DE764012C - Elektronenoptisches Abbildungssystem zur Erzielung eines kleinen Elektronenflecks - Google Patents

Description

• Elektronenoptisches Abbildungssystem zur Erzielung eines kleinen Elektronenflecks Es ist bekannt, zur Erzeugung eines kleinen intensiven Elektronenflecks, wie er z. B. in Braunschen Röhren oder in Entladungsröhren zur Verstärkung, Erzeugung von Schwingungen, Frequenzvervielfachung usw. Verwendung finden kann, elektronenoptische Abbildungssysteme zu verwenden. Man verfährt dabei entweder so, daß man als abzubildenden Gegenstand die Elektronenquelle selbst verwendet, oder aber so, daß man der Elektronenquelle eine Blende vorlagen, auf die man den Elektronenstrom unter Umständen durch eine Vorkonzentrationslinse fokussiert. Die Schwierigkeit besteht dabei im allgemeinen darin, wirklich Abbildungssysteme zu finden, die von einer genügend ausgedehnten Elektronenquelle ein Bild von der gewünschten Kleinheit liefern.
• Daher hat man zur Erzielung eines kleinen intensiven Elektronenflecks bereits ein elektronenoptisches Abbildungssystem verwendet, das aus einer ersten Abbildungseinrichtung hoher Vergrößerung und einer zweiten Abbildungseinrichtung geringer Vergrößerung besteht. Diese ist so eingestellt, daß sie eine als Elektronenfleck dienende Abbildung des Brennflecks der ersten Einrichtung bewirkt. Dabei ist die zweite Abbildungseinrichtung als elektrische Beschleunigungslinse ausgebildet, an der der Hauptteil der verwendeten Spannung liegt. Da nun nach bekannten optischen Regeln die Größe des Brennflecks mit der Wurzel aus der angewendeten Spannung abnimmt, abgesehen davon, daß die mit kleinerer Absaugspannung erhöhte Raumladung den Emissionsstrom begrenzt und durch Verbreiterung des Strahles den Brennfleck in unerwünschter greise vergrößert, wird mit der bekannten Anordnung auch deshalb nicht der kleinstmögliche Brennfleck und damit auch kein besonders kleiner Elektronenfleck erfialten. Es ist zwar bekannt, bei zweistufiger Kathodenabbildung in beiden. Stufen magnetische Linsen zu verwenden, jedoch spielen diese Überlegungen hier keine Rolle, da die Größe des Bildes im Gegensatz zu der des Brennflecks von der in der ersten Abbildungseinrichtung angewendeten Spannung unmittelbar nicht abhängt. Nach der Erfindung ist in den genannten Abbildungssystemen mit Brennfleckabbildung die zweite Abbildungseinrichtung als elektrische Einzellinse oder als magnetische Linse ausgebildet.
• Durch die erste Abbildungseinrichtung, die z. B. als elektrisches Immersionsobjektiv ausgebildet sein kann, wird also das Elektronenstrahlenbündel zu einem äußerst kleinen Brennfleck in der Brennweite dieser Abbildungseinrichtung zusammengeschnürt. Die Größe dieses Brennflecks ist unabhängig von der Größe der Elektronenquelle und proportional der Brennweite der verwendeten Abbildungseinrichtung. Es ist also ohne weiteres möglich, durch Wahl einer großen Elektronenquelle einen äußerst intensiven, durch Wahl einer kurzbrennweitigen Abbildungseinrichtung einen gleichzeitig sehr kleinen Brennfleck zu erhalten, dessen Größe überdies noch dadurch vermindert ist, daß die gesamte Beschleunigungsspannung des Systems zu seiner Erzeugung dient. Die zweite Abbildungseinrichtung entwirft von diesem Brennfleck ein Bild möglichst geringer Vergrößerung. Grundsätzlich könnte man zwar auch ohne diese zweite Abbildungseinrichtung auskommen; das verbleibende System hätte jedoch den Nachteil, daß es eine außerordentlich geringe Zeigerlänge hat. Mit wachsender Zeigerlänge müßte nämlich die Brennweite der ersten Abbildungseinrichtung und damit die Größe des Brennflecks zunehmen.
• Verwendet man als zweite Abbildungseinrichtung insbesondere eine magnetische Linse, so hat man den weiteren Vorteil, daß die Ablenkplatten in @ bekannter Weise am Ort der Linse angebracht werden können, so daß eine besonders hoheAblenkempfindlichkeit erhalten wird.
