DE767766C - Sekundaerelektronenvervielfacher mit mehreren hintereinander-geschalteten Vervielfachungsstufen - Google Patents

Description

Es sind Sdmndärelekftronenvervielfachei· mit mehreren hintereinandergeschalteten Vervielfachungastofen bekannt, bei denen die als ebene Platten ausgebildeten Prallelektroden in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind und ihnen gegenüber in eimer parallelen Reihe plattenförmige Beschleunigiungselektroden liegen·.

Die mit solchen Sekundärelektronenvervielfachern erreichbare Verstärkung hänigt im weisentilicheni von drei Faktoren ab, nämlich von dem Werkstoff, aus dem die Elektroden hergestellt sind, von· den an den Besehleuaigungisiund¹ PraMelektroden liegenden Spannungen und von der Einstellung des den Vervielfacher durchsetzenden Magnetfeldes, welches dazu dient, alle Sekunidärelektronen von einer Prallelektrodie auf die nächst¹-folgende zu fokussieren. Es hat sich nun herausgestellt, daß tirota der bündelnden Wirkung des Magnetfeldes, insbesondere in den letzten Stufen des SekundärdektTonenveirvielfachers, eine starke Defokussierung der Elektronen senkrecht zuir Fortpflanzungsriehttuing auftritt und daher ein großer Teil der Sekunidäirelektironeni. die folgende P rollelektrode

förmige Beschleunigungselektroden:

erfindungsgemäß

verfehlt, was eine Abnahme des mit der Röhre erreich baren Verstärkungsgrades bedingt.

Zur Behebung dieses Nachteils sind bei einem Sekundärelektronenvervielfacher mit mehreren hintereinandergeschalteten Venae!*· fachungsstufen, bei. dem die als ebene Platten ausgebildeten Prallelektroden in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind- und ihm ίο gegenüber in einer parallelen: Reihe plattem-

liegen,

sowohl die Prallelektroden als auch die Beschleunigungselektroden an zwei sich beiderseits der Prall- und Beschleunigungselektroden senkrecht zu deren Ebenen und in Längsrichtung der Röhren erstreckenden Isolierplatten vorzugsweise aus Glimmer befestigt.

Außer der Behebung dieses Nachteils ermöglicht die Erfindung einen außerordentlich starren und einheitlichen Elektrodenauf bau großer Maßhaltigkeit, wodurch die Wirksamkeit des Sekundärelektronenvervielfachers allgemein verbessert und seine Herstellung erleichtert wird.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Die Abb. 1 zeigt scbematisch die Elektrodenanordnung bei einem erfmdungsgemäfien Vervielfacher, während die Abb. 2 die bei den bisher bekannten Vervielfachen! auftretende Fleckverbreiterung zeigt, die gemäß der Erfindung beseitigt werden soll.

Wir betrachten nunmehr die Abb. 3. Die erfindungsgemäße Röhre besteht aus einem länglichen evakuierten Gefäß T mit einem vorzugsweise zylindrischen oder ringförmigen Ouetschfuß S, der von den Durchführungsdrähten 31 bis 37 vakuumdicht durchsetzt wird. Die Elektrodendrähte 21 bis 27 sind an die innen heraus-ragenden Zuleitungsdrähte angeschweißt. Die außen aus dem Ouetschfuß hervorragenden Drähte münden in die Stecker 41 bis 47 eines 7-Kontakt-Sockels P üblicher Ausführung.

