DE69209809T2

DE69209809T2 - Elektronenvervielfacher und Elektronenröhre

Info

Publication number: DE69209809T2
Application number: DE69209809T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kyushima
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1992-12-24
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2012-12-25
Also published as: US5410211A; DE69209809D1; JP3078905B2; EP0551767A2; EP0551767A3; EP0551767B1; JPH05182631A

Description

Diese Erfindung betrifft einen Elektronenvervielfacher und eine Elektronenröhre.
Als Elektronenröhren zur Vervielfachung von Strömen einfallender Elektronen durch Sekundärelektronenemission sind herkömmlicherweise Elektronenvervielfacher bekannt, Photovervielfacher und Bildverstärker und dgl.. Die Elektronenvervielfacher, die in diesen Elektronenröhren angeordnet sind, enthalten üblicherweise eine Vielzahl von Stufendynoden mit Sekundärelektronenemission.
Eine Querschnittsansicht der Dynoden mit einem dieser Elektronenvervielfacher ist in Fig. 1 dargestellt. In Fig. 1 sind die n- te Stufe und die (n + 1)- te Stufe auf die n- te Stufe gelegt, aus einer Vielzahl von Stufen von Dynoden rausgezogen, aufeinander gelegt und elektrisch voneinander isoliert.
Die Dynode 80 jeder Stufe enthält eine Platte 82 mit einer Vielzahl von in diese geformte Durchgangslöcher 81. Die Platte 82 einer jeden Stufe ist in hinsicht auf die nächste Stufe gedreht, so daß die Durchgangslöcher 81 der vorherigen Stufe zu denen der nächsten Stufe gerichtet sind. Die Platte 82 der jeweiligen Stufen werden mit vorbestimmten Spannungen von Spannungsquellen 83 versorgt, die den jeweiligen Stufen zugeordnet sind, so daß die Dynoden 80 der jeweiligen Stufen allmählich ansteigende Potentiale aufweisen. In dem Falle der Fig. 1 ist V&sub1; = 100 V und V&sub2; = 200 V. Die Oberfläche einer jeden Platte 82 einschließlich der Innenoberflächen der Durchgangslöcher 81 sind elektrisch leitend, und die gesamte Oberfläche einer jeden Platte 82 ist mit dem gleichen Potential durch eine an diese angelegte Spannung aufgeladen.
Wenn Elektronen auf eine n- te der solchermaßen angeordneten Stufen von Dynoden fallen, fallen einfallende Elektronen auf die Durchgangslöcher 81 auf die geneigten Oberflächen 84 der Durchgangslöcher 81, und Sekundärelektroden werden von Sekundärelektronen- Emissionsschichten emittiert, die auf den geneigten Oberflächen 84 gebildet sind. Die emittierten Sekundärelektroden werden durch ein elektrisches Steuerfeld geführt, das durch eine Potentialdifferenz zwischen der n- ten und der (n + 1)- ten Stufe gebildet ist, um auf die (n + 1)- te Dynode aufzutreffen und erneut auf gleiche Weise vervielfacht zu werden.
Verteilungen des Potentials zwischen der n- ten und der (n + 1)- ten Stufe sind durch gestrichelte Linien in Fig. 1 dargestellt. Beispielsweise sind Linien gleichen Potentials von 120 V, 150 V und 180 V dargestellt, und jeweils durch A, B und C angedeutet. Die Linie gleichen Potentials B verläuft unmittelbar zwischen der n- ten und die (n + 1)- ten Stufe, und die Äquipotentiallinie A und die Äquipotentiallinie C sind jeweils in den Durchgangslöchern der n- ten Stufe und in jenen der (n + 1)- ten Stufe gekrümmt.
Wie schon beschrieben, werden die Sekundärelektronen, die von der n- ten Dynode 80 emittiert werden, von einem elektrischen Steuerfeld geführt, das durch eine Potentialdifferenz zwischen der n- ten und der (n + 1)- te Stufe gebildet ist, um auf die (n + 1)- te Stufendynode 80 zu fallen. In derartigen herkömmlichen Dynoden ist jedoch die Einbiegung der Äquipotentiallinie in die Durchgangslöcher 81 der n- ten Stufe unbefriedigend, die als elektrisches Steuerfeld dient. Es ist nachteilig, daß die elektrischen Steuerfelder in den Durchgangslöchern schwach sind. Im Ergebnis kehren emittierte Sekundärelektronen oft umgekehrt zur n- ten Stufe zurück, worin ein Grund zur Herabsetzung der Elektronensammeleffizienz zu sehen ist.