DE810791C - Entladungsroehre mit einem gebuendelten Strom elektrisch geladener Teilchen - Google Patents
Entladungsroehre mit einem gebuendelten Strom elektrisch geladener TeilchenInfo
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- H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
- H01J29/70—Arrangements for deflecting ray or beam
- H01J29/72—Arrangements for deflecting ray or beam along one straight line or along two perpendicular straight lines
- H01J29/74—Deflecting by electric fields only
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
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 (3)
- 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© 1175 8.51
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