In der besonderen in der Zeichnung dargestellten. Ausführungsfarm sind zwölf Elektroden vorgesehen: sechs beschleunigende oder obere Elektroden und sechs untere Elektroden, von denen fünf Prallelektrodem und die letzte (die äußerste) die Primärelekfcronenquelle ist. Die Reihe der Beschleunigerelektroden, die mit 11 bis 16 bezeichnet sind, besteht aus in Abstand voneinander und in einer Ebene angeordneten Platten. Die Elektroden 1 bis 6· der unteren Reihe sind mit denen der oberen Reihe gepaart, d. h. sie sind in einer zweiten parallelen Ebene ähnlich wie jene angeordnet. Die obere Elektrode 16, die dem Ouetschfuß Jf am nächsten- liegt, ist die Anode oder Auffangelektrode. Sie besitzt einen Anhang ΐ6^α, der aus Drahtnetz besteht und nach unten gebogen ist, aber die innerste untere Elektrode 6 nicht berührt. Dieser Anhang 16" an der Platte: 16 hat den Zweck, diejenigen Elektronen aufzufangen, die ohne diesen Anhang durch das offene Ende der Elektrodenanordnung fliegen würden, ohne nutzbringend verwertet zu werden. Die zweiteilige Elektrode 16, i6^a besitzt eine einzige Zuführung 27.

Entsprechend einem früheren Vorschlag wird jede untere Elektrode, wie in Abb. 1 dargestellt ist, mit dem gleichen Potential wie die obere Elektrode der vorhergehenden Stufe betrieben. Eine Ausnahme macht nur die Primärelektronenquelle 1.

Der zur Begrenzung der Elektronenbahnen und zur Unterstützung der Elektroden dienende Aufbau besteht aus einem Paar sich außerhalb der Elektroden erstreckenden, einander gegenüberliegenden und parallelen Streifen A-B aus Glimmer oder einem anderen Isolierstoff. Diese Isolierstreifeii werden vorzugsweise vorher zugerichtet und geeignet gelocht, um die einander gegenüberliegenden Haken L der einzelnen Elektroden aufzunehmen. Man erhält eine noch größere Starrheit des Aufbaus, wenn man diese Haken oder Ösen L über den Rand der Isolierstreifen herüberbiegt, wie in Abb. 4 angedeutet. Wie klar aus Abb. 4 hervorgeht, bilden die Isolierstreifen zusammen mit den oberen und unteren Elektroden eine Reihe von kastenartigen Behältern, die zur Führung der Elektronen dienen. Die Begrenzung der Elektronen durch die Führung beruht nicht allein auf der mechanischen Anwesenheit der Isolierstreifen A-B, sondern muß, teilweise zumindest, auf die: Tatsache zurückgeführt werden, daß sich die Innenwände während des Betriebes negativ aufladen und nach der Aufladung auf die Elektronen eine abstoßende oder Raumladewirkung ausüben. Sie lenken diese dadurch von den Wänden ab, auf die Mitte der Elektroden zu.

Als Primärelektronenquelle 1 dient vorzugsweise eine Photokathode. Die Verwendung einer photoempfindlichen O!>erfläche erlaubt einen einheitlicheren und kleineren Elektrodenaufbau, als er bei Verwendung einer gewöhnlichen Glühkathode als Primärquelle möglich wäre. Immerhin kann auch eine solche verwandt werden; das hängt jeweils von dem Verwendungszweck der Röhre ab. Ein Nachteil der bisherigen Vervielfacherröhren mit einer lichtempfindlichen Kathode bestand in der Schwierigkeit, das Licht einer äußeren modulierten Lichtquelle auf die lichtempfindliche Oberfläche zu fokussieren. Bis jetzt war es allgemein üblich, das Licht im spitzen Winkel auffallen zu lassen, damit es nicht von der ersten Be-

echleunigerelektrode abgefangen werden kann

(s. Abb. i). In diesem Foil fällt aber das Licht unter einem solchem Winkel attf dlas Glas auf, daß es dort zerstreut wird unld dfe Strahlen.' mit eimer geringerem Intensität, als wünscheoswert wäre, auf die lichtempfindliche Oberfläche auffallen, so d'aß die Röhre nicht ihre Höehistleiistunig entfalten kann.