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, einen Elektronenvervielfacher und eine Elektronenröhre zu schaffen, wobei sie sich den zuvor abgehandelten Problemen widmet. Insbesondere beabsichtigt die Erfindung, einen Elektronenvervielfacher zu schaffen, der es den elektrischen Steuerfeldern ermöglicht, hinreichend weit in die Durchgangslöcher der Dynoden einzubiegen, um die Elektronensammeleffizienz zu verbessern.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Elektronenvervielfacher mit einer Reihe von Dynoden vorgesehen, von denen jede mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern versehen ist, die jeweils eine Eintrittsöffnung auf der einen Seite der Dynode haben und eine Austrittsöffnung auf der anderen Seite dieser Dynode, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung eines jeden Durchgangsloches großer als dessen zugehörige Eintrittsöffnung ist.
Aufgrund der Durchgangslöcher dieser Konfiguration ist die Innenoberfläche jedes Durchgangsloches zunehmend zur Elektronenaustrittsöffnung verjüngt. Im Ergebnis tritt ein elektrisches Steuerfeld zur Führung emittierter Sekundärelektronen zur nächsten Dynodenstufe durch die größerflächigen Elektronenaustrittsöffnungen, steigt zur Innenoberfläche einer gegenüberliegenden Seite an, um sich tief in die Durchgangslöcher einzudrängen.
Die Sekundärelektronen- Emissionsoberflächen können durch nach innen versetzte Seiten der inneren Oberflächen der Durchgangslöcher gebildet sein.
In Ausführungsbeispielen der nachstehend zu beschreibenden Erfindung ist die Dynode jeder Stufe auf ihre benachbarte Stufendynode aufgelegt, so daß eine Richtung der Neigung der Sekundärelektronen- Emissionsoberflächen der vorigen Dynode, die durch die nach innen versetzten Seiten der inneren Oberfläche der Durchgangslöcher der vorigen Dynoden entgegengesetzt zu einer Richtung der Neigung dieser letzteren Dynode gebildet ist.
Es ist vorzuziehen, daß die Form der Elektroneneingangs- und der Elektronenaustrittsöffnungen der Durchgangslöcher kreisförmig, rechteckig oder hexergonal sind.
Die Erfindung erstreckt sich auf eine Elektronenröhre mit einem derartigen Elektronenvervielfacher. Die Elektronenröhre kann einerseits Konvergenzelektroden enthalten, die die Elektronenbahnen bündeln, die in die erste Stufendynode eintreten und andrerseits eine Photokathode zur Photoelektronenemission durch einfallende Lichtstrahlen.
Die die Erfindung bildende Elektronenröhre ist anwendbar auf einen Bildverstärker zur Erhöhung der Leuchtdichte eines eingegebenden Lichtbildes.
Obige und andere Merkmale der Erfindung sind in Besonderheit in den anliegenden Ansprüchen enthalten, und werden mit ihren Vorteilen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung exemplarischer Ausführungsbeispiele nach der Erfindung anhand der anliegenden Zeichnung hervorgehen.
In der Zeichnung bedeuten:
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht von zwei zusammenhängenden Stufen von Dynoden, die einen herkömmlichen, hier schon beschriebenen Elektronenvervielfacher bilden;
Fig. 2 ist eine teilweise gebrochene perspektivische Ansicht einer Dynode, die den Elektronenvervielfacher nach der Erfindung bildet;
Fig. 3 ist eine Ansicht zweier zusammenhängender Stufendynoden, die aus einer Vielzahl von Stufen von Dynoden herausgenommen sind; die den Elektronenvervielfacher bilden;
Fig. 4 ist eine teilweise gebrochene perspektivische Ansicht einer Dynode mit Durchgangslöchern einer abweichenden Gestaltung;
Fig. 5 ist eine teilweise gebrochene perspektivische Ansicht einer Dynode mit Durchgangslöchern einer weiteren anderen Gestaltung;
Fig. 6 ist eine teilweise gebrochene perpektivische Ansicht einer Dynode mit Durchgangslöchern einer abweichenden Gestaltung;
