DE862039C

DE862039C - Elektrische Entladungsroehre mit gerichtetem Elektronenbuendel

Info

Publication number: DE862039C
Application number: DEN2330D
Authority: DE
Inventors: Frederik Coeterier
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1940-07-03
Filing date: 1941-07-01
Publication date: 1953-01-08
Also published as: FR874922A; CH219503A; SE106343C1; BE442068A; GB603939A; NL60887C; US2347990A; GB554828A

Description

Für mehrere Zwecke sind Hochvakuiumentladungsröhren erforderlich', in denen enge, scharf begrenzte Elektronenibündel erzeugt werden. Solche Röhren findet man bei Geräten für Oszillographie und für Fernsebzwecke, und auch bei modernen Generatorröhren für Ultrakurzwellen werden enge Elektronenbündel benutzt. Insbesondere im letzteren Falle kommt es diarauf an, ein scharf begrenztes Bündel mit einer möglichst großen Stromdichte zu erzeugen, aus dem mittels Geschwindigkeitsmodulation, stark konizentrierte Raumladungen gebildet werden können zur Erzeugung von kräftigen Stromstößen in einem Schwinigungskreis.

Es sind mehrere Mittel bekannt, mit denen bei Kathodenstrahlröhren für Fernsehzwecke und Oszillographie versucht wurde, die von der Kathode ausgestrahlten Elektronen sofort nach dem Verlassen der emittierenden Oberfläche zu konzentrieren, so-daß keine Elektronen verloren gehen. Es wurde schon vorgeschlagen:, die Kathode mit einer Spule zu umgeben, durch die ein Strom geführt wird, uim mittels¹ dies dadurch herbeigeführten magnetischen Feldes eine Streuung der Elektronen zu verhindern. Es· kann dann nur ein mangelhaftes Ergebnis erhalten werden, da das magnetische Feld einer solchen Spule im allgemeinen zu homogen ist, um eine wirksame Konzentration der Kathoden-Strahlen zu bewirken·.

Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beheben und eine starke Konzentration der Elektronen in einem Elektronenbündel mit großer Stromdichte zu erhalten. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß rings um die Kathode ein in der Richtung des Elektronenbündels magnetisch polarisierter ferromagnetisicher Körper angebracht, und zwar in der Weise, daß die Emissionsfläche der

Kathode sich; bei 'der Mündung dies polarisierten Körpers befindet, di. b. fm Gebiet, wo die axiale Komponente des- magnetischen: Feldeis ihre Richtung umkehrt. Hier ist das magnetische Feld« stark un~ homogen, so daß es die Elektronen zwingt, sich nach der Achse des- Systems zu bewegtem.

Der magnetisch polarisierte Körper kann ein permanenter Hohlmagnet sein, ader er kann ein ferromagnetischer Körper sein, der vom einer

ίο Magnetspule oder auf andere Weise magnetisiert wird¹. ·

Um die Streuung der Elektronen; möglichst zu vermeiden, wird) bei der weiteren Entwicklung der erfindunigsigemäßeni Röhre danach gestrebt, diieelekirischen Kraftlinien, die auch die Elditromienbahnen bestimmen, möglichst mit den Kraftlinien des konzentrierenden magnetischem. Feldes zusammenfallen zu, lassen, was z. B. durch geeignete Formgebung der emittierenden! Kathodenioberfläche erreicht werden kann'. Mit Rücksicht darauf ist es empfehlenswert, eine konkav emittierende Oberfläche zu verwenden, so daß das elektrische Feld sofort konvergiert.

Ekie günstige" Form der elektrischen Kraftlinien kann, dadurch gefördert werden.', daß dem magnetischen Körper ein Potential gegeben wird, das negativ in bezug auf die Kathode ist, wodurch also dieser Körper gleichzeitig als Wehneltzylinder . dient.

Die Zeichnung zeigt skizzenmäßig und beispielsweise ein Elektrodensystem zur Erzeugung eines gerichteten Elektronenbünidels für eine erfindungsgemäße Entladungsröhre.

Das System besteht aus einer Kathode 1, vorzutgsweise einer indirekt geheizten Glühkathode, wie üblich, einer gitterförmigen Regelelektrode 2 und eimer Sauganode 3. Die Kathode ist von einem Zylinder 4 aus ferromagnetischem Material umgeben, der ani seinem Ende 5 einen magnetischen Pol- aufweist. Der Körper 4 kann, entweder ein Permanentmagnet sein, oder er kann von, einer Spule umgaben sein, gegebenenfalls außerhalb der in der Figur nicht dargestelltem Röhreniwand.', durch welche ein elektrischer Strom geführt wer'detu kann, um den Zylinder 4 zu.magnetisieren.

Eine zwischen der Kathode 1 und dem Körper 4

■ angelegte PatentialdifEerenz, wodurch das. Potential des letzteren negativ in bezug auf das Potential der Kathode wird, fördert die Konvergenz der aus der emittierenden Kathodenobernäcbe austreteniden elektrischen Kraftlinien, die wegen der konkaven Form dieser Oberfläche schon bei ihrem Ursprung

■ nach der Achse 6 des Systems' gerichtet sind.

- Vorausigesetzt, daß> der Pol 5 ein Nordpol ist, laufen die magnetischen Kraftlinien innerhalb des - Körpers 4 vom Ende 5 nach hinten, aliso in der Figur von links nach rechte. Vor der Kathode, d. h.

im der Figur links vom der Kathode 1, laufen sie von rechts nach links. An der Mündung des Körpers 4, vor der Kathode, tritt daher eine starke •Inhomogenität des magnetischen Feldes auf, im Gegensatz zum magnetischen Feld der Magnetspute, dessen,· Anwendung früher für einen ahnlichen Zweck vorgeschlagen wurde.

Durch die konkave Form der emittierenden Kathodenfläehe und geeignete Anbringung der verschiedenen Elementen des Systems in 'bezug aufeinander wird erreicht, daß die Elektronemgeschwindigkeit keine starke Komponente senkrecht zu den magnetischen Kraftlinien erhält, so· daß die Elektronenbahnen an der Stelle, wo das magnetische Feld in dem von den Elektronen durchlaufenen Gebiet aim stärksten konvergiert und die größte Feldstärke besitzt, wenig von dem magnetischen Kraftlinien abweichen können.

Dies hat zur Folge, daß eine große Kathodenoberfläche verwendbar ist, z. B. von 150 mm², und eine verhältnismäßig große Stromstärke erhalten werden kann, z. B. 0,5 bis 1 Ampere, mit einem sehr geringen Verlust durch Streuelektronen.

Es empfiehlt .sich, das: Bündel von einem homogenen axialmagnetischen Feld konzentriert zu halten zwecksi Vermeidung der Defokussierung durch Abstoßung u. dgl. ,

Das beschriebene System eignet sich besonders zur Anwendung in Generatorröhren mit gerichteten Elektronenbünidelni für Ultrakurzwellen. Es kann auch ausgezeichnet in Kathodenstrahlröhren! für den Empfang elektrisch übertragener Bilder dienen, insbesondere ins solchen Röhren, welche für die Projektion des übertragenen Bildes in vergrößertem Format dienen, für welche eine hohe Lichtintensität und daher eine große Stromstärke erforderlich ist. In der Regel wird man hierbei mit einem kleineren Wert für die Stromstärke auskommen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrische Entladungsröhre mit gerichtetem und von einem magnetischen Feld vorkonzentriertem Elektronenbündel, bei der die Kathode von einem einen magnetischen Kraftfluß führenden Metallkörper umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper in der Richtung des Elektronenbündels magnetisch' polarisiert ist und die Kathode sich bei der Mündung des magnetischen Körpers befindet.

2. Elektrische Entladungsröhre nach An-. spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen und magnetischen Kraftlinien, welche die fokussierenide Wirkung auf das Elektronenbündel ausüben, in der Hauptsache zusammenfallen.

3. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch r oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 11g der die Kathode umgebende, einen magnetischen Kraftfluß führende Metallkörper ein hohlzylinderförmiger Permanentmagnet ist.

4. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß rings um die Röhre eine den f erromagmetischen Körper umgebende Spule angeordnet is*.

Hierzu I Blatt Zeichnungen