• Das Bild des Brennflecks, das bei dem vorliegenden Abbildungssystem durch die zweite Abbildungseinrichtung vermittelt wird, dient I bei der Verwendung des Abbildunggsystenis in einer Braunschen Röhre als Leuchtfleck, der auf dem Leuchtschirm, einer photographischen Platte od. dgl. aufgefangen wird. Wird das Abbildungssystem der vorliegenden Art in einer OOuersteuerröhre benutzt, so wird zweckmäßig dieses Bild des Brennflecks in der Ebene der Auffanganoden entworfen.
• Bei der Verwendung des vorliegenden Abbildungssystems in einer Braunschen Röhre kann in einfacher Weise die Helligkeitssteuerung des Elektronenstrahles vorgenommen -Gerden. Als erste Abbildungseinrichtung wird dabei ein Immersionsobjektiv verwendet, und die Steuerung geschieht durch Veränderung des Potentials der Gitterblende. Natürlich werden bei einer solchen Steuerung auch die Brennweite und damit Lage und Größe des Brennflecks beeinflußt. Da jedoch zur Steuerung nur geringe Änderungen des Gitterpotentials erforderlich sind, werden auch diese Änderungen des Brennflecks und damit die Größenänderungen des Leuchtflecks in erträglichem Maße bleiben.
• Es ist selbstverständlich, daß sich die vorliegende Anordnung auch auf solche Fälle bezieht, bei denen, beispielsweise wie bei Tonfilmröhren, ein Leuchtstrich statt eines Leuchtflecks erwünscht ist. Dann sind die genannten Abbildungssysteme nicht, wie bisher stillschweigend angenommen, als rotationssymmetrische Linsen, sondern als Zylinderlinsen auszubilden.
• In der Zeichnung sind Ausführungsformen von Anordnungen nach der Erfindung beispielsweise dargestellt. In Fig. i bedeutet i die Kathode. 2 und 3 sind Gitter- und Anodenblende der ersten Abbildungseinrichtung, die hier als elektrisches Immersionsobjektiv ausgebildet ist. An die Anodenblende 3 schließt sich ein auf gleichem Potential befindlicher Anodenzylinder d. an. 5 bedeutet die zweite Abbildungseinrichtung, die hier als magnetische Linse dargestellt ist. Die Ablenkplattenpaare 6 und 7 sind unmittelbar vor und hinter der Linse angebracht.
• In Fig. 2 ist statt der magnetischen Linse 5 eine Einzellinse, bestehend aus den Elektroden., 8 und 9, vorgesehen. Die Spannungszuführung geschieht über einen Spannungsteiler i i, an dessen positivem Ende die Zuführungen für die Zylinder q. und 9 liegen. Die Elektrode 8 ist, um ein höheres Potential zu sparen, negativ gegen die äußeren Elektroden geladen und mit einem vorzugsweise einstellbaren Abgriff verbunden. Das Potential der Kathode i wird in der Nähe des negativen Endes des Spannungsteilers abgegriften, während die Gitterblende 2 zur Erzielung einer möglichst steilen Steuerkennlinie negativ gegen die Kathode vorgespannt ist. Über den Widerstand io kann die unter Umständen verstärkte Steuerspannung zugeführt werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektronenoptisches Abbildungssystem zur Erzielung eines kleinen Elektronenflecks, bestehend aus einer ersten Abbildungseinrichtung hoher Vergrößerung und einer zweiten derartig eingestellten Abbildungseinrichtung geringer Vergrößerung, daß sie eine als Elektronenfleck dienende Abbildung des Brennflecks der ersten Einrichtung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abbildungseinrichtung als elektrische Einzellinse oder als magnetische Linse ausgebildet ist.
2. 2. Abbildungssystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abbildungseinrichtung als elektrisches Immersionsobjektiv ausgebildet ist.
3. 3. Braunsche Röhre mit einem Abbildungssystem nach Anspruch i oder 2.
4. 4. Braunsche Röhre nach Anspruch 3 mit einem Abbildungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeitssteuerung des Strahles mit Hilfe des Immersionsobjektivs erfolgt. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden Deutsche Patentschrift Nr. 595 784; französische Patentschriften Nr. 659 io9, 739 208, 768 i96, 776 19i, 778 194 787 469, 790 362; Zeitschrift des VDI, Bd.79 (i935), 17, S. 5i9 und 520; Proceedings of the Institute of Radio Engineers, Bd. 2i (i933), 12, S. 1658; Bd. 22 (i934) i2, S. i399.