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht eines Photovervielfachers mit einem Elektronenvervielfacher, der durch die Dynoden der Fig. 2 gebildet ist;
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht eines Bildverstärkers, der aus dem Dynoden der Fig. 2 gebildet ist;
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht zweier aufeinanderfolgender Stufendynoden, die aus einer Vielzahl von Stufen von Dynoden ausgelesen wurde, die den Elektronenvervielfacher nach einem abweichenden Ausführungsbeispiel bilden;
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht von Durchgangslöchern einer abweichenden Gestaltung, die in den Dynoden gebildet ist.
In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Dynode dargestellt, die den Elektronenvervielfacher bildet, der in einer Elekronenröhre vorgesehen ist. Die Dynode 10a nach dem ersten Ausführungsbeispiel enthält eine Platte 11 mit einer elektrisch leitenden Oberfläche. In diese Platte sind eine Vielzahl von zylinderischen Durchgangslöchern 12 durch Ätzung oder durch andere Mittel in einer regelmäßigen Anordnung vorgesehen. Auf der oberen Oberfläche der Platte 11 sind kreisförmige Eintrittsöffnungen 13 (für Elektronen) gebildet, die ein Ende der Durchgangslöcher 12 bilden, und kreisförmige Austrittsöffnungen 14 (für Elektronen), die auf den anderen Seiten der Durchgangslöcher auf der Rückseite der Platte 11 gebildet sind. Die Platte 11 muß eine elektrisch leitende Oberfläche einschließlich der Innenoberflächen der Durchgangslöcher haben, kann jedoch hohl sein.
Die Austrittsöffnung 14 eines jeden der Durchgangslöcher 12 hat einen größeren Durchmesser als die zugehörige Eintrittsöffnung 13, so daß die Innenoberfläche des Durchgangsloches 12 zur Austrittsöffnung 14 hin verjüngt ist. Das Durchgangsloch ist so geformt, daß es zur Einfallsrichtung der durch die Eintrittsöffnung 13 eintretenden Elektronen geneigt ist. Auf einem Teil der verjüngten Oberfläche des Durchgangsloches 12 ist eine Sekundärelektronen- Emissionsoberfläche 15 gebildet, auf die die durch die Eintrittsöffnung 13 eintretenden Elektronen auftreffen. Die Sekundärelektronen- Emissionsoberfläche 15 ist durch Aufdampfung von Antimon (Sb) gebildet und durch Reaktion des Antimons mit Alkali. Anstelle der Sekundärelektronen- Emissionsoberfläche 15 kann diese durch Bildung der elektrisch leitenden Platte 11 aus CuBe gebildet sein, und durch Aktivierung des CuBe in Sauerstoff. Die Sekundärelektronen- Emissionsoberfläche 15 kann auf der gesamten Innenoberfläche des Durchgangsloches 12 gebildet sein.
Die Funktion des Elektronenvervielfachers unter Verwendung der Dynoden 10a mit der zuvor beschriebenen Struktur wird nun anhand Fig. 3 erläutert.
Fig. 3 zeigt die n- te Stufe und die (n + 1)- te Stufe, die auf die n- te Stufe aufliegt, aus einer Vielzahl von Stufen von Dynoden, die einen Elektronenvervielfacher bilden. Die jeweilige Stufendynode ist auf deren benachbarte Stufendynode aufgelegt, so daß eine Neigung der Durchgangslöcher der vorigen Platte 11 derjenigen der Durchgangslöcher der nächsten Platte 11 gegenübersteht. Die jeweiligen Dynoden 10a werden mit vorbestimmten Spannungen aus Spannungsquellen 26 versorgt.
Die Verteilung der Potentiale der jeweiligen Dynoden 10a für den Fall, daß V&sub1; = 100 V und V&sub2; = 200 V, wird jeweils an die n- te und die (n + 1)- te Stufendynode gelegt, die durch gestrichelte Linien angezeigt sind. Wie in dem herkömmlichen Beispiel (Fig. 1) sind die Äquipotentiallinien von 120 V, 150 V und 180 V gezeigt und sind z. B. durch jeweilige Buchstaben A, B und C bezeichnet.
