Elektrische Entladungsvorrichtung. Mittels Lichtstrahlen oder Kathodenstrah len können aus einem für diese Strahlen empfindlichen Schirm Elektronen ausgelöst werden. Besteht der Schirm aus einem Iso lator oder aus einer isoliert angeordneten Platte, so entsteht (dadurch eine elektrische Ladung. Es sind unter dem Namen Ikonoskop elektrische Entladungsvorrichtungen bekannt, in denen mittels eines gerichteten Elektronen bündels die auf diese Weise auf einer so:ge- nannten Netzhautelektrode entstehenden elek trischen Ladungen neutralisiert werden.
Die Entladungsströme, deren Stärke von der Intensität oder der Härte der auf jedes der Elemente auftreffenden Strahlen abhängt, können verstärkt und drahtlos oder längs einer Leitung einer Empfangsvorrichtung zugeführt werden.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, einen Elektronenstrom, dessen Intensität sich im Querschnitt entsprechend einem zu über- mittelnden Lichtbild ändert, in einem luf.- leeren Raum auf einen empfindlichen Schirm fallen zu lassen und aus letzterem durch Sekundäremission ausgelöste Elektronen ent weder zu einer Anode oder abermals zu einem empfindlichen .Schirm zu führen.
Es ent steht auf diese Weise die sogenannte Elek tronenvervielfachung.
Es wurde gefunden, dass an der isolierten Oberfläche eines von Licht- oder Kathoden strahlen getroffenen Auffangschirmes eine zusätzliche iSekundäremiesion entsteht, wenn auf diese Oberfläche ein Elektronenbündel geriohtet wird. Die Stärke dieser zusätzlichen Sekundäremission ist von der elektrischen Ladung abhängig, die das getroffene Element infolge der Bestrahlung erhalten hat. Gemäss der Erfindung wird diese Erscheinung zur Erzielung einer Verstärkung ausgenutzt.
Die elektrische Entladungsvorrichtung ge mäss der Erfindung weist ein Elektroden system zum Erzeugen eines gerichteten Elek tronenbündels, sowie einen elektronenemittie- renden Auffangschirm auf. Diese Vorrich tung weist ferner ein Elektrodensystem zur Elektronenvervielfachung auf, das in bezug auf den Auffangsehirm derart angeordnet ist, dass es :
die durch Sekundäremission aus diesem Schirm heraustretenden Elektronen heranzieht.
Die Erfindung ist insbesondere bei elek trischen Entladungsvorrichtungen anwend bar, bei denen der Auffangschirm aus einer sogenannten Netzhautelektrode besteht. ,Solch eine Netzhautelektrode weist eine grosse An zahl von Elementen auf, die je einen Kon densator bilden, deren eines Beleg Elektro nen emittieren kann.
Die Erfindung wird anhand der Zeich nung näher erläutert, in ,der eine mit einer derartigen Netzhautelektrode versehene Ent- ladungsvorriohtung gemäss der Erfindung beispielsweise dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt die Form der Entladungs vorrichtung, und Fig. ? stellt das Schema einer elektri schen Schaltung dar, in die diese Ent ladungsvorrichtung aufgenommen ist.
Innerhalb einer Glashülle 1 befindet sich ein zum Erzeugen eines gerichteten Kathodenstrahlenbündels dienendes Elektro- densystem, das aus einer Kathode 2 (Fig. 2), einem Gitter 5 und einer Anode 7 besteht. Gegenüber diesem Elektrodensystem, das in einem Ansatz '3 des Kolbens angeordnet ist, befindet sich indem kugelförmigen Teil ein Auffangschirm 9, der aus einer Platte 11 aus Isoliermaterial, z. B. Glimmer, besteht und .dessen der Anode 7 zugewandte Ober fläche mit einer grossen Anzahl von photo- elektrischen leitenden Teilchen 13 bedeckt ist.
Auf der andern Seite befindet sich eine Metallplatte 15, mit der ein elektrischer Leiter 17 verbunden ist. In der Zeichnung ist der Schirm 9 verkürzt dargestellt, aber er hat vorzugsweise eine nahezu quadratische Form.
Die Innenoberfläche des Ansatzes 3, so wie ein Teil des kugelförmigen Kolbenteils sind mit einer leitenden .Schicht 19 über zogen, mit der ein Leiter 21 verbunden ist.
Die Vorrichtung weicht bis dahin grund- sätzlich. nicht von den bereits bekannten Ikonoskopen ab. Das Elektrodensystam im Ansatz 3 kann ein enges Kathodenstrahlen bündel erzeugen, das auf den Auffangschirm 9 auftrifft. Es werden zu diesem Zweck an die verschiedenen Teile des Elektroden systems, sowie an die leitende Schicht 19 und an die Metallplatte 1,5 mittels eines Spannungsteilers 41 geeignete Spannungen angelegt. Die Drähte 17 und 21 sind zu die sem Zweck durch die Kolbenwand geführt.
Wird auf den Schirm 9 ein Lichtbild proji ziert, so erhalten die Elemente der Netzhaut elektrode elektrische Ladungen, die von der Stärke und gegebenenfalls von der Wellen länge des Lichtes abhängig sind. Mittels elektrischer oder magnetischer Felder kann das Kathodenstrahlenbündel derart Über den Schirm bewegt werden, dass innerhalb einer kurzen Zeit, z. B. in "/=o .Sek., das ganze Bild abgetastet wird, worauf das Bündel zu dem Anfangspunkte zurückgeführt wird und das Abtasten von neuem anfängt.
Die Mittel zur Erzeugung dieser Felder sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Die auf den Elementen vorhandene Ladung wird vom Bündel neutralisiert, und es entstehen im Leiter 17 Entladungsströme, die bis jetzt bei der Verwendung .des Ikonoskops einem Verstärker zugeführt wurden.
Mit dem Ikonoskop ist nun ein sogenann- ter Elektronenvervielfacher 2:3 verbunden, der aus einer N-förmigen Glasröhre besteht. Dessen erster Schenkel enthält eine gitter- förmige Elektrode 26 und eine elektro statische Linse, die durch einen Metallzylin der 25 und eine leitende Bekleidung 33 auf dessen Wand gebildet wird. Es ist ferner in diesem Schenkel ein empfindlicher Schirm 29 angeordnet.
Der zweite Schenkel enthält eine .gitterförmige Elektrode 3.5 und ist fer ner mit einer elektrischen Linse versehen, die durch leitende Wandbekleidungen 37 und 3,9 gebildet wird. Dieser Schenkel weist gleichfalls einen empfindlichen Schirm 31 auf, während im dritten Schenkel eine Anode 27 angeordnet ist. Mittels eines Spannungs teilers 4:1 werden an die verschiedenen Ein- zelteile des Elektronenvervielfachers geeig nete Spannungen angelegt.
Die Bekleidung 19 und die Platte 15 huben z. B. in bezug auf die Kathode ein positives Potential von 1000 Volt. Der Schirm 29 und die Bekleidung 3ss können wieder in bezug auf die Platte 15 ein posi- tives Potential von z. B. 500 Volt haben, während die .Elektroden 2,5 und ?6 das gleiche Potential besitzen können, das zwi schen denjenigen der Platte 15 und des Schirmes 29 liegt. Die Anode 27 erhält wie der ein noch höheres Potential, z.
B. von 1O00 Volt, in bezug auf die Platte 15, und die miteinander verbundenen Elektroden 35 und<B>37,</B> sowie die gleichfalls miteinander verbundenen Teile 39 und 31 werden auf Potentiale gebracht, die zwischen dem des Schirmes 29 und dem der Anode 27 liegen.
Werden die elektrisch geladenen Teil chen der Netzhautelektrode 9 vom sich be wegenden Kathodenstrahlenbündel, das in Fig. 2 durch einen Pfeil 4 angegeben ist, getroffen, so findet an diesen Teilchen, wie der Erfinder gefunden hat, eine Sekundär emission statt, deren Stärke sich mit der elektrischen Ladung der Teilchen ändert. Infolge der Wirkung des elektrischen Feldes zwischen der Platte 15 und der Elektrode 26. werden die durch . Sekundäremission aus den Elementen ausgelösten Elektronen dem Elektronenvervielfacher zugeführt.
Mittels der Linse 25-33 zu einem Bündel vereinigt, werden diese Elektronen auf den Schirm 29 gerichtet, wo sie zu einem von diesem Schirm ausgehenden verstärkten Elektronenstrom Anlass, -oben, der von der Elektrode 35 an gezogen und mittels der Linse 37, 39 dem Schirm 31. zugeführt wird. Hier findet wie der Sekundäremission statt, und ein noch grösserer Elektronenstrom trifft schliesslich die Anode<B>927.</B> Die Elektronen werden von dieser Anode über eine Impedanz 43 abge leitet, und. die Spannungswechsel an dieser Impedanz werden dem Gitter einer Ver- stärkerröhre 49 aufgedrückt.
Es wurde gefunden, dass, wenn auf diese Weise die obenbeschriebene Erscheinung der Sekundäremission ausgenutzt wird, eine sehr ,gute Verstärkung erzielt werden kann. Wenn auch ;der von der Netzhautelektrode zur Elektrode 216- fliessende Elektronenstrom ver- hältnis:
mässig gering ist, so bietet die Elek tronenvervielfachung den grossen Vorteil einer Verstärkung, die von .dem störenden Geräusch befreit ist, das häufig entsteht, wenn die im Leiter 17 fliessenden Ströme mit Hilfe von besonderen Röhren verstärkt werden.
Es können infolge der gegenseitigen Potentialunterschiede der - Elemente der Netzhautelektrode elektrische Felder ent stehen, die auf den von der Netzhautelek- trode zur Elektrode 26 sich bewegenden Elektronenstrom einen störenden Einfluss ausüben könnten. Es ist daher zweckmässig, diese Elemente auf der Seite, wo sie vom Elektronenbündel getroffen werden, durch Erhöhungen voneinander zu trennen, wie in der Patentschrift 186405 beschrieben wurde.
Es ist auch möglich, einen Auffangschirm zu benutzen, der dazu eingerichtet ist, auf der vom Ansatz 3 abliegenden Seite bestrahlt zu werden. Anstatt ein optisches Bild auf die Netzhautelektrode zu werfen, kann das in der erwähnten Patentschrift beschriebene Verfahren angewendet werden, bei dem ein elektrisches Bild benutzt wird.
Electric discharge device. By means of light rays or cathode rays, electrons can be released from a screen that is sensitive to these rays. If the screen consists of an insulator or an insulated plate, an electric charge is created (. Electric discharge devices are known under the name of iconoscopes The electrical charges generated by the retinal electrode are neutralized.
The discharge currents, the strength of which depends on the intensity or the hardness of the rays striking each of the elements, can be amplified and fed wirelessly or along a line to a receiving device.
It has also already been proposed to let an electron stream, the intensity of which changes in cross-section according to a light image to be transmitted, fall in an empty space onto a sensitive screen and electrons released from the latter by secondary emission either to an anode or again to a sensitive screen.
In this way, the so-called electron multiplication occurs.
It has been found that an additional secondary emission occurs on the isolated surface of a collecting screen hit by light or cathode rays if an electron beam is directed onto this surface. The strength of this additional secondary emission depends on the electrical charge that the element has received as a result of the irradiation. According to the invention, this phenomenon is used to achieve a gain.
The electrical discharge device according to the invention has an electrode system for generating a directed electron beam, as well as an electron-emitting collecting screen. This device also has an electrode system for electron multiplication which is arranged with respect to the collecting screen in such a way that it:
attracts the electrons emerging from this screen through secondary emission.
The invention is particularly applicable to electrical discharge devices in which the collecting screen consists of a so-called retinal electrode. Such a retinal electrode has a large number of elements that each form a capacitor, one of which can emit electrons.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which a discharge device provided with such a retinal electrode according to the invention is shown, for example.
Fig. 1 shows the shape of the discharge device, and Fig. represents the scheme of an electrical circuit's rule, in which this Ent charging device is included.
Inside a glass envelope 1 there is an electrode system which is used to generate a directed cathode ray bundle and which consists of a cathode 2 (FIG. 2), a grid 5 and an anode 7. Opposite this electrode system, which is arranged in a projection '3 of the piston, is located in the spherical part, a collecting screen 9, which consists of a plate 11 of insulating material, for. B. mica, and. Whose surface facing the anode 7 is covered with a large number of photoelectric conductive particles 13.
On the other side there is a metal plate 15 to which an electrical conductor 17 is connected. In the drawing, the screen 9 is shown shortened, but it preferably has an almost square shape.
The inner surface of the projection 3, as well as part of the spherical piston part, are coated with a conductive layer 19, to which a conductor 21 is connected.
The device basically gives way until then. does not differ from the already known iconoscopes. The electrode system in the approach 3 can generate a narrow bundle of cathode rays that impinges on the collecting screen 9. For this purpose, suitable voltages are applied to the various parts of the electrode system, as well as to the conductive layer 19 and to the metal plate 1.5 by means of a voltage divider 41. The wires 17 and 21 are passed through the piston wall for this purpose.
If a light image is projected onto the screen 9, the elements of the retinal electrode receive electrical charges which are dependent on the strength and possibly the wavelength of the light. By means of electric or magnetic fields, the cathode ray beam can be moved across the screen in such a way that within a short time, e.g. B. in "/ = o .sec., The whole image is scanned, whereupon the beam is returned to the starting point and the scanning begins again.
The means for generating these fields are not shown in the drawing. The charge present on the elements is neutralized by the bundle, and discharge currents arise in the conductor 17, which until now have been fed to an amplifier when using the iconoscope.
A so-called electron multiplier 2: 3, which consists of an N-shaped glass tube, is now connected to the iconoscope. Its first leg contains a grid-shaped electrode 26 and an electrostatic lens, which is formed by a metal cylinder 25 and a conductive cladding 33 on its wall. A sensitive screen 29 is also arranged in this leg.
The second leg contains a .grid-shaped electrode 3.5 and is also provided with an electrical lens, which is formed by conductive wall coverings 37 and 3.9. This leg also has a sensitive screen 31, while an anode 27 is arranged in the third leg. Using a 4: 1 voltage divider, suitable voltages are applied to the various individual parts of the electron multiplier.
The clothing 19 and the plate 15 lift z. B. with respect to the cathode a positive potential of 1000 volts. The screen 29 and the clothing 3ss can again have a positive potential of z. B. 500 volts, while the .Elektroden 2.5 and? 6 can have the same potential that is between those of the plate 15 and the screen 29 is. The anode 27 is given an even higher potential, e.g.
B. of 1000 volts, with respect to the plate 15, and the interconnected electrodes 35 and 37, and the likewise interconnected parts 39 and 31 are brought to potentials between that of the screen 29 and that of the anode 27.
If the electrically charged particles chen of the retinal electrode 9 from the moving cathode ray beam, which is indicated in Fig. 2 by an arrow 4, hit, as the inventor has found, a secondary emission takes place on these particles, the strength of which is with the electrical charge of the particles changes. As a result of the effect of the electric field between the plate 15 and the electrode 26, the through. Secondary emission from the elements released electrons fed to the electron multiplier.
Combined into a bundle by means of the lens 25-33, these electrons are directed onto the screen 29, where they give rise to an increased electron flow emanating from this screen, -above, which is drawn from the electrode 35 and, by means of the lens 37, 39 the Screen 31 is supplied. This is where the secondary emission takes place, and an even larger stream of electrons finally hits the anode <B> 927. </B> The electrons are conducted away from this anode via an impedance 43, and. the voltage changes at this impedance are pressed onto the grid of an amplifier tube 49.
It has been found that when the above-described phenomenon of secondary emission is exploited in this way, very, good amplification can be achieved. Even if; the ratio of the electron current flowing from the retinal electrode to the electrode 216-:
is moderately low, the electron multiplication offers the great advantage of a gain that is freed from .dem annoying noise that often arises when the currents flowing in the conductor 17 are amplified with the help of special tubes.
As a result of the mutual potential differences between the elements of the retinal electrode, electrical fields can arise which could have a disruptive influence on the electron current moving from the retinal electrode to the electrode 26. It is therefore expedient to separate these elements from one another by means of elevations on the side where they are hit by the electron beam, as described in patent specification 186405.
It is also possible to use a collecting screen which is set up to be irradiated on the side remote from the extension 3. Instead of projecting an optical image onto the retinal electrode, the method described in the cited patent specification, in which an electrical image is used, can be used.