffenden Elektronen nur ein Teil unter dem für die Auslösung von Sekundärelektronen günstigsten Auftreffwinkel ankommt. Um das senkrechte Auftreffen der Elektronen auf den Drähten des Netzes zu vermeiden, ist es schon vorgeschlagen worden, den Netzdrähten ein

dreieckiges Profil zu geben. Die Herstellung derartiger Xetze stößt aber auf Schwierigkeiten, da Spezialdrähte erforderlich sind.

Es sind auch mit Sekundäremission arbeitende Elektronenröhren bekannt, bei denen zwischen Glühfaden und Anode ein zylindrisches Jalousiegitter angeordnet ist; dieses wirkt jedoch mir als eine einzige Vervielfachungsstufe. Schließlich ist eine Röhre mit ίο zylindrischer, jalousieartig ausgebildeter Prallelektrode bekannt, bei der die Elektronen durch ein Magnetquer feld in bogenförmigen Bahnen· geführt werden. Dieses Magnetfeld stellt einen unerwünschten Mehraufwand dar, wenn sich seine Anwendung nicht überhaupt mit Rücksicht auf die Feldverhältnisse in der Umgebung des Vervielfachers von vornherein verbietet. Wird es bei der bekannten Röhre fortgelassen, so besteht wieder der Nachteil, daß nur wenige der von der Kathode ausgehenden Elektronen zum Aufprallen gelangen.

Bei Elektrodenanordnungen für mehrstufige Sekundärelektronenvervielfacher, bei denen der Elektronenstrom von Stegen begrenzte Zwischenräume innerhalb der Prallelektroden durchsetzt, bestehen nach der Erfindung die sekundäremissionsfähigen Teile der Prallelektroden aus schräg zur Ebene der Elektrode liegenden Streifen, die so angeordnet sind, daß jede einzelne Elektrode oder zwei hintereinanderliegende Elektroden zusammen, in der Einfallsrichtung der Elektronen gesehen, keine Lücken aufweisen. In einer anderen schräg dazu liegenden Richtung jedoch sind die einzelnen Elektroden möglichst gut durchlässig. Mehrere solcher Elektroden sind parallel oder auch schräg zueinander angeordnet.

Da die Ergiebigkeit an Sekundärdektronen von· dem Auftreffwinkel der Primärelektronen abhängt und da das vor den Elektroden sich ausbildende Feld die Flugrichtung der Elektronen verschieden beeinflußt, ist es unter Umständen zweckmäßig, die Elektroden nicht aus ebenen Stegen, sondern aus gewölbten oder gebogenen, evtl. auch aus gewellten Streifen zusammenzusetzen. Man kann auf diese Weise erreichen, daß die Elektronen auf allen Teilen der Elektrodenfläche im wesentlichen unter demselben Auftreffwinkel aufprallen.

Für die gegenseitige Lage der Elektroden ist es zweckmäßig, wenn die Stege aufeinanderfolgender Elektroden entgegengesetzte Neigung haben, und wenn die Abstände zwischen· den St-gen überall gleich groß sind, so daß die an einem Steg ausgelösten Elektronen sämtlich auf eine» Steg der nächsten So Elektrode treffen. Es kann jedoch auch eine Verteilung der an einem Steg ausgelösten Elektronen auf mehren· Stege in höheren Stufen zweckmäßig sein, um die Belastung der einzelnen Steife herabzusetzen. Die Stege aufeinanderfolgender Stufen kennen auch gekreuzt zueinander liegen.

