DE810791C

DE810791C - Entladungsroehre mit einem gebuendelten Strom elektrisch geladener Teilchen

Info

Publication number: DE810791C
Application number: DEP20777D
Authority: DE
Inventors: Gesinus Diemer
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1945-10-06
Filing date: 1948-11-05
Publication date: 1951-08-13
Also published as: US2464562A; GB619151A; CH257565A; BE469304A; FR943372A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 13. AUGUST 1951

p 20777 VIII c j 21 g D

ist als Erfinder genannt worden

Teilchen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entladungsröhre, in der sich ein gebündelter Strom elektrisch geladener Teilchen bewegt. Solche Entladungsröhren sind für sehr verschiedene Zwecke bekannt. In Abhängigkeit von ihrem Verwendungszweck sind die Röhren evakuiert oder gasgefüllt. Die geladenen Teilchen sind in diesen Röhren dann auch von verschiedener Art. In Kathodenstrahlröhren sind die geladenen Teilchen Elektronen, ebenso wie in den sog. Geschwindigkeitsmodulationsröhren. Von den Röhren, in denen die geladenen Teilchen keine Elektronen sind, seien z. B. die Zyklotrons und Massenspektrographen erwähnt. In allen diesen Röhren ist eine Beeinflussung der Bahn des Bündels für verschiedene Zwecke erforderlich. Es ist z. B. in Kathodenstrahlröhren erforderlich, ein Oszillogramm zu schreiben, ein Fernsehbild aufzuzeichnen oder eine Stromänderung in einer Anzahl Auffangelektroden zu erzeugen. In Geschwindigkeitsmodulationsröhren kann es erwünscht sein, daß sich die Elektronen über eine gekrümmte Bahn bewegen, um auf diese Weise eine einfachere Aufstellung des Elektrodensystems zu erzielen. In Zyklotrons und Massenspektrographen ist eine Krümmung der Bahn der geladenen Teilchen wesentlich für die Wirkungsweise der Röhre, d. h. Teilung des Ionenbündels in seine verschiedenen Komponenten.

Vorstehend und im folgenden ist unter einem gebündelten Strom geladener Teilchen nicht zu verstehen, daß die Bahnen der Teilchen im Bündel alle parallel sind, sondern daß der Winkel zwischen den Bahnen klein ist; jedenfalls findet eine derartige

Bündelung statt, daß von einer deutlichen Hauptrichtung des Stromes der Teilchen gesprochen werden kann.

Eine Beeinflussung der Bahn-der geladenen Teilchen kann auf elektromagnetischem oder auf elektrostatischem Wege stattfinden. Eine besondere Art elektrostatischer Beeinflussung der Bahn des EIek^: tronenbündels in Kathodenstrahlröhren ist unter der Bezeichnung Radrennbahn bekannt. Diese Radrennbahn besteht aus zwei gekrümmten koaxialen zylindrischen Elektroden, die zu beiden Seiten des Elektronenbündels angeordnet sind; sie ist dazu bestimmt, das Bündel längs einer gekrümmten Bahn um einen bestimmten Winkel zu krümmen. Zwischen diesen Eelektroden wird ein Spannungsunterschied angelegt, der in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der eintretenden Elektronen, dem Elektrodenabstand und der erwünschten Krümmung der Bahn und somit der Elektroden gewählt wird. Dabei wird

ao als Ausgangspunkt genommen, daß ein gerade in der Mitte zwischen den Elektroden der Radrennbahn eintretendes Elektron einer Bahn folgen soll, die in der Mitte zwischen den beiden Elektroden liegt.

Es zeigt sich, daß die Radrennbahnkonstruktion die besondere Eigenschaft hat, daß Fokussierung eines parallel zwischen den Elektroden eintretenden Bündels auftritt; unabhängig von der Länge der Radrennbahn findet man immer einen Fokus bei einem Drehungswinkel des Elektronenbündels von 63,5°· Nach einer Drehung um 127⁰ tritt ein paralleles Bündel wieder parallel aus.

Die Radrennbahnkonstruktion ist auch bereits zur Anwendung in Röhren beschrieben worden, in denen die geladenen Teilchen keine Elektronen, sondern z. B. Ionen sind.

Die besondere Eigenschaft der Radrennbahnkonstruktion, nämlich Fokussierung bei 63,5°, bildet einen Nachteil, da man für manche Zwecke nach einem anderen Drehungswinkel eine Fokussierung des Bündels wünscht. Ein anderer Nachteil stammt von der koaxialen Anordnung der Elektroden der Radrennbahn, wodurch der Abstand zwischen den Elektroden immer gleich ist. Wenn man nämlich ein divergierendes Bündel in die Radrennbahn eintreten läßt, so wird nach einem bestimmten Drehungswinkel das Bündel so breit, daß ein Teil der Elektronen auf die Elektroden gelangt, was unerwünscht ist. Wenn das ursprüngliche Bündel vor Erreichen der Radrennbahn mittels einer Wechselspannung abgelenkt wird, stoßt man auf die gleichen Nachteile, da bei starker Ablenkung das Bündel von den Elektroden der Radrennbahn aufgefangen werden kann. Man kann den vorgenannten Nachteilen dadurch beikommeni daß der Abstand zwischen den Elektroden groß gewählt wird. In diesem Fall ist es aber erforderlich, einen großen Spannungsunterschied an die Platten anzulegen zur Erzielung des erwünschten Verlaufes der Bahn und um der Anforderung zu entsprechen, daß ein in der Mitte zwischen den Elektroden eintretendes Teilchen auch weiterhin in der Mitte zwischen den Platten bleibt.

