DE1209215B - Sekundaerelektronenvervielfacher und Verfahren zur Herstellung des Vervielfachers - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21g-13/19

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1209 215
B 6760
8. Juni 1962 20. Januar 1966

Die Hauptpatentanmeldung (deutsche Auslegeschrift 1197 179) betrifft einen Sekundärelektronenvervielfacher mit einer Vielzahl geradlinig verlaufender, eng benachbarter, paralleler Kanäle, deren Innenflächen mit einer sekundäremissionsfähigen Wider-Standsschicht belegt sind, an die zur Erzeugung eines parallel zur Kanalachse verlaufenden elektrischen Feldes eine Spannung angelegt ist, wobei die Kanäle sich etwa in der Bahnrichtung der in sie eintretenden Primärelektronen erstrecken und das Verhältnis der Länge zur Weite jedes Kanals derart groß gewählt ist, daß die mit einer Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Kanalachse in den Vervielfacher eintretenden Elektronen mindestens einmal auf die Widerstandsschicht auftreffen.

Dieser Vervielfacher besteht aus einer Mehrzahl von Kanälen, die zusammen ein Bündel bilden, wobei die Länge jedes Kanals gegenüber seiner Breite sehr groß ist. Dieses Kanalbündel wird an einer Seite von einer gemeinsamen Elektronenquelle, wie z. B. einer Fotokathode, gespeist und gibt die vervielfachten Elektronen am anderen Ende an eine Sammelelektrode, z. B. einen Fluoreszenzschirm, ab.

Gemäß der Erfindung sind die mit einer Widerstandsschicht belegten Kanäle aus einem Stapel aufeinanderliegender Platten gebildet, von denen wenigstens eine Teilanzahl mit parallelen Wellen versehen ist, die zusammen mit der jeweils angrenzenden Platte eine der Anzahl der Wellen entsprechende Anzahl von Kanälen bilden.

Nach der weiteren Ausbildung kann der Sekundärelektronenvervielfacher ebene Platten enthalten, die mit den gewellten Platten abwechseln und so die genannten Kanäle bilden.

Nach einem weiteren Merkmal der weiteren Ausbildung kann der Sekundärelektronenvervielfacher auch ausschließlich aus gewellten Platten bestehen, die so übereinanderliegen, daß sich die äußersten Punkte der Platten jeweils berühren.

Es ist schon allein aus den hier angegebenen Merkmalen ersichtlich, daß die vorliegende Ausbildung des eingangs angegebenen Sekundärelektronenvervielfachers besonders einfach hergestellt werden kann.

Die gewünschten Widerstands- und Sekimdäremissionscigenschaften können den Platten vor dem Stapeln durch Aufbringen geeigneter Schichten erteilt werden. Man kann jedoch auch Platten aus einem isolierenden Material verwenden, das ein oder mehrere Oxyde oder andere reduzierbare Metallverbindungen enthält, und die gestapelten Platten einer Behandlung unterwerfen, bei der die genannten Bestandteile chemisch reduziert werden und sich so an den Ober-Sekundärelektronenvervielfacher und Verfahren
zur Herstellung des Vervielfachers

Zusatz zur Anmeldung: B 62285 VIII c/21 g — Auslegeschrift 1197179

Anmelder:

The Bendix Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

James R. Ignatowski, Warren, Mich.;

Robert R. Thompson,

Livonia, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 9. Juni 1961 (116 189)

flächen der Kanäle die gewünschten Eigenschaften ergeben. Diese Behandlung kann in einer längeren Erhitzung der Plattenstapel unter gleichzeitigem Hindurchleiten von Wasserstoff durch die Kanäle bestehen.

Die Endflächen des fertigen Stapels, d. h. die Flächen mit den Öffnungen der parallelen Kanäle, werden metallisiert, um so Elektroden für das Anlegen der Beschleunigungsspannung zu bilden.

In der Zeichnung werden zwei Ausführuiigsbeispiele dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Sekundärelektronenvervielfacher mit abwechselnd übereinander angeordneten ebenen und gewellten Platten,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab einen Abschnitt einer gewellten Platte und

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F i g. 3 einen Ausschnitt aus einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem ausschließlich gewellte Platten verwendet werden.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen, in der Zeichnung weder die Zahl noch die Abmessungen der Platten und Wellen den tatsächlichen Verhältnissen entsprechen.

Wie F i g. 1 zeigt, besteht der den Vervielfacher bildende Plattenstapel 20 aus einer ersten ebenen Platte 22, einer ersten gewellten Platte 24, einer zweiten ebenen Platte 26, einer zweiten gewellten Platte, deren Wellen parallel zu denen der ersten gewellten Platte verlaufen, usf.

Alle Platten, die ebenen und die gewellten, können aus Glasplatten von etwa 25 μπι Dicke bestehen. Die Wellen haben dann etwa eine Höhe von 0,2 mm. Das Verhältnis der Öffnungsfläche zu der Wandfläche beträgt dann etwa 7,3 :1. Dieser Wert ist praktisch ausreichend. Derartige Platten können durch Walzen ao des Glases in kleinen Walzstraßen mit ebenen oder geriffelten Zylindern hergestellt werden.

Die gewünschten Widerstands- und Sekundäremissionseigenschaften können den Platten vor dem Stapeln erteilt werden. Hierzu bedeckt man jede Fläche jeder Platte bei einer geeigneten Temperatur mit einem oder mehreren Oxyden oder Metallsalzen, vorzugsweise von Antimon und/oder Zinn. Diese Bedeckung wird vorzugsweise am Ausgang der genannten Walzen gemäß dem Verfahren nach der französischen Patentschrift 1 295 275 durchgeführt. Der so erhaltene Oberflächenwiderstand liegt in der Größenordnung von 1000 Megohm im Quadrat.

Die Verbindung der einzelnen Platten des Stapels kann durch geeignete Mittel, wie z. B. durch Verkleben, entlang der Ränder 32, 34 mit einem Epoxydharz oder durch örtliches Erhitzen auf die Schmelztemperatur des Glases bewirkt werden.

Auf die beiden Endflächen 28, 30 des Stapels wird durch Aufstreichen von Metallpulver oder durch Bedampfen im Vakuum eine aus Silber, Platin oder ähnlichen Metallen bestehende leitende Schicht 31 aufgebracht.

Dabei ist darauf zu achten, daß das aufzubringende Metall möglichst nicht in die Kanäle eindringt. Das Aufdampfen von Metall im Vakuum wird daher unter einem möglichst flachen Winkel ausgeführt. Die so hergestellten Metallschichten auf den Endflächen dienen als Elektroden, die über Leitungen 36, 38 mit einer geeigneten Spannungsquelle 40 verbunden sind, um so das erforderliche axiale elektrostatische Beschleunigungsfeld zu erzeugen.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ebenen Platten 26 fortgelassen, so daß der Stapel nur gewellte Platten 42 enthält, die sich jeweils mit den Spitzen ihrer Wellen berühren. Für eine gegebene Tiefe und Weite der Wellen ist die Öffnungsfläche zweimal so groß wie bei den Stapeln nach dem ersten beschriebenen Ausführungsbeispiel. Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 erfordert jedoch eine höhere Genauigkeit der Ausrichtung der einzelnen Platten als das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Statt den einzelnen Platten des Stapels die gewünschten Widerstands- und Sekundäremissionseigenschaften vor dem Stapeln zu erteilen, kann dies auch anschließend geschehen. In diesem Falle verwendet man Platten aus einem isolierenden Material, das ein oder mehrere reduzierbare Metalloxyde enthält, so

z. B. Glas, das Bleioxyd und Wismuttrioxyd enthält. Der fertige Plattenstapel wird dann über z. B. 8 bis Stunden auf 325 bis 500⁰C erhitzt. Die Kanäle des Stapels werden dabei von reinem Wasserstoff durchströmt, so daß die genannten Metalloxyde an den Oberflächen der Kanäle reduziert werden, die dann die gewünschten elektrischen Eigenschaften erhalten.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Sekundärelektronenvervielfacher mit einer Vielzahl geradlinig verlaufender, eng benachbarter paralleler Kanäle, deren Innenflächen mit einer sekundäremissionsfähigen Widerstandsschicht belegt sind, an die zur Erzeugung eines parallel zur Kanalachse verlaufenden elektrischen Feldes eine Spannung angelegt ist, wobei die Kanäle sich etwa in der Bahnrichtung der in sie eintretenden Primärelektronen erstrecken und das Verhältnis der Länge zur Weite jedes Kanals derart groß gewählt ist, daß die mit einer Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Kanalachse in den Vervielfacher eintretenden Elektronen mindestens einmal auf die Widerstandsschicht auftreffen, nach Patentanmeldung B 62285 VIIIc/21g (deutsche Auslegeschrift 1197 179), dadurchgekennzeichn e t, daß die mit einer Widerstandsschicht belegten Kanäle aus einem Stapel aufeinanderliegender Platten gebildet sind, von denen wenigstens eine Teilanzahi mit parallelen Wellen versehen ist, die zusammen mit der jeweils angrenzenden Platte eine der Anzahl der Wellen entsprechende Anzahl von Kanälen bilden.

2. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenstapel aus abwechselnd übereinander angeordneten ebenen und gewellten Platten besteht (F i g. 1).

3. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenstapel aus gewellten Platten besteht, die so übereinander angeordnet sind, daß sich die äußersten Punkte der Platten jeweils berühren (F i g. 3).

4. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zu den Kanälen liegenden Stirnflächen (28, 30) des Plattenstapels (20) mit einer an eine elektrische Spannungsquelle anschließbaren leitenden Schicht (31) versehen sind.

5. Sekundärelektronenvervielfacher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten des Plattenstapels (20) an zu den Kanälen parallelen Seitenkanten (32, 34) miteinander verbunden sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Sekundärelektronenvervielfachers nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten vor ihrem Zusammenbau mit der sekundäremissionsfähigen Widerstandsschicht belegt werden.

7. Sekundärelektronenvervielfacher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten aus einem Glas bestehen, das reduzierbare Metallverbindungen des Typs enthält, die bei der Reduktion eine sekundäremissionsfähige Widerstandsschicht liefern.

8. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas Zinnoxide und/oder Wismutoxide als reduzierbare Metallverbindungen enthält,

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9. Verfahren zur Herstellung eines Sekundärelektronenvervielfachers nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion der Metallverbindung nach dem Herstellen des Plattenstapels durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduktion der Metallverbindung der Plattenstapel erhitzt wird und daß durch die Kanäle Wasserstoff geleitet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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