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Elektrostatische Elektronenbündelungs- und Ablenkvorrichtung Es sind
Anordnungen bekannt, bei denen ein Elektronenstrahl über einen großen Winkelbereich
auf geeignete Auffangelektroden gelenkt wird. In vielen Fällen wird es als wünschenswert
angesehen, den Ablenkwinkel :so groß zu machen, daß eine Kreisbewegung des Elektronenstrahles
ermöglicht, so daß ein solcher rotierender Strafh.l als Elektronenschalter, Frequenzvervielfacher
und zahlreiche andere Verwendungsarten brauchbar ist. Bei solchen Anordnungen hat
es sich aber vielfach als nachteilig erwiesen"daß die dabei erzielten Anodenströme
verhältnismäßig gering !sind. Um größere Ströme herstellen zu können, isst es notwendig,
das Elektronenbündel zu verbreitern, und man gelangt auf diese Weise zu einem Flachstrahl.bündel.
Mit einem solchen bandförmigen Elektronenstrahl ist es aber bisher nur unter bestem
Aufwand möglich gewesen, Kreisbewegungen des Strahles ähnlich wie bei einem Polaroszillographen
zu bewirken. Die Erfindung löst diese Aufgabe und gestattet die Herstellung und
Ablenkung eines flachen Elektronenstrählbündels mit beliebig großem Aiblenkwin`kel.
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Die Erfindung besteht darin, daß die wirksamen Begrenzungen des Ableriksystems
ein mit geeigneten Aussparungen für den Elektronenstrahl versehenes Kästchen bilden,
das einen prismatischen Raum mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt einschließt,
in dessen Mittelachse sich die Kathode befindet und an dessen äußere Kanten oder
Ecken die Ablenkspannungen derart anschließ!bar sind, daß an gegenüberliegenden
Punkten oder Kanten jeweils um i8o' phasenverschoben und an benachbarten Eckpunkten
oder Kanten jeweils um go° phasenverschoben Wechselspannungen anlegbar sind.
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Das Prinzip der Erfindung und weitere Einzelheiten ders,elbcn sollen
an Hand der Zeichnung
näher erläutert werden. Die Figuren zeigen
Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter
schematischer Darstellung.
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In Fig. i ist eine Elektronenröhre im Schnitt veranschaulicht und
dabei die äußeren Schaltungsmittel eingezeichnet. Mit i ist eine Kathode bezeichnet,
die beispielsweise als stabsförmige Rundkathode ausgebildet sein kann. Die Kathode
befindet sich in der :Mittelachse eines prismatischen Raumes von quadratischem Querschnitt.
Das Elektronenbündelungs- und Aiblen!ksystem besteht hierbei in besonders einfacher
Weise aus vier Streben 2, 3, 4 und 5, wobei z. B. sinusförmigeWechselspannungen
an zwei einander gegenüberliegenden Stegen so angelegt sind, daß die Potentiale
einander gegenüberliegender Stellen dauernd entgegengesetzt gleich sind. Die .entsprechenden
Spannungen werden an die Anschlüsse 6 und 7 angelegt. Die Wechselspannung U, liegt
dann unmittelbar an den Streben 2 und 4 des Ablenksystems. Ein Phasendreher 8 bewirkt
eine um 9o° phasenverschobene Spannung, 'die an den Ausgangsklemmen 9 und io des
Phasendrehers erscheint und an die Streben 3 und 5 der Bündelungs- und Ablenkvorrichtung
angelegt wird. Falls Seitenflächen der Ablenkvorrichtung vorhanden sind, was an
sich nicht immer unbedingt erforderlich ist, .sind diese so beschaffen, daß zwischen
zwei Kanten ein möglichst linearer Spannungsabfall eintritt. Es !kann dabei unter
Umständen zweckmäßig sein, .dafür Sorge zu tragen, daß längs der Seitenflächen ein
möglichst stoßfreier Übergang von einem Potential zum anderen geschaffen wird. Zu
diesem Zweck können die Seitenkanten .des Kästchens als Widerstände ausgebildet
sein. Es ist aber auch möglich, Begrenzungsflächen des Kästchens ganz oder zum Teil
als Widerstandsschichten auszubilden. Schließlich kann auch nach dem Prinzip einer
elektrostatischen Verflechtung ein stetiger Potentialübergang geschaffen werden.