Die vorgenannten Nachteile der Radrennbahnkonstruktion werden vermieden in einer Entladungsröhre nach der Erfindung, in der eine Anzahl von Elektroden angeordnet ist, die einen Strom geladener Teilchen zu einem Bündel formen, das über einen Teil der zurückgelegten Strecke mittels einer Anzahl beidseitig des Bündels angeordneter Abbiegungselektroden in einer gekrümmten Bahn geführt wird; von diesen Abbiegungselektroden ist wenigstens eine gekrümmt, und sie sind weiter derart angeordnet, daß der Abstand zwischen den Elektroden zu beiden Seiten des Bündels in der Bewegungsrichtung des Bündels zu- oder abnimmt, wobei die die Mitten dieser Abstandslinien verbindende Linie im gleichen Sinne wie die am meisten gekrümmte Abbiegeelektrode gekrümmt ist.

Da die Elektroden divergieren, kann man dafür sorgen, daß ein divergierendes Bündel oder ein abgelenktes Bündel nicht von einer Abbiegeelektrode aufgefangen wird. Außerdem kann man die Fokussierung praktisch nach jedem erwünschten Biegungswinkel stattfinden lassen.

Bei einer besonderen Ausführungsform einer Röhre nach der Erfindung besteht das Abbiegungselektrodensystem aus zwei gekrümmten Abbiegungselektroden, die je aus zwei miteinander verbundenen gekrümmten Teilen bestehen, von denen der eine in einer Ebene durch die Verbindungsstellen der Teile einer jeden Elektrode das Spiegelbild des anderen ist.

Kombinierung des erfindungsgemäßen Systems mit einer gewöhnlichen Radrennbahn oder mit einem magnetischen Biegungsfeld ist natürlich möglich. Wenn man das Bündel abzulenken wünscht, kann man diese Ablenkung durch besondere Elektroden oder durch Teilung einer Abbiegeelektrode bewirken, wobei einem Teil dieser Elektrode die Ablenkspannung zugeführt wird. Dieser Teil kann dann z. B., wie oben geschildert, das Spiegelbild des übrigen Teiles der Abbiegeelektrode sein, ohne aber damit verbunden zu sein.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der schematisch einige Ausführungsformen eines Abbiegesystems einer Röhre nach der Erfindung -dargestellt sind, näher erläutert.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird das Elektronenbündel ι um einen Winkel φ von den zu beiden Seiten angeordneten' Abbiegeelektroden 2 und 3 abgebogen, die in der Bewegungsrichtung des Bündels divergieren. Zwischen die Elektroden 2 und 3 wird ein bestimmter Spannungsunterschied gelegt, wodurch das Bündel im Punkt 4 fokussiert wird. Der Biegungswinkel φ kann durch Divergieren der Elektroden beliebig sein.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 wird ein Elektronenbündel 2 über einen Winkel φ abgebogen, der hier 90⁰ ist. Zu beiden Seiten des Bündels ist eine iao gekrümmte Elektrode 2 bzw. 3 angeordnet. Diese Elektroden bestehen aus zwei Teilen 5 und 6 bzw. 7 und 8, von denen der eine das Spiegelbild des anderen in der Ebenen ist.

Die oben beschriebenen Abbiegesysteme können in ias vielen Arten von Entladungsröhren, z. B. in Radio-

röhren, in Sekundäremissionsröhren, Röhren mit Ablenksteuerung, wie Fernsehröhren, in Zyklotrons, Massenspektrographen usw., zur Verwendung kommen.

Claims

Patentansprüche:

i. Entladungsröhre mit einer Anzahl von Elektroden, die einen Strom elektrisch geladener Teilchen bündeln, der über einen Teil der zurückgelegten Strecke mittels einer Anzahl zu beiden Seiten des Bündels angeordneter Abbiegeelektroden, von denen wenigstens eine gekrümmt ist, in einer gekrümmten Bahn geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Elektroden zu beiden Seiten des Bündels in der Bewegungsrichtung des Bündels zu- oder abnimmt und daß die die Mitten der Abstandslinien verbindende Linie im gleichen Sinne wie die am meisten gekrümmte Abbiegeelektrode gekrümmt ist.
2. Entladungsröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbiegeelektrodensystem aus zwei Abbiegeelektroden besteht, die je aus zwei miteinander verbundenen Teilen bestehen, von denen der eine das Spiegelbild des anderen in einer Ebene durch die Verbindungsstellen der Teile einer jeden Elektrode darstellt.
3. Entladungsröhre nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Abbiegeelektroden geteilt ist und ein Teil derselben als Wechselspannungsablenkelektrode dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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