Die oben beschriebene: Schwierigkeit und

ίο noch andere werden¹ erfoidungsgemäß beseitigt, indem die Beschleunigerelektrode ii durchscheinend¹ gemacht wird, wde in Abb·. 3 dargestellt. Da die· Elektrode 11 eine elektrische Ladung bekommt, macht man sie am testen aus Metall und durchlöchert! sie, etwa wie bei ii^a, um Lichtstrahlen himduirchzur lassen. Um die erforderliche Starrheit und die Potenitialverteiliung sicherzustellen, ist der gelochte Teil von einem Rahmen 11* umgeben.

Bei einer solchem Konstruktion! könmem offerabar die Lkhtsttirahilen so gerichtet werden, daß sie direkt und unter einem günstigen Winkel auf die lichtempfindliche Primärquelle 1 auffallen.

Zur Bündelung aller Elektronenstiröme auf die geeignete Platte oder Pralelektrode 2 bis 6 wird vorzugsweise ein· einzigesi Magnetfeld benutzt. Man erreicht durch· das Magnetfeld, daß der größte Teil dter SekuindärelektronemK ströme ausgenuitzt und verhindert wird, daß die Stoßelektronen¹ an den Plattem vorbeigezogen werden und! direkt auf die Ausgangselektrode aufprallen. Zur Erzeugung des· Magnetfeldes können irgendwelche geeigneten Vorrichtungen benutzt werden, z. B. die im Abb. 3 teilweise perspektivisch dargestellte Anordnung, die ein parallel· zur Elektrodenoberfläche verlaufendes Magnetfeld erzeugt. Die Anordnung besteht aus einem. U-f örmigen Magneten aus ferromagnetJischem Material, um den eine Magnetisierungsspule M gewickelt ist und an dessen aufragenden Schenkeln; eine Platte¹ N aus ferromagnetiischem Material und eine dieser Platte entsprechend ausgebildete und angeordnete, im der Zeichnung nicht dargestellte Platte befestigt ist. Die Röhre T ist derart zwischen diesen Platten angeordnet, daß ein praktisch gleichförmiges Magnetfeld parallel den sich, gegenüberliegendem Oberflächen) der Elektradlenreihen erzeugt wird. Offenbar läßt sich ans Stelle des dargestellten Elektromagneten! auch ein permanenter Magniet oder einegleichstromgespeistie, um die Röhre gewickelte Spule verwenden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondlern läßt sich im mannigfacher Weise abwandeln.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Sekundärelektronenvervielfacher mit mehreren himtereinandergeschalteten Vervielfachungsstufem, bei dem die als ebene Platten ausgebildeten PraHelektroden in· einer Reihe¹ nebeneinander angeordnet sind und ihnen gegenüber in einer parallelem Reihe plattenförmiige Beschleumi'gungselektrodeni liegen·, dadurch, gekenn»· zeichnet, daß sowohl die Prallelektrodeni als auch, die Beschleunigungselektroden! an zwei sich beiderseits· der Prall- und Beschleuniiigungselektrodem senkrecht zu deren! Ebenem und in Längsrichtung¹ der Röhre erstreckendem Isolierplatiten, vorzugsweise aus Glimmer, befestigt sind.

2. Sekumdärelektroinemvervielfacher mach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Elektroden- seitliche Fortsätze, Henkel oder Ösen, besitzen, mit denen sie im entsprechendem öffnungen der Isolierplatte!! eingehakt, sind.

3. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichem Fortsätze über den Rand der Isollierstreifeni gebogen sind.

Zur Abgrenzung des. Ernnduingsgegenstamdts vom Stand der Technik sind im Erteilungsverf ahren folgende Druckschriften im Beibracht gezogen· worden:

Deutsche Patentschriften Nr. 407 477,

495 736;
französische Patentschriften Nr. 755 136,

768 128;
britische· Patentschriften Nr. 128 431,

230 on;
USA.-Patentscbr.ift Nr. 1 903 569.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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