DE741966C - Nach dem Prinzip der Elektronenvervielfachung durch Sekundaeremission arbeitender Verstaerker - Google Patents

Description

• Nach dem Prinzip der Elektronenvervielfachung durch Sekundäremission arbeitender Verstärker Bei Untersuchungen an Verstärkern, die nach dem Prinzip der Elektron envervielfachung durch Sekundäremission arbeiten und bei welchen die Bahn - der Elektronen durch elektrostatische und elektromagnetische Felder bestimmt ist, zeigt sich, daß der Verviel.-fachungsfaktor stark- von der Höhe der an die Elektroden, angelegten Spannungen und von der Größe des Magnetfeldes abhängt. Trägt man den Vervielfachungsfaktor über der Elektrodenspannung auf, so erhält man im allgemeinen einen. Kurvenverlauf, wie er in Fig. z- durch die -Linie z dargestellt ist. Wählt man die Arbeitsbedingungen so, daß bei normaler Betriebsspannung das Maximum der Vervielfachung erreicht wird, so sinkt, wie Fig. z erkennen läßt, schon bei geringen Spannungsschwankungen der Verstärkungsfaktor erheblich ab. 'Man muß deshalb besondere Mittel zur Konstanthaltung der Elektrodenspannungen und des Magnetfeldes verwenden. Um jedoch auch ohne Verwendung solcher besonderer Mittel eine Verminderung der Empfindlichkeit gegen Änderungen der Betriebsspannung zu erzielen, ist bei einem nach dem Prinzip der Elektronenvervielfachung durch Sekundäremission: arbeitenden Verstärker, bei welchem die Elektronenbahnen durch elektrostatische und elektromagnetische Felder bestimmt sind, erfindungsgemäß der Quotient kleiner als i und bei allen Vervielfacherstufen annähernd gleich. Unter Elektrodenfläche ist dabei die dem Elektronenstrom ausgesetzte und zur Emission von Sekundärelektronen vorgesehene Fläche jeder einzelnen Elektrode zu verstehen. Der Querschnitt des einfallenden Elel~tronenstroms, der für die Erfindung wesentlich ist, ist der Querschnitt, der gegen die jeweils betrachtete Elektrode gerichteten Elektronenströmung in der Ebene der Elel,tro-de.
• Bisher war man bestrebt, die Prallelektroden bei Elektronenvervielfachern so auszubilden, dall nach Möglichkeit der in den einzelnen Stufen fließende Elektronenstrom von den zugehörigen Pral.lelektroden aufgenommen wird. Zu diesem Zweck ist man auch schon dazu übergegangen, Vervielfacher so auszubilden., daß die Größe der Fläche der Prallelektroden mit dem Querschnitt des Elektronenstroms zunimmt.
• Durch die Maßnahme, die Elektrodenflächen gemäß der Erfindung kleiner als den Querschnitt des Elektronenstroms zu machen, erzielt man den Vorteil, daß die Verstärkungswirkung des Vervielfachers in hohem Maße von Schwankungen der Elektrodenspannungen unabhängig ist, da trotz geringfügiger Änderungen der Elektronenbahnen immer ein gleich großer Teil des Elektronenstroms von den einzelnen Prallelektroden vervielfacht wird. Auf diese Weise kann: man der Kurve, die den Vervielfachungsfaktor in Abhängigkeit von der Spannung darstellt, den durch die Kurve i i der Fig. i dargestellten Verlauf erteilen. Die einzelnen Elektroden weisen dabei nur eine geringe Flächengröße auf, so daß eine gedrängte Bauweise der Anordnung erzielt wird. Da.ß bei der erfindungs--en Anordnung ein Teil des Elektronen-g e Mäß b stroms nicht auf die Prallelektroden auftrifft und somit für die Verstärkung verlorengeht, ist Icein wesentlicher Nachteil. Es hat sich nämlich gezeigt, daß man in den meisten Fällen schon eine ausreichende Unabhängigkeit von. Spannungsschwankungen erzielt, wenn man nur ioo/o des Elektronenstroms für die Verstärkung unausgenutzt läßt. Durch Anordnung einer zusätzlichen Pral.lelektrode (Vervielfachungsstufe) kann der eingetretene Verstärkungsverlust ohne weiteres wieder ausgeglichen werden.
• An Hand der Fig. 2 der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Die Figur zeigt die schematische Darstellung eines Sekundärelektronenvervielfachers, bei dem die Primärelektronenquelle mit 12 bezeichnet ist. Es sei angenommen:, daß die Primärelektronen auf photoelektrischem Wege durch in Richtung des Pfeiles 2 einfallende Lichtstrahlen ausgelöst werden. Die ausgelösten Elektronen treffen unter derEinwirkung elektrostatischer und elektromagnetischer Felder in bekannter Weise auf die erste Prallelektrode 14 auf. Die Ausdehnung dieser Elektrode ist so gewählt, daß die von den Primärelektronen bestrichene Zone 13 größer ist als die Elektrodenfläche. Die Elektrode 14 wird ihrerseits wieder in der mit 15 bezeichneten Zone abgebildet, innerhalb der die Elektrode 16 liegt. Die gleichen Verhältnisse liegen auch hinsichtlich der Elektrode17 vor, welche innerhalb der von Elektronen bestrichenen Zone 18 liegt. i9 ist die Auffangelektrode (Anode), welche die von der Elektrode 17 ausgehenden Sekundärelektronen aufnimmt. Eine Betrachtung der Fig.2 zeigt, daß Änderungen des elektrischen oder magnetischen Feldes wohl zu Verlagerungen der Zonen 13, 15 und 1:8 führen:, daß sich aber die Beaufschlagung der Elektroden 14, 16, 17 dadurch nicht wesentlich ändert. Da beim Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ein Teil des Elektronenstroms an den. Elektroden vorbeigeleitet wird, so bedeutet dies einen Verzicht auf die maximal mögliche Verstärkung. Man kann den Verlust aber leicht durch eine weitere Vervielfachungsstufe aus-0 C eichen und gewinnt dann den. Vorteil der Spannungsunabhängigkeit. Um die an den Elektroden vorbeifliegenden Elektronen. aufzufangen, kann man ein Fanggitter 2o vorsehen.
• Der übersichtlichkeit halber wurden die in Fi@.2 zur Erzeugung eines senkrecht zur Zeichenebene stehenden. Magnetfeldes dienenden Mittel nicht dargestellt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Nach dem Prinzip der Elektronenvervielfachung durch Sekundäremission arbeitender Verstärker, bei welchem die Elektronenbahnen durch elektrostatische und elektromagnetische Felder bestimmt sind, mit verminderter Empfindlichkeit gegen, Änderungen der Betriebsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient kleiner als i und bei allen Vervielfacherstufen annähernd gleich ist. Zur Abgrenzung desi Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Britische Patentschriften Nr. _ 477 347, 478 153, 460 356; »Zeitschrift-für technische Physik« (1936), Heft 6, S. 178 und 179 (Abb. 22 bis 24).