Auch in diesem Falle ist die Äquipotentiallinie B unmittelbar zwischen den vorigen und nachfolgenden Stufen angeordnet, und die Äquipotentiallinie A und die Äquipotentiallinien C biegen sich jeweils in die Durchgangslöcher 12 durch die Austrittsöffnungen 14 und die Eintrittsöffnungen 13. Im Vergleich zu dem Fall von Fig. 1 steigt die Äquipotentiallinie A, die sich in die Austrittsöffnungen 14 einbiegt, längs der schrägen Oberflächen 16, die den Sekundärelektronen- Emissionsoberflächen 15 gegenüberliegen, weit in die Durchgangslöcher hinein.
Im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Austrittsöffnungen 14 den gleichen Durchmesser wie die Eintrittsöffnungen 13 haben, haben die Durchgangslöcher auf diese Weise eine zylinderische Konfiguration mit einer gleichbleibenden Bohrung, einer konischen Bohrung der Durchgangslöcher 12, die sich zu den Austrittsöffnungen 14 aufweiten und es den Äquipotentiallinien, d. h. einem die Sekundärelektronen leitenden elektrischen Steuerfeld, ermöglichen, weit in die Durchgangslöcher 12 einzudringen.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Dynoden, die den Elektronenvervielfacher bilden, wird nun nachstehend anhand Fig. 4 beschrieben.
Jede der Dynoden 10b nach dem zweiten Ausführungsbeispiel enthält Durchgangslöcher 12, die Eintrittsöffnungen 13 und die Austrittsöffnungen 14, die rechtwinklig sind, und die in einer Zeile angeordnet sind. Jedes der Durchgangslöcher 12 hat einen rechteckig Querschnittsfläche, die zur Austrittsöffnung hin größer wird, und die Austrittsöffnung 14 hat eine größere Querschnittsfläche als die Eintrittsöffnung 13. Die Elektronen, die durch die Eintrittsöffnungen 13 eintreten, fallen auf die Sekundärelektronen- Emissionsoberflächen auf und erzielen die gleiche Funktion und die gleiche Wirkung wie im ersten Ausführungsbeispiel. Die Dynoden 10b mit einer derartigen Konfiguration können eine ausreichende Empfindlichkeit liefern.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Dynoden, die den Elektronenvervielfacher bilden, ist in Fig. 5 dargestellt.
Jede der Dynoden 10c gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel enthält Durchgangslöcher 12 mit quadratischen Eintrittsöffnungen 13, die in zweidimensionaler Weise angeordnet sind. Jedes der Durchgangslöcher 12 hat einen rechteckigen Abschnitt, der mit seiner Querschnittsfläche zur Austrittsöffnung 14 größer wird. Die Austrittsöffnung 14 hat eine größere Querschnittsfläche als die Eintrittsöffnung 13. Die Elektronen, die durch die Eintrittsöffnung 13 eintreten, treffen auf die Sekundärelektronen- Emissionsoberfläche 15, und die gleiche Funktion und Wirkung wie im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen kann erzeilt werden. Die Dynode dieser Konfiguration kann leicht bei der Herstellung maskengemustert werden, kann eine größere Fläche für die Öffnungen für Elektronen zum Durchtritt bieten und kann eine dichte zweidimensionale Information schaffen.
Fig. 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Dynoden, die den Elektronenvervielfacher bilden.
Jede der Dynoden 10d nach dem vierten Ausführungsbeispiel enthält Durchgangslöcher 12 mit hexagonalen Eintrittsöffnungen 13 und Austrittsöffnungen 14, oder halbe hexagonale Eintrittsöffnungen 13 und Austrittsöffnungen 14, die in einer zweidimensionalen Zusammensetzung angeordnet sind. Jedes der Durchgangslöcher hat polygonale Abschnitte, die zur Austrittsöffnung 14 hin größer werden. Die Austrittsöffnung 14 hat eine größere Querschnittsfläche als die Eintrittsöffnung 13. Die Elektronen, die durch die Eintrittsöffnung 13 eingetreten sind, treffen auf die Sekundärelektronen- Emissionsoberfläche 15, und die gleiche Funktion und Wirkung wie in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen kann erreicht werden. Die Dynoden 10d dieser Konfiguration können keine zweidimensionale Informationen liefern, aber sie können die Empfindlichkeit hinreichend sicherstellen.
Fig. 7 zeigt eine weiteres Ausführungsbeispiel einer Elektronenröhre mit einem Elektronenvervielfacher, der eine Photoröhre mit einem Elektronenvervielfacher einschließlich einer Vielzahl von Stufen von Dynoden 10a umfaßt.
Der Photovervielfacher 20 umfaßt ein Vakuumgefäß, eine Photokathode 22 zum Empfang eines einfallenden Strahls aus einem Eintrittsfenster 21 zur Emission von Photoelektronen, Konvergenzelektroden 23 zum Bündeln der emittierten Photoelektronen, einen Elektronenvervielfacher 27 zur Vervielfachung einfallender Photoelektronen zur Ausgabe der vervielfachten Elektronen und Anoden 24, die entsprechend den Austrittsöffnungen der letzten Dynode 10a zur Ausgabe der vervielfachten Photoelektronen angeordnet sind.
Der Elektronenvervielfacher 27 umfaßt drei Stufen von Dynoden 10a, die durch Abstandshalter 25 zur elektrischen Isolation übereinander angeordnet sind. Jede der Dynoden liegt über einer anderen mit einer Seite der Platte 11, von denen jede Stufendynode umgekehrt angeordnet ist, so daß die Austrittsöffnungen 14 einer jeden Dynode 10a den Eintrittsöffnungen 13 ihrer benachbarten Dynode gegenüberstehen, und die Durchgangslöcher der vorherigen Dynode 10a sind derjenigen der nächstfolgenden Dynoden 10a gegenüberliegend.
Die Konvergenzelektroden 23 werden mit der gleichen Spannung versorgt oder mit einer etwas höheren Spannung als die Photokathoden 22. Die jeweiligen Stufendynoden 10a werden mit einer Spannung versorgt, die höher als der Konvergenzelektroden 23 ist und die durch ihre zugehörigen Stromversorgungen 26 eingestellt sind, damit sie der Beziehung V&sub1; < V&sub2; < V&sub3; genügen. Die Anoden 24 werden mit der höchsten Spannung versorgt.
Wenn ein Strahl in den Photovervielfacher 20 einer solchen Struktur durch das Eintrittsfenster 21 hereinkommt, werden in Erwiderung des einfallenden Strahls Photoelektronen von der Photokathode 22 emittiert. Die emittierten Photoelektronen werden von den Konvergenzelektroden 23 so gebündelt, daß sie auf die erste Stufe der Dynode 10a auftreffen, die den Elektronenvervielfacher 27 bildet. Die eintretenden Elektronen fallen auf die Sekundärelektronen- Emissionsoberflächen 15 der Durchgangslöcher 12 der ersten Stufendynode, und Sekundärelektronen werden von dieser emittiert. Der einfallende Elektronenfluß wird multipliziert. Die vervielfachten einfallenden Elektronenflüsse treten in eine nächste Stufe der Dynode 10a ein, um erneut vervielfacht zu werden. Auf diese Weise vervielfachte und von der letzten Stufe der Dynoden 10a emittierte Elektronenflüsse werden von der Anode 24 abgegriffen, die entsprechend den Austrittsöffnungen 14 der letzten Stufendynode 10a angeordnet ist.
Dieser Photovervielfacher 20 verwendet den Elektronenvervielfacher der Dynoden 10a gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Aber es ist auch möglich, die Dynoden 10b bis 10d zu verwenden.
Es ist auch möglich, den Elektronenvervielfacher mit derartigen Dynoden in einem Bildverstärker zu verwenden. Der Bildverstärker 30 von Fig. 8 enthält einen Elektronenvervielfacher 31, der beispielsweise die Dynoden 10a enthält. Dieser Elektronenvervielfacher 31 ist zwischen einer photoelektrischen Oberfläche 32 einer Fluoreszenzoberfläche 33 angeordnet. In Fig. 8 sind zur besseren Übersichtlichkeit zwei Stufen von Dynoden 10a übereinandergelegt, jedoch ist es möglich, eine Stufe der Dynode 10a zu verwenden oder drei oder mehr Stufen und Dynoden aneinanderzureihen.
Wenn eine Bildhelligkeit auf den Bildverstärker 30 auftritt, treten Strahlen durch ein Eintrittsfenster 34, das aus einer Faserplatte hergestellt ist, um ein optisches Bild auf der photoelektrischen Oberfläche 32 zu erzeugen. Photoelektronen werden von Punkten der photoelektrische Oberfläche 32 entsprechend den Intensitäten der Strahlen emittiert. Die emittierten Photoelektroden werden und von einer eine Elektronenlinse bildende Elektrode 35 beschleunigt und gebündelt, um auf den Elektronenvervielfacher 31 zu fallen. Die Photoelektronen, die durch die Durchgangslöcher 12 des Elektronenvervielfachers 30 kommen, werden multipliziert und dort beschleunigt, und treffen auf die Fluorezenzoberfläche 33. Die Fluorezenzoberfläche 33 emittiert ein Leuchten entsprechend der Intensitäten einer Verteilung einer Menge der Photoelektronen, um ein Bild sichtbaren Lichts zu erzeugen. Dieses Bild wird durch Ausgabefenster 36 aus einer Faserplatte emittiert.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele verwenden als Elektronenröhre mit einem Elektronenvervielfacher eine Elektronenröhre, einen Photovervielfacher und Bildverstärker, jedoch die Elektronenröhre mit einem Elektronenvervielfacher ist nicht auf diese beschränkt und kann durch beliebige Elektronenröhre mit Elektronenvervielfachern zur Vervielfachung eintretender Elektronenflüsse verwendet werden.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Sekundärelektronen- emittierenden Oberflächen 15 auf den inneren Oberflächen der jeweiligen Durchgangslöcher 12 beispielsweise in Richtung der Stärke der Dynoden (axiale Richtung der Elektronenröhre) verjüngt, jedoch können diese parallel mit der Richtung der Dicke der Dynoden verlaufen, wie in Fig. 9 därgestellt. Selbst bei derartig geformten Durchgangslöchern 12 tritt die Äquipotentiallinie A durch die Austrittsöffnungen 14, steigt entlang der den Sekundärelektronen- Emissionsflächen 15 gegenüberliegen verjüngten Oberflächen 16 an und dringt weit in die Durchgangslöcher 12 ein (siehe Figuren 1 und 3).
In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen sind alle die Innenoberflächen der jeweiligen Durchgangslöcher 12 gerade verlaufende sich verjüngende Oberflächen; jedoch können diese Oberflächen 17 gebogen sein, wie in Fig. 10 dargestellt.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen haben die Durchgangslöcher der jeweiligen Dynoden 10a bis 10d Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen gleicher Form, d. h., kreisförmige Eintrittsöffnungen und kreisförmige Austrittsöffnungen oder quadratische Eintrittsöffnungen und quadratische Austrittsöffnungen, jedoch sind die Eingangs- und die Austrittsöffnungen nicht notwendiger hierauf beschränkt. Es ist möglich, beispielsweise kreisförmige Eintrittsöffnungen und quadratische Austrittsöffnungen zu benutzen, so lange die Austrittsöffnungen eine größere Fläche als die Eintrittsöffnungen aufweisen.
Wie zuvor beschrieben, hat die Elektronenröhre mit einem Elektronenvervielfacher nach dieser Erfindung die Durchgangslöcher der Dynoden, die den Elektronenvervielfacher bilden, so geformt, daß die Austrittsöffnungen der Durchgangslöcher eine größere Fläche als die Eintrittsöffnung haben. Folglich sind die Innenoberflächen der Durchgangslöcher zunehmend zu den Austrittsöffnungen hin verjüngt.
Im Ergebnis wird ein elektrisches Steuerfeld zur Führung der Sekundärelektronen zur nächsten Stufe so gebildet, daß diese durch die Austrittsöffnungen größerer Fläche austreten, längs der sich verjüngenden Oberflächen, die den Sekundärelektronen- Emissionsoberflächen gegenüberstehen, ansteigen und weit in die Durchgangslöcher eindringen. Folglich können die Intensitäten der elektrischen Steuerfelder, die in die Durchgangslöcher eintreten, so weit erhöht werden, daß die emittierten Sekundärelektronen ohne Fehler zur nächsten Stufendynode geleitet werden können, wodurch ein Elektronensammelverhältnis verbessert wird.
Es versteht sich, daß die jeweiligen Ausführungsbeispiele der Beschreibung der vorliegenden Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele lediglich beispielhaft sind, und daß für den Fachmann Modifizierungen und Abweichungen denkbar sind, die in den Bereich der Erfindung fallen, wie letztere in den anliegenden Patentansprüchen dargelegt ist.

Claims

1. Elektronenvervielfacher mit einer Reihe von Dynoden (10a, 10b, 10c, 10d), von denen jede mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern (12) versehen ist, die jeweils eine Eintrittsöffnung (13) auf der einen Seite der Dynode haben und eine Austrittsöffnung (14) auf der anderen Seite dieser Dynode, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (14) eines jeden Durchgangsloches (12) größer als dessen zugehörige Eintrittsöffnung (13) ist.

2. Elektronenvervielfacher nach Anspruch 1, bei dem eine Sekundärelektronen- Emissionsoberfläche (15) im wesentlichen auf der gesamten Innenoberfläche eines jeden Durchgangsloches (12) gebildet ist.

3. Elektronenvervielfacher nach Anspruch 1, bei dem eine Sekundärelektronen- Emissionsoberfläche (15) auf einem Teil der Innenoberfläche eines jeden Durchgangsloches 812) gebildet ist.

4. Elektronenvervielfacher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem jedes Durchgangsloch (12) einen im wesentlichen graden Weg zwischen dessen Eintrittsöffnung (13) und dessen Austrittsöffnung (14) festlegt.

5. Elektronenvervielfacher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem jedes Durchgangsloch (12) ein gefalteten Weg zwischen dessen Eintrittsöffnung (13) und dessen Austrittsöffnung (14) festlegt.

6. Elektronenvervielfacher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Form der Eintrittsöffnungen (13) der Durchgangslöcher (12) und der Austrittsöffnungen (14) derselben entweder kreisförmig, rechteckig oder hexagonal sind.

7. Elektronenvervielfacher nach einem der vorstehenden Ansprüche, der des weiteren mit Konvergenzelektroden (23) zur Bündelung von Elektronenbahnen versehen ist, die in die erste Dynode der Reihe (10a) eintreten.

8. Elektronenvervielfacher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem jede Dynode (10a, 10b, 10c, 10d) in der Reihe mit Austrittsöffnungen (14) versehen ist, die zu den jeweiligen Einlaßöffnungen (13) der nachfolgenden Dynode in der Reihe ausgerichtet sind;

bei dem die Durchgangslöcher 12 in jeder Dynode geneigt sind, und eine jede der Dynode in der Reihe so ausgerichtet ist, daß die Richtung der Neigung der Durchgangslöcher (12) in einer Dynode derjenigen der Durchgangslöcher (12) in einer benachbarten Dynode entgegengesetzt ist.

9. Elektronenröhre mit einem Elektronenvervielfacher nach einem der vorstehenden Ansprüche.

10. Elektronenröhre nach auf den Anspruch 7 rückbezogenen Anspruch 9, die des weiteren eine Photokathode (22) zur Emission von Photoelektronen durch einfallende Lichtstrahlen enthält; und bei der

die Konvergenzelektroden (23) zwischen der Photokathode (22) und der Dynodenreihe positioniert sind, so daß die Elektronenröhre auf diese Weise als ein Photovervielfacher nutzbar ist.

11. Elektronenröhre nach Anspruch 10, bei der die Elektronenröhre ein Photovervielfacher ist.

12. Elektronenröhre nach Anspruch 8, 9 oder 10, bei der die Elektronenröhre ein Bildverstärker zur Erhöhung der Leuchtdichte eines eingegebenen optischen Bildes ist.