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Entsprechend der angelegten Wechselspannung U, entsteht eine Drehbewegung
des bandförmigen Elektronenstrahlbündels. Die Fokussierung der Elektronen des Bündels
wird durch die Feldverzerrung erreicht, die entsteht, wenn die Kathode .ein von
Null, beizogen auf die Mittemder symmetrischen Ablenkspannung, unterschiedliches
Potential erhält. Bei sehwach positivem Potential der Kathode erreicht das Flachstrahlbündel
auf dem Auffänger seine größte Schärfe, zunehmend negatives Potential vergrößert
die Bündelöffnung. In Fig. i ist durch den veränderlichen Abgriff i i an der Spannungsquelle
12 zum Ausdruck gebracht, daß die Kathode innerhalb dieses Bereiches hinsichtlich
ihrer Potentiale veränderlich ist.
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Bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Beschleunigung
der Elektronen nicht allein durch .die Wechselspannungen bzw. entsprechende Gleichspannungspaare
an der Elektronenbündelungs- und Ablenkvorrichtung bewirkt, sondern es wird zusätzlich
eine Beschleunigungselektrode 13 vorgesehen, die auf höherem positivem Potential
liegt. Die Elektrode 13 kann auch nach Art eines Schirmgitters ausgebildet
sein. Hinter derselben ,befindet .sich eine Vielzahl von Auffangelektroden 14, die
über geeignete Arbeitswiderstände 15 an einer positiven Spannung liegen. Der Elektronenstrahl
wird als flaches Bündel in Rotation versetzt und beaufschlagt .der Reihe nach die
einzelnen Auffangelektroden 14.
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In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine besondere Ausge.stältung
der Bündelungs- und A@blenkvorrichtung veranschaulicht. Mit 16 ist wiederum die
stabförmige Kathode bezeichnet, wobei zwei einander parallele Widerstandsflächen
17 und 18 sich an den Kathodenenden befinden. An den Eckpunkten i9, 20 bzw. 21,
22 1.5t die eine der beiden symmetrischen Spannungen angeschlossen, während die
um 9o° phasenverschobene Spannung an .den Punkten 22, 23 und 24, 25 liegt. Bei dieser
Anordnung gelingt es, eine vollständige Öffnung für .den Durchtritt des Elektronenstrahlbündels
innerhalb .des gesamten Winkelbereiches zu schaffen.
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Es ist in vielen Fällen ausreichend, die Begrenzungen der einzelnen
Kästchenflächen als Ohmsche Widerstände auszubilden. Eine solche Anordnung ist beispielsweise
in Fig. 3 veranschaulicht. Die Kathode 26 befindet sieh hier im Innern eines Drahtkästchens,
dessen Haltestreben 27, 28, 29 und 30 aus gut leitendem Material bestehen,
während die Querdrähte 31 Widerstandsdrähte sind. Wenn man die einzelnen Drähte
und auch die Streben dünn genug ausbildet, so kann eine Schattenwirkung praktisch
verhindert werden.
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In Fig. 4 ist eine Abwandlung einer solchen Anordnung veranschaulicht,
bei .der die einzelnen parallel zur Kathode verlaufenden Gitterdrähte 33 gut leitend
ausgebildet sind; während die Drähte 34, 35, 36, 37 sowie 38,39,40
und 41 aus Widerstandsdraht bestehen.
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An Stelle von Widerstandsanordnungen können auch elektrostatische
Ersatzanordnungen verwendet werden, wobei insbesondere ein kammartiges Ineinandergreifen
einzelner Elektroden einander einen angenähert linearen -Tbergang von einem zum
anderen Potential ermöglicht.
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Wie bereits erwähnt, ist es nicht unbedingt notwendig, Wechselspannungen
zur Albleiiküng zu verwenden. Es ist auch durchaus möglich, insbesondere bei Meß-
oder Anzeigevorrichtungen, von Gleichspannungen Gebrauch zu machen. In diesem Fall
können Gleichspannungen unterschiedlicher Größe und Richtung entsprechend einer
bestimmten Phasenlage von Wechselspannungen angewendet werden.