DE761193C - Torische Linse fuer elektrische Korpuskularstrahlen - Google Patents

Description

Bei Korpuskularstrahlröhren liegen bisweilen Aufgaben vor, dies mit den bekannten Elektronenlinsen nicht gelöst werden können. Für Oszillographenröhren z. B. ist ein elektronenoptisches System erwünscht, das in einer Richtung eine Zerstreuungs- in der dazu senkrechten Richtung eine Sammelwirkung aufweist (anamorphotischeAbbildungen). Auch bei Elektronenstrahlröhren für andere Zwecke treten elektronenoptische Abbildungsprobleme auf, die mit normalen rotationssymmetrischen Linsen nicht bewältigt werden können. Es handelt sich hierbei z. B. um solche Abbildungsprobleme, bei denen gesetzmäßige Verzerrungen des Bildes verlangt werden. In engem Zusammenhang damit stehen Aufgaben, bei denen aus anderen Ursachen entstandene Verzerrungen des Bildes korrigiert "werden müssen.

Das in der Lichtoptik übliche Verfahren, den Strahlengang durch verschiedene Formgebung der brechenden Flächen zu beeinflussen, um hierdurch vorbestimmte Verzerrungen zu erreichen, läßt sich bekanntlich in der Optik der elektrischen Korpuskularstrahlen deshalb nicht unmittelbar anwenden, weil es leitende materielle Körper, die zugleich hinreichend elektronendurchlässig sind, nicht

noch als magnetische Linse aus-Anwendung von Xetzen

gibt. Eine Ausnahme hiervon bilden solche Linsen, bei denen Folien oder Xetze verwendet werden; sie haben aber infolge ihrer elektrischen Inhomogenität, ihrer geringen Formbeständigkeit und Elektronendurchlässigkeit empfindliche optische Nachteile. Da die Gestaltung der axialsymmetrischen Elektroneiilinsen durch Wahl der Randwerte elektrischer und magnetischer Felder erfolgt, ίο sind wegin der Grundeigenschaften dieser Felder nicht beliebige Linsenformen möglich. Für die Ausführung mancher Aufgaben genügt es, wenn Zylinderlinsen bestimmte optische Eigenschaften haben oder eine vorig geschriebene Krümmung der brechenden Flächen aufweisen. Es gestatten jedoch auch Zylinderlinsen nur bestimmte Ausführungen. Es ist z. B. eine Zerstreuungslinse weder als elektrisch
führbar, wenn di

und Folien sowie Mittelleitern im Strahlengang ausgeschlossen wird.

Es ist für die Erhöhung der Ablenkempfindlichkeit von Kathodenstrahlröhren bereits vorgeschlagen worden, die elektronenoptische Empfindlichkeitsvergrößerung ausschließlich auf eine Ordinatenrichtung dadurch zu erzwingen, daß zwischen den beiden in Strahlrichtung hintereinander angeordneten Ablenkmitteln ein elektronenoptisches System angeordnet wird, welches für die aus dem ersten Ablenksystem austretenden Strahlelektronen als zerstreuende Zylinderlinse wirkt, deren Zylinderachse parallel zur Ab-35

liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine torische Linse für elektrische Korpuskularstrahlen zu schaffen, mit der die brechenden Flächen mindestens in einer Richtung praktisch beliebig gestaltet werden können. Gemäß der Erfindung läßt sich dieses Ziel durch eine torische Linse zur Beeinflussung elektrischer Korpuskularstrahlen erreichen, die aus einer Zylinderlinse besteht, die derart gekrümmt ist, daß die geraden Mantellinien der die Strahlenbrechung verursachenden Äquipotentialflächen der Zylinderlinse in mindestens annähernd gleiche ebene Kurven übergehen, welche gleiche Abstände von der Symmetrieebene behalten, die die optische Achsenebene der ungekrümmten Zylinderlinse bildet. Die Erfindung zeigt also einen Weg, auf dem aus einer Zylinderlinse eine torische Linse gebildet werden kann mit zwei in der Regel verschiedenen Brechkräften in zueinander senkrechten Richtungen. Durch die Vereinigung torischer Linsen untereinander oder mit Zylinderlinsen lassen sich Strahlengänge herstellen, die eine Ausnutzung der willkürlich gekrümmten brechenden Flächen

y p

lenkungsrichtung des ersten Ablenksystems gestatten. Es hat eine der Brechkräfte gewisse ; eingeschränkte Eigenschaften der bisher bekannten Zylinderlinsen, die brechenden Flächen der anderen Linsenkompouente lassen sich praktisch willkürlich gestalten.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.

j Bekanntlich werden auch in der Lichtoptik i torische Linsen verwendet. Zur näheren Erläuterung ist in Fig. 1 eine optische Zylinderlinse dargestellt, und zwar eine solche mit nur einer Grenzfläche: das Licht durchläuft ' also nur zwei Medi-εη, z. B. Luft und Glas. Wird diese Linse, d. h. hier die Grenzfläche zwischen den beiden Medien, entsprechend ■■ der Darstellung in Fig. 2 gekrümmt, so entsteht eine torische Linse. Iu der Optik der ! Korpuskularstrahlen tritt an Stelle einer j brechenden Fläche eine unendliche Anzahl ^: kontinuierlich aufeinanderfolgender Flächen. j Eine Zylinderlinse, die durch eine Schlitz- ! blende gebildet wird, ist in Fig. 3 dargestellt. Von den die Strahlenbrechung verursachen-• den Flächen gleichen Potentials sind einige bestimmte zeichnerisch dargestellt. Wenn nun eine derartige aus einer gegen die Cmgebung aufgeladenen Schlitzblende bestehende Linse so gekrümmt wird, daß die Blende den Teil eines Zylindermantels und die Blendenränder Kreisbögen bilden, so entsteht gemäß Fig. 4 eine torische Linse, die in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschiedene Brechkräfte hat. Es ist leicht möglich, mit derartigen Linsen Zerstreuungslinsen aufzubauen. In Fig. 5 ist eine Elektronenstrahlröhre dargestellt, deren Strahlerzeugungssystem mit i. 2 bezeichnet ist; der Strahlengang ist bei 3 angedeutet. Mit 4 ist eine Zerstreuungslinse gemäß der Erfindung bezeichnet.

In der Fig. 6 ist eine Elektronenstrahlröhre dargestellt mit einer torischen Linse nach der Erfindung, während eine Zylinderlinsenkomponente eine negative Brennweite hat. Eine derartige torische Linse besteht aus den gekrümmten Schlitzblenden 4 und 5, die gegen die Umgebung positiv aufgeladen sind und vom Außenraum betrachtet eine konkave Krümmung aufweisen. Mit 6 ist eine weitere, beispielsweise aus einem Wandbelag bestehende Elektrode bezeichnet.

Es können gemäß der Erfindung nicht nur Schlitzblenden, sondern auch andere Zylinderlinsen in torische Linsen umgewandelt werden. Ein Ausführungsbeispiel für eine eisenfreie magnetische Linse der in Rede stehenden Art zeigt die Fig. 7 c. Diese torische Linse ist aus einem Kreisringleiter ' gemäß Fig. 7 a abgeleitet, der zu einer Parallel-

schleife (vgl. Fig. 7 b) ausgedehnt und schließlich gemäß Fig. 7 c gebogen wird, ähnlich zwei parallelen, zwischen zwei Abstützstangen durchhängenden Telegraphendrähten.
In den Fig. 8 bzw. 8 a schließlich ist als weiteres Ausführungsbeispiel einer torischen Linse nach der Erfindung eine Polschuhlinse dargestellt. Mit 10 ist der aus ferromagnetischem Material bestehende Eisenmantel bezeichnet. Bei 11. ist der Luftspalt angedeutet, und mit 12 sind in der Fig. 8a die Erregerspulen bezeichnet. Wie leicht aus der Fig. 8 zu ersehen ist, erhält der Luftspalt eine Form entsprechend der Leiterschleife 9 in Fig. 7 c.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Torische Linse zur Beeinflussung elektrischer Korpuskularstrahlen, bestehend aus einer Zylinderlinse, die derart geao krümmt ist, daß die geraden Mantellinien der die Strahlenbrechung verursachenden Äquipotentialflächen der Zylinderlinse in mindestens annähernd gleiche ebene Kurven übergehen, welche gleiche Abstände von der Symmetrieebene behalten, die die optische Achsenebene der ungekrümmten Zylinderlinse bildet.
2. 2. Torische Linse nach Anspruch 1, bestehend aus einer gegen die Umgebung aufgeladenen Schlitzblende von solcher Krümmung, daß die Blende den Teil ■ eines Zylindermantels und die Blendenränder Kreisbögen bilden.
3. 3. Torische Linse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer negativen Brennweite der einen Zylinderlinsenkomponente zwei gegen die Umgebung positiv aufgeladene gekrümmte Schlitzblenden dienen, deren Krümmungen vom Außenraum gesehen konkav sind.
4. 4. Torische Linse nach Anspruch 1, bestehend aus einer gekrümmten Leiterschleife.
5. 5. Torische Linse nach Anspruch 1, bestehend aus einer gekrümmten Polschuhlinse.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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