DE1940285C3 - Elektronenvervielfacher - Google Patents
ElektronenvervielfacherInfo
- Publication number
- DE1940285C3 DE1940285C3 DE19691940285 DE1940285A DE1940285C3 DE 1940285 C3 DE1940285 C3 DE 1940285C3 DE 19691940285 DE19691940285 DE 19691940285 DE 1940285 A DE1940285 A DE 1940285A DE 1940285 C3 DE1940285 C3 DE 1940285C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- secondary electron
- reflector
- electron multiplier
- electron
- emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
- H01J43/04—Electron multipliers
- H01J43/06—Electrode arrangements
- H01J43/18—Electrode arrangements using essentially more than one dynode
- H01J43/24—Dynodes having potential gradient along their surfaces
Landscapes
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
45
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektronenvervielfacher, bei dem die emittierten Sekundärelektronen
unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes, das von der Potentialdifferenz zwischen der sekundäremittierenden
Fläche und einem Reflektor heirührt, wieder zurück auf die sekundäremittierende
Fläche auftreffen.
Es ist bereits ein derartiger Elektronenvervielfacher bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 270 697),
bei dem sowohl der Reflektor als auch die sekundäremittierende Fläche mit ihren Enden an die gleiche
Spannungsquelle angeschlossen sind. Die Potentialdifferenz zwischen der sekundäremittierenden Fläche
und dem Reflektor wird dadurch erreicht, daß diese derart gegeneinander parallel verschoben sind, daß
das Ende des Reflektors, an dem der negative Po! der Spannungsquelle liegt, der sekundäremittierenden
Fläche gegenübersteht, während das Ende des Reflektors, an dem der positive Pol der Spannungsquelle
liegt,. über die sekundäremittierende Fläche hinausragt. Dadurch wird erreicht, daß einem
ein bestimmtes Potential aufweisenden Punkt der emittierenden Fläche ein Punkt des Reflektors gegenübersteht,
dessen Potential negativer ist.
Die Potentialdifferenz zwischen zwei sich auf den beiden durch die emittierende Fläche und den Reflektor
gebildeten Elektroden befindenden Punkten entspricht genau der Größe der Parallelverschiebung
der beiden Elektroden gegeneinander. Damit ist diese Potentialdifferenz stets ein bestimmter Bruchteil der
an den Enden der Elektroden anliegenden Spannung. Wenn man von einer bestimmten (üblicherweise relativ
geringen) Energie eines Primärelektrons ausgeht, wird daher die Bahn dieses Elektrons stets annähernd
die gleiche sein.
Damit besteht keine Möglichkeit, die Häufigkeit des Aufprallens des Primärelektrons auf die emittierende
Fläche und damit die Größe der Elektronenvervielfachung zu regeln. Außerdem weist dieser bekannte
Elektronenvervielfacher den Nachteil auf, daß nicht die gesamte Elektrodenfläche zur Elektronenvervielfachung
genutzt werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektronenvervielfacher mit bei gedrängter
Bauweise großer sekundäremittiet ender Fläche zu schaffen, bei dem die Größe der Vervielfachung ges'euiTt
werden kann.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die sekundäremittierende Fläche auf der Innenseite einer Röhre
liegt, in der der als Zylinder gebildete Reflektor koaxial angeordnet ist, und daß an beiden Enden des
Reflektors jeweils eine Spannungsquelle mit ihrem Minuspol angeschlossen ist, die mit ihrem Pluspol
mit dem jeweils gegenüberliegenden Ende der sekundäremittierenden Fläche verbunden ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Elektronenvervielfacher können die beiden jeweils zwischen den einandei
gegenüberliegenden Enden der Elektroden angeschlossenen Spannungsquellen einzeln oder gemeinsam
auf einfache Weise (Spannungsteiler) geregelt werden. Damit kann die Potentialdifferenz zwischen
einander gegenüberliegenden Punkten der beiden Elektroden unabhängig von der an der emittierenden
Fläche liegenden Spannung eingestellt werden. Da somit die Feldstärkenkomponenten senkrecht und
parallel zu den Elektroden unabhängig voneinander geregelt werden können, kann die Häufigkeit des
Elektronenaufpralls und die Energie der Elektronen und damit die Zahl und Größe der Vervielfachungen
geregelt werden. Durch die Möglichkeit, die Bahn der Elektronen zu bestimmen, ist es außerdem möglich,
den Ausgangselektronenstrahl in eine bestimmte Richtung zu lenken.
Vorteilhafterweise besteht das Sekundärelektronenemissionsmaterial
aus Magnesiumoxyd oder aus Kaliumchlorid. Der zylindrische Reflektor kann auf
seiner Außenfläche, die der Innenfläche des sekundärelektronenemittierenden Gliedes zugewandt ist,
mit einem einen hohen Widerstand aufweisenden Material überzogen sein. Vorteilhafterweise werden
bei dem erfindungsgemäßen Sekundärelektronenvervielfacher die Spannungen derart eingestellt, daß der
Winkel der Äquipotentialflächen in bezug auf das sekundärelektronenemittierende Glied im Bereich
von 75° liegt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schemattscher
Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
F i g. I zeigt eine schematische Darstellung eines Längsschnittes des erfindungsgemäßen Sekundär-
3 ' 4
elektronenvervielfachers mit der zugehörigen Schal-' des Ausgangsendes der Sekundärelektronenemis-
tung der Spannungsquellen, und sionsschicht 46 angeordnet. Zwischen die Elektrode
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Sekundärelek- 38 und den Anschluß an der Ausgangsseite der
tronenvervielfachers nach F i g. 1. sekundärelektronenemittierenden Fläche ist eine
Die Arbeitsweise eines Sekundärelektronenverviel- 5 Spannungsquelle 39 geschaltet, um die Elektrode 38
fachers ist folgende: Primärelektronen, die von einer auf einem positiven Potential in bezug auf diesen
Primärelektronenquelle zugeführt werden, treffen auf Anschluß zu halten, so daß die Sekundärelektronen,
die Sekundärelektronenemissionsschicht, wodurch die abschließend aus der Sekundärelektronenemiseine
größere Anzahl von Sekundärelektronen freige- sionsschicht 46 austreten, im wesentlichen vollständig
geben wird, als Primärelektronen einfallen. Die frei- io durch die Elektrode 38 aufgefangen werden können,
gewordenen Elektronen durchlaufen unter dem Ein- Beim Betrieb des erfindungsgemäßen Sekundärfluß
eines axialen elektrischen Feldes parabolische elektronenvervielfachers werden Elektronen aus
Flugbahnen und treffen wieder auf die Oberfläche einer nicht dargestellten Primärelektronenquelle auf
einer Sekundärelekironenemissionsschicht auf. Beim die Sekundärelektronenemissionsschicht 46 in der
erneuten Auftreffen der Sekundärelektronen auf 15 Nähe des Eingangsendes dieser Sekundärelektronendie
Sekundärelektronenemissionsschicht wird eine emissionsschicht durch geeignete Einrichtungen aufgrößere
Zahl von anderen Sekundärelektronen frei, treffen gelassen. Beim Auftreffen der Primärelektroals
Sekundärelektronen auf d:;se Schicht aufgetrof- nen wird eine größere Anzahl von Sekundärelektrofen
sind, wobei diese freigewordenen Sektmdäreiek- nen als auftreffendc Primärelektronen aus der
tronen wieder ähnliche parabolische Flugbahnen 20 Schicht in Freiheit gesetzt und unter dem Einfluß des
durchlaufen. Dieser Prozeß wiederholt sich, bis die elektrischen Feldes, das zwischen der Sekundärelekvervielfachte
Zahl an Sekundärelektronen von einer tronenemissionsschicht 46 und dem Reflektorzylin-Kollektorelektrode
eingefangen wird. der 47 herrscht, zu derselben Sekundärelektronen-
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße emissionsschicht 46 hingezogen, und die Sekundär-
Sekundärelektronenvervielfacher besteht im wesentli- 25 elektronen treffen erneut auf die Fläche 46 auf, wo-
chen aus einem Reflektorzylinder 47 und einer durch tertiäre Elektronen freigegeben werden, die
sekundärelektronenemittierenden Röhre 45, die in gleichfalls auf die Schicht 46 auftreffen gelassen wer-
Abstand koaxial zu dem Reflektorzylinder 47 an- den, wodurch quartäre Elektronen in Freiheit gesetzt
geordnet ist. Die sekundärelektron; remittierende werden. Dieser Vorgang wiederholt sich je nach der
Rohre 45 weist eine Sekundärelektronenemissions- 30 Länge der Sekundärelektronenemissionsschicht 46
schicht 46 auf, die aus einem beliebigen geeigneten und den Bedingungen des elektrischen Feldes meh-
Material, wie etwa Magnesiumoxyd oder Kalium- rere Male.
chlorid bestehen kann, das einen hohen Sekundärelek- Es ist wünschenswert, daß die Beschleunigungs-
tronenemissionsfaktor und einen hohen Widerstand spannung, die an das sich bewegende Sekundärelek-
aufweist. Gegebenenfalls kann die sekundärelektro- 35 tron angelegt wird, das gerade im Begriff ist, auf die
nenemittierende Röhre 45 ganz aus einem solchen Sekundärelektronenemissionsschicht 46 aufzutreffen,
sekundärelektronenemittierenden Material bestehen. wobei diese Spannung als »Landespannung« bezeich-
Äußere Anschlüsse sind mit einander gegenüber- net wird, gleich einer Beschleunigungsspannung ist,
liegenden Enden der Sekundärelektronenemissions- bei der das maximale Sekundärelektronenemissions-
schicht 46 verbunden, um an diese eine Beschleuni- 40 verhältnis erhalten wird.
gungsspannung anzulegen. Eine Spannungsquelle 31 Diese Landespannung, durch die das maximale Seist
mit diesen äußeren Anschlüssen verbunden, so kundärelektronenvervielfachungsverhältnis erreicht
daß eine Beschleunigungsspannung, die fortschrei- wird, beträgt unter normalen Umständen 100 bis
tend in Längsrichtung ansteigt, an die Sekundärelek- 300 Volt. Wenn man annimmt, daß die Spannung
tronenemissionsschicht 46 angelegt werden kann. 45 5 Volt beträgt, so liegt der optimale Neigungswinkel
Der Reflektorzylinder 47 enthält vorzugsweise θ opt der Äquipotentialflächen in bezug auf die
eine Schicht aus einem Material mit hohem Wider- Sekundärelektronenemissionsschicht 46 zwischen 55
standswert. In diesem Falle ist diese Schicht im Ge- und 75°. Durch die Ausbildung des Sekundärelek-
gensatz zur Schicht 46 nicht sekundärelektronenemit- tronenvervielfachers in dieser Weise kann ein vergrö-
tierend. In ähnlicher Weise sind äußere Anschlüsse 5° ßerter Multiplikationsfaktor erhalten werden,
an den einander gegenüberliegenden Enden des Re- Gegebenenfalls kann das gesamte sekundärelektro-
flektorzylinders angebracht, um über diese Klemmen nenemittierende Glied 45 aus dem hochwiderstands-
eine Spannung anzulegen. Zwischen den Anschlüssen fähigen, sekundärelektronenemittierenden Material
auf der Eingangsseite des Elektronenvervielfachers bestehen. Auch der zylindrische Reflektor 47 kann
liegt eine Spannungsquelle 36, während zwischen den 55 mit dem hochwiderstandsfähigen Material beschich-
Anschlüssen an der Ausgangsseite des Sekundärelek- tet sein. Da die Sekundärelektronenemissiunsschicht
tronenvervielfachers eine andere Spannungsquelle 37 46 in Form einer Röhre vorliegt, wird ein Strom von
liegt. Die Verbindungen dieser Spannungsquellen 36 Sekundärelektroncn, der vervielfacht und in axialer
und 37 mit den Anschlüssen sind derart gelegt, daß Richtung bewegt wird, unter dem Einfluß des elektri-
die Anschlüsse der Sekundärelektronenemissions- 60 sehen Feldes, das von der Potentialdifferenz zwi-
röhre 45 auf einem höheren Potential als die An- sehen der Sekundärelektronenemissionsschicht 46
Schlüsse des Reflektorzylinders 47 liegen. Diese und dem zylindrischen Reflektor 47 herrührt, zentri-
Spannungsquellen 36 und 37 können vorzugsweise fugal gegen die Sekundärelektronenemissionsschicht
dieselbe Ausgangcjspannung aufweisen, jedoch kön- gerichtet.
nen ebensogut Spannungsquellen mit verschiedenen 65 Die Sekundärelektronenemissionsschicht 46, die in
Ausgangsspannungen verwandt werden. der Form einer Röhre vorliegt, wirkt als Schirm, wo-
Eine Elektrode 38, die zum Sammeln der verviel- bei die Sekundärelektronen im Gegensatz zu einem
fachten Sekundärelektronen dient, ist in der Nähe Sekundärelektronenvervielfacher mit Parallelplatten-
anordnung kaum aus der Röhre heraus gestreut werden. Um den höchstmöglichen Multiplikationsfaktor
zu erreichen, sollte der Winkel der Äquipotentialflächen in bezug auf die Sekundärelektronenemissionsschicht
46 auf einen Bereich von 55 bis 75° begrenzt sein. Als Vorteil soll noch angeführt werden, daß die
Sekundärelektronenemissionsschicht 46 einen relativ breiten Bereich einnimmt, der zu der Erhöhung de:
Multiplikationsfaktors beiträgt, ohne daß dadurcl der kompakte Aufbau des Sekundärelektronenver
vielfachers nachteilig beeinflußt würde.
Der erfindungsgemäße Sekundärelektronenverviel
fächer ist vorzugsweise bei einem Photovervielfachei
verwendbar.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
3633
Claims (5)
1. Elektronenvervielfacher, bei dem die emittierten Sekundärelektronen unter dem Einfluß
eines elektrischen Feldes, das von der Potentialdifferenz zwischen der sekundäremittierenden
Fläche und einem Reflektor herrührt, wieder zurück auf die sekundäremittierende Fläche auftreffen,
dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäremittierende Fläche (46) auf der Innenseite
einer Röhre (45) liegt, in der der als Zylinder gebildete Reflektor (47) koaxial angeordnet
ist, und daß an beiden Enden des Reflektors (47) jeweils eine Spannungsquelle (36, 37) mit ihrem
Minuspol angeschlossen ist, die mit ihrem Pluspol mit dem jeweils gegenüberliegenden Ende
der sekundäremittierenden Fläche (46) verbunden ist.
2. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sekundärelektronenemissionsmaterial aus Magnesiumoxyd
besteht.
3. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sekundärelektronenemissionsmateria] aus Kaliumchlorid besteht.
4. Sekundärelektronenvervielfacher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der zylindrische Reflektor (47) auf seiner Außenfläche, die der Innenflächen der
sekundärelektronenemittierenden Röhre (45) zugewandt ist, mit einem einen hohen Widerstand
aufweisenden Material überzogen ist.
5. Sekundärelektronenvervielfacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Winkel der Äquipotentialflächen in bezug auf die sekundärelektronenemittierende
Röhre (45) im Bereich von 75° liegt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5722568 | 1968-08-09 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1940285A1 DE1940285A1 (de) | 1970-02-12 |
DE1940285B2 DE1940285B2 (de) | 1973-05-17 |
DE1940285C3 true DE1940285C3 (de) | 1973-11-29 |
Family
ID=13049572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691940285 Expired DE1940285C3 (de) | 1968-08-09 | 1969-08-07 | Elektronenvervielfacher |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1940285C3 (de) |
FR (1) | FR2015381A1 (de) |
GB (1) | GB1271284A (de) |
NL (1) | NL146643B (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2236614B (en) * | 1989-09-05 | 1994-07-20 | Murata Manufacturing Co | Secondary electron multiplying apparatus |
-
1969
- 1969-07-29 GB GB3790369A patent/GB1271284A/en not_active Expired
- 1969-08-07 DE DE19691940285 patent/DE1940285C3/de not_active Expired
- 1969-08-08 NL NL6912125A patent/NL146643B/xx unknown
- 1969-08-08 FR FR6927391A patent/FR2015381A1/fr not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1940285A1 (de) | 1970-02-12 |
NL6912125A (de) | 1970-02-11 |
GB1271284A (en) | 1972-04-19 |
FR2015381A1 (de) | 1970-04-24 |
DE1940285B2 (de) | 1973-05-17 |
NL146643B (nl) | 1975-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0208894B1 (de) | Flugzeit-Massenspektrometer mit einem Ionenreflektor | |
DE1764749A1 (de) | Elektronenstrahl-Abtastvorrichtung | |
EP0075716A1 (de) | Verbessertes Gegenfeld-Spektrometer für die Elektronenstrahl-Messtechnik | |
DE1919451B2 (de) | Elektronenstrahlkanone zur erzeugung eines elektronenstrahls hoher leistung | |
DE2445711A1 (de) | Ionen/elektronen-umwandler | |
DE1281055B (de) | Elektronenoptischer Bildwandler mit einem zwischen Photokathode und Leuchtschirm angeordneten Sekundaerelektronenvervielfacher | |
DE1219131B (de) | Sekundaerelektronenvervielfacher | |
DE69010039T2 (de) | Photovervielfacherröhre mit grosser Aufnahmewirksamkeit. | |
DE1270697B (de) | Sekundaerelektronen-Vervielfacher | |
DE1940285C3 (de) | Elektronenvervielfacher | |
DE1906951B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Schar von Elektronenstrahlen | |
DE1464682A1 (de) | Elektronenstrahlerzeugungssystem | |
DE2505167A1 (de) | Mikrokanalplatte mit ausgangsseitig abgewinkelten mikrokanaelen, verfahren zur herstellung einer derartigen platte und anwendung dieser platte in elektronischen anordnungen | |
DE1100188B (de) | Ionenquelle | |
DE730628C (de) | Elektronenroehre zur Erzeugung oder Verstaerkung elektrischer Schwingungen | |
DE763043C (de) | Sekundaerelektronenvervielfacher mit koaxial zur Primaerelektronenquelle angeordneten Prallelektroden | |
DE1598069C (de) | Flugzeit Massenspektrometer | |
DE102004006998A1 (de) | Ionendetektor | |
DE1491307B2 (de) | Elektronenstrahlerzeugersystem fuer eine laufzeitroehre | |
DE1026880B (de) | Sekundaerelektronenvervielfacher und seine Verwendung bei einem Massenspektrometer | |
DE2719552A1 (de) | Ionenrueckkopplungs-elektronenvervielfacher | |
DE857248C (de) | Schaltung mit einer Kathodenstrahlroehre | |
DE1296269B (de) | Lauffeldroehre mit gekreuzten statischen elektrischen und magnetischen Feldern | |
DE1927603A1 (de) | Elektronenvervielfacher | |
DE1614206C3 (de) | Photo vervielfacher |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |