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Anordnung zur Sichtbarmachung gespeicherter elektrischer Vorgänge
Zusatz zum Patent 8'84 824 Im Patent 894824 wurde eine Anordnung zur Wiedergabe
von Fernsehbildern, zur Oszillographie kurzzeitiger Vorgänge und für ähnliche Anwendungen
angegeben, die Gebrauch macht von einer elektronenoptiisch auf einem Leuchtschirm
arbgebildeten Kathode, deren Emission bzw. deren Elektronenübertritt zum Leuchtschirm
örtlich gesteuert wird durch in feinster Verteilung in die Kathode eingebaute Isolierpartikel
oder isolierte Oberflächenbezirke, welche durch Elektronenbestrahlung aufgeladen
werden und durch die so erhaltenen Oberflächenpotentiale eine Steuerung zier von
der Kathode ausgehenden Elektronenströmebewirken. Die elektronenoptischabzubildende
Kathode kann .dabei eine beliebige Kathode sein; sie wird vorzugsweise als Photokathode
ausgebildet. Die Aufprägung der zu speichernden und wiederzugebenden elektrischen
Signale, Impulse oder Vorgänge in Form von Ladungsverteilungen, d. h. Potentialverteilungen
auf den Isolierpartikeln bzw. isolierenden Oberflächenbezirken der Kathode, erfolgt
dabei nach dem Patent 884824 derart, da,ß dem aufschreibenden Elektronenstrahl eine
solche Voltgeschwindigkeit erteilt wird, daß der Sekundäremissionsfaktor der IsolieTaberflächen
in der Kathode kleiner als. z wird, wodurch. diese Oberflächen eine negative Aufladung
gegenüber ihrer Umgebung, das sind die übrigen Teile der abzubildenden Kathode,
erhalten und hierdurch den Elektronenaustritt aus dieser Kathode in ihrer
jeweiligen
Nachbarschaft mehr oder weniger stark steuern. Eine Ausl'öschung der so hergestellten
Ladungsverteilungen erfolgt in einem späteren Arbeitsgang der Röhre dann dadurch,
daß z. B. der vorher schreibende Elektronenstrahl (oder auch ein weiterer gesonderter
Elektronenstrahl) mit solcher Elektronenvoltgeschwindigkeit die Kathode nebst isolierten
Partikeln bestrahlt, daß der Sekund'äremissionsfaktor der Isolierpartikel bzw. Oberflächenbezirke
größer als i wird und hierdurch eine Anhebung der vorher negativ aufgeschriebenen
Oberflächenpotentiale der Isolieroberflächen in der Kathode auf Kathodenpotential
mit sich bringt.
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Der Übergang von aufzeichnender Elektronenbestrahlung, mit Sekundäremiss,ionsfaktor
kleiner als i an den Isolierflächen, zur löschenden Elektronenbestrahlung mit einem
Sekundäremissonsfaktor größer als i, erfolgt nach dem Patent 884 824 z. B. durch
Änderung der Elektronenvoltgeschwindigkeit .des schreibendenElektronenstrahls, d:
h. durch Änderung der Anodenspannung des Elektronenstrahlerzeugungssystems.
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Bei bestimmten Anwendungen der Anordnung des Patents 88¢82q. ist es
nun notwendig, daß die Ellcktranenstrahlen mit Sekundäremissnonsfaktor größer als
i und, kleiner als i an den Isolierpartikeln genau die gleiche Spur auf der elektronenoptisch
abzubildenden Kathode schreiben. Bei Umschaltung der Anodenspannung des Strahlerzeugungssystems
ist diese Forderung praktisch kaum erfüllbar, denn Elektronenstrahlen verschiedener
Geschwindigkeit werden durch das Erdfeld oder sonstige Störfelder unterschiedlich
ausgelenkt, so daß es kaum gelingt, mit Elektronenstrahlen unterschiedlicher Geschind@igkeit
völlig übereinstimmende Spuren auf Kathode nebst Isolierpartikeln zu schreiben.
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Die Erfindung beseitigt unter anderem diese Schwierigkeit der Anordnung
des Patents 884 824, indem den Oberflächen der Isolierpartikel oder den isolierten
Oberflächenteilen der elektronenoptisch a!bzubil,denden Kathode durch Influenz von
einer oder mehreren gesonderten Elektroden her, die an feste oder veränderliche
Spannungen gelegt werden können, gewünschte Oberflächenpotentiale erteilt werden,
die im: ihrer Beziehung zurr Kathodenpotential des Elektronenstrahlerzeugu@ngssystems
so zu wählen sind, daß durch die bestrahlenden Elektronen an den Isolieroberflächen
Sekundäremissionsfaktoren gewünschter Größe entstehen.
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Die Anordnung sei an einer beispielhaften Ausführung beschrieben.
Auf einer Platte aus Isolierstoff P ist auf der Vorderseite die in der Abbildung
schraffiert angedeutete Photokathode F angeordnet, in der seich in feinster Verteilung
die isolierten Oberflächenbezirke J befinden, welche ,durch Elektronenbestrahlung
aufgeladen bzw. entladen werden, wie für die Anordnung des Patents 884 824 beschrieben.
Die Rückseite der Platte P trägt nun (z. B. in Form einer aufgedampften Elektrode)
die Elektrode G. Würd zwischen Fund G eine Spannung gelegt, so influenziert sich
auf den Oberflächen der Isolationsstellen J (nach Maßgabe der gegenseitigen Kapazitäten
von J zu F und von J zu G) ein Oberflächenpotential. Bei festem Potential an F vermag
man also durch Mnstellung der Spannung an G den Isolierpartikeln ein gewünschtes
Oberflächenpotential zu erteilen, das (im Zusammenwirken mit der Voltgeschwindigkeit
des schreibenden Elektronenstrahls) den Sekundäremiss,ionsfaktor der Isolationsstellen
bei Beaufschlagung durch Strahlelektronen bestimmt.
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Neben der Einstellmöglichkeit eines gewünschten i Sekundäremission.sfaktors
bringt diese Anordnung von influenzierenden Hilfselektroden noch einige weitere
Vorteile mit sich. Soll z. B. ein Sekundäremissiansfaktor kleiner als i an den Isolierpartikeln
hergestellt werden, so kann man hierzu (bei beliebiger Voltgeschwindigkeit der primären
Strahlelektronen) derart verfahren, daß an der Kathode F ein negatives und an der
Influenzkathode G ein höheres positives Potential angelegt wird. Allgemein gilt,
däß an G ein positives Potential gegenüber F gelegt wird. Die isolierten Oberflächenbezirke
J erhalten dann durch Influenz ein positives Potential gegenüber der sie umgebenden
Kathode F. Die auffallenden Primärelektronen lösen nun an den isolierten Oberflächenbezirken
J Sekundärelektronen aus, die aber wegen dies die Isolierpartikel dicht umgebenden
negativen Potentials der Kathode F nicht abgesaugt werden können und wieder auf
ihre Austrittsstellen an den Isolierpartikeln J zurückfallen. Es findet dabei also
durch die bestrahlenden Primärelektronen eine Aufladung der isolierten Oberflächenbezirke
entsprechend dem ganzen Primärstrahlstrom statt, d. h. eine Aufladung entsprechend
einem Sekundäremissionsfaktor gleich Null. Das ist die günstigste Aufladung von
Isolieroberflächen, die durch einen schreibenden Elektronenstrahl erreicht werden
kann.
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Allgemein wird ,der mehr oder minder große Abfluß oder die Absaugung
der Sekundärelektronen, die der Primärelektronenstrahl an den isolierten Oberflächenbezirken
erzeugt, durch das elektrische Feld bestimmt, das vor diesen isolierten Bezirken
besteht. Dieses Feld wird insgesamt bestimmt durch ein Zusammenwirken .der Potentiale
der elektronenoptisch abzubildenden Kathode, der das Oberflächenpotential der isolierten
Oberflächenbezirke influenzierenden Elektrode oder Elektroden und der gegebenenfalls
vor der abzubildenden Kathode angeordneten Absaubgelektroden für die ausgelösten
Sekundärelektronen, welch letztere Elektroden auch Bestandteil des Beschleunigungssystems
des Primärstrahles sein können.
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Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist z. B. dann
gegeben, wenn zwei Strahlabtastungen der elektronenoptischabzubildenderi Kathode
nebst Isolierpartikeln erfolgen, die einmal eine negative Auf ladung (echter oder
scheinbarer Sekundäremissionsfaktor kleiner als i) und zum anderen eine positive
Aufladung (Sekundäremissionsfaktor größer als i) bewirken und in genau gleicher
Spur auf der Kathode verlaufen sollen. Wenn auch, wie oben schon gesagt, nun keine
Umschaltung
der Voltgeschwindigkeit der schreibenden Elektronenstrahlen mehr notwendig ist,
so kann immer noch eine gewisse Schreibspurversetzung bei nicht völlig senkrechtem
Auffall des schreibenden Elektronenstrahls auf der Kathode erfolgen, da ja in diesem
Fall die Isolierpartikel bei den verschiedenen Abtastungen durch Influenz unterschiedliche
Oberflächenpotentiale haben und demnach eine unterschiedliche Abbremsung bzw. Beschleunigung
der schreibenden Primärelektronen vor der Kathode mit Isolierpartikeln stattfindet.
Da im allgemeinen die Isolierpartikel bzw. Isolieroberflächenvbezi.rke wesentlich
kleiner als der (Querschnitt des schreibenden Elektronenstrahls sind, 'kommt es
für eine Schreibspu.rversetzung auf das mittlere Potential unmittelbar vor der Kathode
F an. Dieses mittlere Potential, das sich aus Isolierpartike@lpotential und Kathodenpotential
zusammensetzt, kann nun bei verschieden influenzierten Oberflächenpotentialen auf
den Isolierpartikeln J (durch entsprechende Anlegung von Gegenspannungen an die
Photokathode F) konstant gehalten werden, so daß also ein oder mehrere sehreibende
Elektronenstrahlen zwar auf unterschiedliche Oberflächenpotentiale auf den Isolierpartikeln
treffen und dennoch stets gleichbleibende Potentiale bis unmittelbar vor die elektronenoptisch
auszubildende Kathode durchlaufen.
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Verfahren und Anordnung der Erfindung erfahren unter anderem eine
zweckmäßige Anwendung, wenn der schreibende Primärstrahl im,Strahlerzeugungssystem
z. B. in bekannter Weise in zwei Strahlen aufgespalten wird, und die entstehenden
beiden Strahlen, die naturgemäß gleiche Geschwindigkeit haben und dementsprechend
unter (der Wirkung von Ablenkfeldern gleiche Strablspuren auf der elektronenoptisch
abzubildenden Kathode mit ihren isolierten Oberflächenbezirken schreiben, dortsebbst
unterschiedliche Sekundäremissdonsfaktoren antreffen sollen. In solchem Fall wird
die influenzierende Elektrode G z. B. streifenförmig in mehrere Elektroden aufgeteilt,
denen derart verschiedene Potentiale erteilt werden, daß an den isolierten Bezirken
in der abzubildenden Kathode, die sich vor den verschiedenen influenzierenden Elektroden
G befinden, entsprechend deren Potentialen, unterschiedliche influenzierte Oberflächenpotentiale
entstehen, so daß die beiden Elektronenstrahlen, trotz gleicher Ursprungsgeschwindigkeit
an ihren räumlich versetzten Auftreffstellen unterschiedliche Sekundäremissionsfaktoren
haben.
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Die in der Abbildung angegebene Ausführungsform der erfindungsgerinäßen
Anordnung ist nur als Beispiel zu werten. Die influenzierende Elektrode oder auch
eine Mehrzahl solcher Elektroden können in .den verschiedensten Ausführungsformen
im Inneren oder Äußeren der jeweils vorliegenden Röhre angeordnet werden.