Soll mit steigender Stufenzahl dk- Fläche der Prallelektroden vergrößert werden, so führt man die Elektroden rotationssymmetrisch aus, beispielsweise derart, daß die einzehren Elektroden je aus einer Anzahl aneinander gereihter, sich überdeckender konischer Ringe bestehen, die zu einer zylinderförmigen Elektrode zusammengefaßt sind. ■ Werden die Elektroden in Röhren benutzt. bei denen die räumliche Verteilung der Emission über einen größeren Querschnitt erhaluu bleiben soll, also z. B. in Bildwandlern, Fernsehröhren u. dgl., so macht man zweckmäßig die Stege der Elektroden so schmal, daß sie der zeilenmäßigen· Aufteilung des optischen Bildes entsprechen. Wird nun dafür gesorgt, daß die von einem Steg ausgehenden Sekundärekktronen mit Sicherheit immer auf nur einen bestimmten Steg der nächsten Elektrode treffen, so wird die Emissionsverteilung zum mindesten quer zu'den Stegen unverzerrt erhalten, und es findet keine Verschleierung des Bildes infolge der mehrfachen Verstärkung statt. Um auch längs der Zeile keine \ er-• wischung zu erhalten, benutzt man Stege, die ! in Längsrichtung derart gewellt sind, daß die ι Elektroden wie elektronenoptische Linsenraster wirken, die die Elektronen auch längs j der Zeile in praktisch unabhängig voneinj ander vervielfachte Gruppen zusammenfassen. ' Eine weitere Sammel- oder Abbildungsvor-' richtung ist dann nicht erforderlich. j In den Zeichnungen sind Ausführmigsbeif spiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. ioo j Fig. ι zeigt einen Ausschnitt aus einer Elektrodenanordnung mit zwei Gittern 1 und 2 und einer flächenhaften Auffangelektrode 3. Jedes der Gitter enthält eine Anzahl Stege '11 bis 14 und 21 bis 24. von denen in der Figur nur vier dargestellt sind. Die Stege liegen schräg zu der durch den Pfeil 4 angegebenen Einfallsrichtung der Elektronen, und zwar hallen die Stege 11 bis 14 die entgegengesetzte Neigung wie die Stege 21 bis24. tio Die Stege bestehen beispielsweise aus dünnem Silberblech oder einer hochsekundäremissionsfähigen Legierung und haben beispielsweise eine Breite von ¹Zs bis 1 mm und eine Dicke von wenigen zehntel Millimetern. Die Elek- 115 ■ troden können z. B. aus über einen Rahmen gespannten Bändern aufgebaut sein, oder die Stege sind aus einem Stück Blech durch Stanzen hergestellt. Die Zahl der Stege, der Abstand der Elektroden und die Stärke des Ma-K-rials können in weiten Grenzen geändert werden.

Claims

Es ist angenommen, daß die Elektrode 3 das.; höchste Potential führt, die Elektrode 2 - ein niedrigeres und die Elektrode r ein noch niedrigeres. Vor der Elektrode 1 befindet sich beispielsweise eine nicht dargestellte Photokathode. Die Aquipotentialliiiicu sind in der Figur zwischen den Stegen gestrichelt angedeutet, uiid.es isteincsolche Potentialvertcilung angenommen, daß der Durchgriff einer uaclifolgenden Stufe auf die vorhergehende ver-' hältnismäßig groß ist. Die Bahnen der Elektronen sind für den Steg 12 durch ausgezogene !linien mit Pfeilen angegeben. Die Elektronen kommen zunächst in Richtung des Pfeiles 4 an und treffen auf die obere Seite des Streifens 12 auf. Die an der Elektrode frei gemachten Sekun'därelektronen wandern unter dem Einfluß des Saugfeldes der Elektrode 2 nach unten und treffen auf den Streifen 21. Die hier ausgelösten Sekundärelektronen werden von der Platte 3 abgesaugt. . Es ist ersichtlich, daß bei einer solchen Anordnung sämtliche Primärelektronen zum Aufprall auf der Elektrode 1 kommen und daß auch sämtliche Elektronen schräg auf die Elektrode auftreffen. Um den· Auftreffwinkel an sämtlichen Stellen der Elektrode gleichzumachen, kann eine Ausführungsform nach Fig. 2 gewählt werden. Die Stege sind hier etwas gewölbt, und' zwar so, daß bei der 'herrschenden Feldverteilung der- Auftreffwinkel der Elektronen an sämtlichen Stellen der Elektrodenstege etwa gleich groß ist. Bei dieser Anordnung ist ferner nur die erste Elektrode so ausgebildet, daß sie in Richtung des Pfeiles 4 völlig lückenfrei ist. Bei der zweiten Elektrode 5 genügt es·, wenn die einzelnen Lamellen oder Stege sämtliche von der ersten Elektrode kömmenden, bereits zu Gruppen zusammengefaßten Elektronen auffangen. Dasselbe gilt für die~Elektrode 6. Die Auffangelektrode ist wiederum als .Platte 7 ausgebildet. In Fig. 3 ist eine Anordnung gezeigt, bei der die erste Elektrode Lücken in Pf eil richtung 4 aufweist. Die zweite Elektrode liegt so; daß sie diese Lücken gerade ausfüllt. Die Anordnung hat den Vorteil, daß der Durchgriff von Elektrode zu Elektrode größer ist und der Neigungswinkel der Stege steiler gewählt werden kann1. Es ist unter Umständen zweckmäßig, die Stege der letzten Stufen etwas weniger steil zu stellen und ihnen dafür etwas größere Ausdehnung zu geben, damit sie der höheren Beanspruchung gewachsen sind. Fig. 4 zeigt U-inePliotozelle, die.-mit einem Verstärker nach der -Erfindung zusammengebaut ist. Die erst1? Elektrode liegt zu der Photokathode hier so, daß die rfaupteniiaHsfichtuiig" (J'feiIe. 4) der Primärclektroiien -dwäii zur Ebene d.es ernten Xet/.es ist. Hei einer snlchoii Anordnung lassen sich die Stege, etwas schmäler ausführen."iiU wi'iiii div Elektronen .senkrecht auf die irste Elektrode treifen wurden. P AT E N TAN' S l> K C C IIE:

1. Elektrodenanordnung für mehrstufige Sekimdürelektronenverviel fächer, bei denen der Elektronenstrom von Stegen begrenzte Zwischenräume innerhalb der Pral !elektroden durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäremissionsfähigen Teile der Prallelektroden aus

" ' ,schräg zur "Ebene der Elektrode liegenden Streifen bestehen, die so angeordnet sind, daß jede einzelne Elektrode oder zwei hintereinanderliegeude Elektroden zusammen, in der Einfallsrichtung der Elektronen gesehen, keine Lücke aufweisen.

2. Elektrodenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg stehenden Streifen aufeinanderfolgender Elektroden entgegengesetzt geneigt sind.

3. Elektrodenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der schräg stehenden Streifen· je nach der Einfallsrichtung der Primärelektrouen bei Verschiedenen Elektroden verschieden groß ist.

4. Elektrodenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupteinfallsrichtung der Primärelektronen schräg zur Ebene der ersten Prallelektrode liegt.

5. Elektrodenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen gewölbt oder gekrümmt sind, insbesondere derart, daß bei der vorhandenen Feklvertcilung der Auftreffwinkel der Elektronen auf der Prallfläche überall praktisch der gleiche ist. ;

6. Elektrodenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die

' Streifen in ihrer Längsrichtung derart gewellt oder'gekrümmt .sind, daß sie unter dem Einfluß des zwischen den Elektroden 'vorhandenen-Feldes---als konzentrierende elektronenoptische Linsehraster wirken,

7. Elektrodenanordnung nach Anspruch i, dadurch gckennzeichmu, daß das Elektrodensystem rotationssymmetrisch ausgebildet ist. .

<v. Elektrodenanordnung' nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß die Prallelektrodeu aus einer stark sekundäremis.sioiisfäliigen Legierung bestehen.

<;. Elektrodenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nur

die den auffallenden- Elektronen zugewendete Seite der Elektrodenstreifen' sekundäremissionsfähig gemacht ist.

io. Elektrodenanordnung nach Anspruch i, bei der zwei zusammen keine Lücken bildenden liintereinanderliegeude Elektroden vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Elektroden aus einem Stück Blech durch Stanzen- hergestellt ist.

•ir. Elektrodenanordnung nach Anspruch ι zur Verstärkung von; Elektronenbildern, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Elektrode bildenden sekundäremissionsfähigen Streifen den Zeilen eines Elektronenbildes entsprechen.

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

Französische Patentschriften Nr. 552 185, 800440;

britische Patentschriften Nr. 180 655,
• 191038;
USA.-Patentschrift Nr. 1 920 863.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen