DE751111C

DE751111C - Reihenvervielfacher

Info

Publication number: DE751111C
Application number: DEM137107D
Authority: DE
Inventors: George Fairburn Brett
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1936-02-08
Filing date: 1937-02-07
Publication date: 1952-07-07
Also published as: US2227062A; GB470026A

Description

AUSGEGEBEN AM 7. JULI 1952

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- KLASSE 21g GRUPPE 13i9

M 137Ίof VIII c j2ig

George Fairburn Brett, London

ist als Erfinder genannt worden

Reihenvervielfacher

Patentiert im Deutschen Reich vom 7. Februar 1937 an

Patenterteilung bekanntgemacht am 8. Juni 1944

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf die Elektronenvervielfacher genannten Entladungsröhren, in denen ein primärer Elektronenstrom in einer oder mehreren Stufen mit Hilfe von Sekundäremission vervielfacht oder verstärkt wird.

Es sind Elektronenvervielfacher bekannt, bei denen ein von einer Glühkathode ausgehender Elektronenstrom durch ein die Entladungsbahn durchsetzendes Magnetfeld gezwungen wird, auf einer gekrümmten Bahn eine neben der Glühkathode liegende Prallelektrode zu treffen und dort Sekundärelektronen auszulösen. Eine solche Anordnung ergibt eine unbefriedigende Ausnutzung des EntladungS'Stromes und erfordert außerdem große Elektrodenabstände, um die ungerichtieten, aus der Glühkathode austretenden Elektronen der Prallelektrode zuzuführen. Es ist. auch bekannt, den Elektronenstrom eines Elektronen vervielfachers mittels elektronenoptischer Linsen auf die folgende Prallelektrode zu fokussieren. Die Ausnutzung des EntladungSiSfromes ist dabei zwar eine bessere, jedoch benötigt die Anordnung' immer noch verhältnismäßig viel Raum, da die

Elektronenbahncn zuerst divergent und anschließend konvergent verlaufen. Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, einen einfachen und verhältnismäßig kleinen Elektronenvervielfacher mit gutem Wirkungsgrad zu schaffen.

Erfindungsgemäß ist in einem Reibeuvervielfacher, bei welchem die Elektronen unter dem Einfluß eines Magnetfeldes zur ίο nächsten sekundäremittierenden Prallelektrode oder zur Anode geführt werden, jede Prallelektrode Kathode einer mindestens aus einer Elektronenquelle und einer vom Elektronstrahl durchsetzten Beschleunigungselektrode bestehenden Vorrichtung zur Erzeugung' eines Elektronenstrahles, und die gleichwertigen Elektroden der einzelnen Strahlerzeugungssysteme sind in je einer von mehreren parallelen Ebenen angeordnet.

Durch die Bündelung des Entladungsstromes wird dieser auf einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt zusammengedrängt und die einzelnen Elektronenbahnen verlaufen nahezu parallel zueinander. Daraus ergibt sich eine weitgehende Homogenisierung der Entladung und ein geringer Platzbedarf für den eigentlichen Entladungsraum. Gleichzeitig ist aber auch eine vollkommene Ausnutzung des Entladungsstromes und damit ein guter Wirkungsgrad der Anordnung gewährleistet.

In der Zeichnung sind Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung schematisch dargestellt. Gemäß Fig. 1 sind in einem nicht dargestellten entlüfteten Gefäß mehrere Vorrichtungen zur Erzeugung je eines Elektronenstrahles G₁, G₂ und G₃, die im folgenden als Strahlerzeugungssysteme bezeichnet werden sollen, und eine Anode A nebeneinander angeordnet, jedes Strahlerzeugungssystem besteht aus einer Beschleunigungselektrode AA₁, AAo, AA₃ und einer Elektronenquelle C₁. C₂, C₃ (die je nach ihrer Lage die Primäroder die Sekundärelektronenquelle bildet) in Form einer angenähert rechteckigen Vertiefung in einer ebenen Elektrode. Alle Beschleunigungselektroden liegen in einer Ebene und die ebenen Elektroden, die die Elektronenquelle enthalten, liegen in einer zweiten Ebene. in der auch die Ausgangselektrode A sich befindet. Beide Ebenen verlaufen parallel zueinander. In Abb. ι sind drei Strahlerzeugungssysteme dargestellt, von denen zwei, G₂ und G₃, sekundäre Elektronenquellen und eine, G₁, die primäre Elektronenquelle darstellen. Die primäre Elektronenauslösung kann auf Glühemission oder auf Photoemission beruhen. Die Elektronenquelle C₁ befindet sich jeweils auf dem Grunde der rechteckigen Vertiefung ' oder Tasche, die in oder hinter einer mit | einer Öffnung versehenen plattenförmigen ·, ' Elektrode gebildet ist. Wie dargestellt, ist diese Elektrode dicht hinter der Beschleuni- ; gungselektrode ^W₁, die gleichfalls eine Platte ■- mit einer Öffnung ist, angeordnet. Das zweite ' Strahlerzeugungssystem ist dem mit Glühemission arbeitenden genau gleich, nur . arbeitet die Kathodenoberfläche nicht mit Glühemission, sondern sie ist mit Zäsium oder einem anderen Metall mit geringer Austrittsar1>eit vorbehandelt, um unter Elektronenaufprall Sekundärelektronen liefern zu können. Das dritte Strahlerzeugungssystem gleicht dem zweiten. Alle Strahlerzeugungssysteme haben gleichen Abstand voneinander. und auch der Abstand der Anode vom letzten Strahlerzeugungssystem ist gleich dem zweier aufeinanderfolgender Systeme. Den aufeinanderfolgenden Strahlerzeugungssystemen und der Ausgangselefctrode werden steigende positive Potentiale zugeführt. Die Potentialzunahme von einem System zum nächsten beträgt etwa 300 Volt. Ein Magnetfeld. welches von einem nicht dargestellten Magneten erzeugt wird, \'erläuft senkrecht zu der Richtung, die die Elektronenstrahlcn beim Austritt aus den Systemen haben würden, wenn kein magnetisches Feld vorhanden wäre. Die ganze Anordnung ist so getroffen, daß der vom ersten System erzeugte Elektronenstrahl (durch strichpunktierte Linien angedeutet) auf praktisch halbkreisförmigen Hahnen zur nächsten Prallelektrode übergeht und auf diese fokussiert ist. In gleicher Weise bewegen sich die von dieser Prallelektrode austretenden Sekundärelektronen halbkreisförmig zur Emissionsfläche des dritten Systems G₃, das seinerseits einen weiteren Elektronenstrahl aussendet, der halbkreisförmig zur Ausgangsanode A übergeht.

Obwohl in der oben beschrieljenen Anordnung die elektrostatischen Felder nicht vollkommen gleichförmig sind, kann man doch jedes Strahlerzeugungssystem so ausführen, daß der von ihr ausgesandte Elektronenstrahl mit guter Genauigkeit auf die Kathode (Prallelektrode) des nächsten Systems fokussiert wird.

In einer anderen Ausführungsform der oben 1>eschriebenen Anordnung sind die Kathoden nicht in Form von rechteckigen Taschen oder Vertiefungen in einer el jenen Elektrode ausgebildet, sondern !»stehen aus einer besonderen plattenförmigen Elektrode C. die hinter einer Öffnung in einer ebenen Elektrode P angeordnet ist, die sich ihrerseits wieder hinter der Beschleunigungselektrode AA befindet (Fig. 2). Jede dieser l>esonderen Emissionsflächen kann entweder, wie in Fig. 2 dargestellt, dauernd mit der plattenform igen Elektrode P, hinter der sie sich befindet, verbunden sein, oder es können

besondere Zuführungen für diese Kathoden bei einer oder bei mehreren Strahlerzeugungssystemen vorgesehen sein. Der Vorteil besonderer Zuleitungen besteht darin, daß man in bekannter Weise bestimmte Regelspannungen zwischen den Kathoden und den unmittelbar vor diesen angeordneten plattenförmigen Elektroden anlegen oder daß man die plattenförmigen Elektroden als "Steuerelektrode!! ίο nach Art der Wehneltzylinder zur Modulation der verschiedenen Elektronenstrahleii benutzen kann.

Claims

PaTENTANSPKÜCHE:

i. Reihenvervielfacher, bei welchem die Elektronen unter dem Einfluß eines Magnetfeldes zur nächsten sekundäremittierenden Prallelektrode bzw. zur Anode geführt werden, dadurch gekennzeichnet,

ao daß jede Prallelektrode Kathode einer mindestens aus einer Elektronenquelle und einer vom Elektronstrahl durchsetzten Besehleunigungselektro de bestehenden Vorrichtung zur Erzeugung eines Elektronen-Strahles ist, und daß die gleichwertigen Elektroden der einzelnen Strahlerzeugungssysteme in je einer von mehreren parallelen Ebenen angeordnet sind.
2. Reihenvervielfacher nach Anspruch i, dadurch ' gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahles aus einer ebenen sekundäremissionsfähigen Elektrode (Prallelektrode) und einer ebenen mit einer Durchtritttsöffnung für den Elektronenstrahl versehenen Beschleunigungselektrode besteht.
3. Reihenvervielf acher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der sekundäremissionsfähigen Elektrode und der Beschleunigungselektrode eine weitere, ebenfalls ebene und mit einer Elektronendurchtrittsöffnung versehene Elektrode (P) angeordnet ist. -
4. Reihenvervielfacher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Elektrode (P) mit der Kathode verbunden ist.
5. Reihenvervielfacher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer oder . mehreren Stufen die weitere Elektrode (P) mit einem Anschluß zur Zuführung von Regelspannungen oder Modulationsspannungen versehen ist.
6. Reihenvervielfacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallelektrode die Gestalt einer ebenen Platte mit einer Vertiefung von rechteckigem Querschnitt hat.
7. Reihenverväelf acher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangselektrode (A) in derselben Ebene wie die Kathode angeordnet ist.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilung«- verf ahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Französische Patentschrift Nr. 792 249; USA.-Patentschrift Nr. 1 450 265;
Scherzer und Brüche »Geometrische Elektronenoptik«, Berlin, 1934, S. 131, insbesondere Abb. 113 a und 113 b, und

S. 139, Abb. 126;
Z. »Proceedings Inst. Radio Eng.« 1936, Bd. i, S. 361/66, insbesondere S. 362

und 366, Abb. 8;
Z. »Electronics«, Nov. 1935, S. 12, Fig. 3 b

und 3 c, S. 13 mittlere Spalte, Zeile 16 ff; Z. »Popular Wireless«, Jan. 1936, S. 503, Abb. 4.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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