DE892488C - Sekundaerelektronenvervielfacher - Google Patents

Description

• Sekundärelektronenvervielfacher Die vorliegende Erfindung betrifft Sekundärelektronenvervielfacher mit einer Anzahl von auf Zylindermantelflächen verschiedenen Durchmessers liegenden, koaxial um eine stabförmige Anode angeordneten uridurchbrochenen Prallelektroden und einer einen Teil des äußersten Zylindermantels bildenden Photokathode, bei dem sich gemäß der Erfindung,diePrallelektroden über weniger als r 8o° der jeweils zugeordneten Zylindermantelfläche erstrecken und in der Ordnung der abnehmenden Durchmesser derart einander diametral gegenüberliegen, daß die gegebenenfalls mit einer Lichteintrittsöffnung versehene Prallelektrode des größten Durchmessers der Photokathode gegenübergestellt ist, und bei dem weiterhin die Prallelektroden mit Ausnahme der äußersten auf der der Anode abgewendeten Seite durch Abschirmelektroden abgedeckt sind.
• Sekundärelektronenvervielfacher sind bekannt. Bei einer Ausführungsform derselben befinden sich zwei Reihen plattenförmiger Elektroden in einem gekreuzten elektrostatischen und magnetischen Felde. Die Elektroden sind in einem langgestreckten evakuierten Glasgefäß untergebracht. Die Elektroden der unteren Reihe enthalten die emissionsfähigen Schichten, während die der oberen Reihe dazu dienen, das elektrische Beschleunigungsfeld zu erzeugen. Das Magnetfeld wird durch einen geeigneten Permanent- oder Elektromagneten erzeugt. Trifft ein Lichtstrahl auf die erste photoaktive Platte, so werden auf dieser Platte Primärelektronen ausgelöst. Durch das Zusammenwirken des elektrischen und des magnetischen Feldes werden diese Primärelektronen auf die nächste Platte gerichtet, wo sie ihrerseits Sekundärelektronen herausschlagen usw.
• Mit dieser Anördnung lassen sich zwar sehr hohe Verstärkungen erzielen. Für solche Zwecke, bei denen nur wenig Raum zur Verfügung steht, wie beispielsweise bei einer Tonfilmabtastung, sind sie jedoch nicht verwendbar. Überdies wird durch den zur Erzeugung des Magnetfeldes benötigten Magnet der Aufbau ebenfalls vergrößert und die Bedienung erschwert.
• Es sind ferner auch einstufige Sekundärelektronenvervielfacher bekannt, bei welchen koaxial zu einer stabförmigen Anode eine aus einem Zylindermantelflächenabschnitt gebildete Photokathode und eine in gleicher Weise gebildete massive Prallelektrode einander gegenüberstehend angeordnet sind. Die dem auftreffenden Licht zugekehrte Gefäßwand hat eine Öffnung für den Lichteintritt. Fällt nun Licht durch die Öffnung auf die Photokathode, so werden dort Photoelektronen ausgelöst, die durch ein elektrisches Feld beschleunigt auf die Schicht der gegenüberliegenden, sogenannten Hilfskathode aufprallen und hier Sekundärelektroden auslösen. Diese werden schließlich von der Elektrode höchsten Potentials, der Anode, aufgefangen. Derartige Zellen besitzen zwar einen gedrängten Aufbau, ihre Verstärkung ist aber so gering, daß sie in den meisten Fällen nicht ausreicht. Der Sekundärelektronenvervielfacher nach der Erfindung weist dagegen mehrere Prallelektroden auf und vereinigt die Vorteile des gedrängten Aufbaus mit denen der hohen Verstärkung. Durch Abschirmelektroden wird bei ihm verhindert, daß die Elektroden eine oder mehrere Stufen überspringen.
• Es sind schließlich auch Vervielfachen bekannt, die kein Magnetfeld benötigen, z. B. die sogenannten Prallnetzvervielfacher, bei denen mehrere sekundäremissionsfähige, auf steigendem Potential liegende Netze hintereinander angeordnet sind. Diese Vervielfacher weisen jedoch den unter Umständen störend in Erscheinung tretenden Mangel auf, daß der Endstrom Elektronen verschiedenster Geschwindigkeiten enthält, weil ein Teil der Primärelektronen ohne Vervielfachung durch die Netze hindurchtritt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Vervielfachers nach der Erfindung dargestellt.
• In den Abb. i und 2 ist mit G der evakuierte Glaskolben bezeichnet. L bezeichnet die Richtung des auffallenden Lichtes. Der Lichtstrahl L fällt durch die Öffnung Q auf die Photokathode i und löst dort Photoelektronen aus.
• Diese werden durch das elektrische Feld beschleunigt und fallen auf die gegenüberliegende Prallelektrode 2, wo sie Sekundärelektronen auslösen, die auf die gegenüberliegende Prallelek trode 3 fallen. Diese Elektrode weist gegenüber der Elektrode 2 ein höheres positives Potential auf. Aus der Elektrode 3; werden ebenfalls Sekundärelektroden losgelöst, die auf die Prallelektrode 4 fallen, an .die das nächsthöhere Potential gelegt ist. Die hier ausgelösten Elektronen fallen auf die Elektrode nächsthöheren Potentials, in diesem Fall auf die Anode 5. Es können jedoch zwischen der Anode 5 und der Elektrode 4 noch weitere Prallelektroden angeordnet sein. Das auffallende Licht kann auch von seitlich der Kathode befindlichen Stellen her auf die Photoschicht gelenkt werden, ebenso kann es von ihrer Rückseite her, z. B. bei einer halbdurchlässigen Kathode, wirken.
• Um zu erreichen, daß die von der Photokathode i emittierten Elektronen auf die gegenüberliegende Prallelektrode 2 fallen und nicht auf die Elektrode 3, versieht man die Elektrode 3 und auch die folgenden Elektroden mit einem Schirmgitter 6 bzw. 7. Das Schirmgitter 6 der Elektrode 3 ist mit der Kathode i verbunden. Das Schirmgitter 7 für die Elektrode 4 befindet sich mit der Prallelektrode 2 auf gleichem Potential. Die elektrischen Verbindungen können innerhalb oder außerhalb des Glaskolbens hergestellt sein. Ebenso ist nicht erforderlich, daß die Schirmgitter auf gleichem Potential liegen wie die jeweils entsprechenden ihre Emissionsschicht ihnen zukehrenden Elektroden. Sie müssen nur ein solches Potential gegenüber diesen haben, daß der Elektronenstrom auf die Schicht der gegenüberstehenden und nicht auf die Rückseite der zunächst gelegenen Elektrode gerichtet wird, daß also eine Abschirmung erzielt wird. Die Abschirmelektroden können aus durchbrochenem oder aus vollem Material, z. B. Blech, bestehen. Gegebenenfalls kann auch die Anode auf einer Seite abgeschirmt werden.
• Mit der konzentrischen Anordnung mehrerer undurchbrochener Prallelektroden gemäß der Erfindung wird eine wesentlich größere Verstärkung erzielt als mit bekannten Ausführungen, die den gleichen Raum benötigen.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Sekundärelektronenvervielfacher mit einer Anzahl von auf Zylindermantelflächen verschiedenen Durchmessers liegenden, koaxial um eine stabförmige Anode angeordneten undurchbrochenen Prallelektroden und einer einen Teil des äußersten Zylindermantels bildenden Photokathode, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Prallelektroden über weniger als i8o° der jeweils zugeordneten Zylindermantelfläche erstrecken und in der Ordnung der abnehmenden Durchmesser derart einander diametral gegenüberliegen, daß die gegebenenfalls mit einer Lichteintrittsöffnung versehene Prallelektrode des größten Durchmessers der Photokathode gegenübergestellt ist, und weiterhin, daß die Prallelektroden mit Ausnahme der äußersten auf der der Anode abgewendeten Seite durch Abschirmelektroden abgedeckt sind.
2. 2. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Seite der Anode, welche der ihr am nächsten liegenden Prallelektrode abgekehrt ist, ebenfalls abgeschirmt ist.
3. 3. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch i. oder z, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abschirmelektrode ein niedrigeres Potential aufweist als die von ihr abgeschirmte Elektrode. q..
4. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmelektroden . jeweils mit der ihre Emissionsschicht ihnen zukehrenden Prallelektrode oder mit der Kathode leitend innerhalb des Vakuumgefäßes verbunden sind.
5. 5. Sekundärelektronenvervielfacher nach einem der Ansprüche i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die längs des Zylinderumfangs gemessene Breite der Prallelektroden um so größer ist, je weiter diese Elektroden von der Anode entfernt sind.
6. 6. Sekundärelektronenvervielfacher nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Photokathode auf der Vakuumgefäßwand aufliegt.
7. 7. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht der Photokathode von ihrer Rückseite her beleuchtbar ist.
8. 8. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß auch die erste Prallelektrode an der Vakuumgefäßwand aufliegt. Angezogene Druckschriften: »Popular Wireless« vom q.. Januar 1936, S. 503 und 51q..