DE897295C - Vorrichtung zum Festhalten kurzzeitig aufgenommener Vorgaenge - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Festhalten kurzzeitig aufgenommener Vorgänge Die Erfindung bezieht sich auf die dauernde oder vorübergehende Festhaltung oder sichtbare Aufzeichnung von kurzzeitigen Vorgängen, sei es, daß z. B. kurzzeitige Oszillogramme während längerer Zeiten beobachtet werden sollen, sei es, daß schnelle Bewegungsvorgänge, die einmalig aufgenommen werden, für längere Zeit zur ruhigen Betrachtung sofort anschließend an die Aufnahme sichtbar gemacht werden sollen oder daß z. B. beim Bildempfang oder bei der Bildsendung eine Bilddauer in der Größenordnung der Bildwechselzeit angestrebt wird. Die Erfindung löst diese Aufgaben unter Ausnutzung einer Erscheinung, die im folgenden kurz als Nachemission bezeichnet wird.
• Es ist aus der Arbeit von M a 1 t e r in der Zeitschrift »Physical Review« Vol. 5o, 1936, S. q.8ff. bekannt, daß eine Metallplatte, !die mit einer elektrisch isolierenden metallischen dünnen Schicht bedeckt ist und außerdem mit einem elektropositiven Stoff behandelt wurde, nach einer Beschießung mit Elektronen noch über lange Zeit Elektronen aussendet. Geeignet für den Beweis dieser Tatsache ist ,z. B. eine in einem elektrolytischen Verfahren oxydierte Aluminiumplatte, die mit Cäsium behandelt wurde. Die (Erscheinung wird mit der Ausbildung von starken elektrischen Feldern in der .dünnen Isolatorschicht erklärt, wobei jedoch die Stichhaltigkeit dieser Erklärung hier nicht nachgeprüft werden soll. !Es ist weiterhin eine Bildzerlegerröhre bekannt mit einer Mosaikelektrode, die einen ähnlichen iSchichtaufbau besitzt wie die von Malter .als für den Nachemissionseffekt besonders geeignet angegebene Elektrode. Abgesehen davon, daß sich auf .der Aluminiumoxydschicht kleine Photozellen mit der Schichtung Silberoxyd-Cäsium befinden und daher ein Nachemissionseffekt gar nicht eintreten kann, ist die ganze Anordnung derart ausgebildet, daß eine etwa auftretende Nachemission nicht nur nicht ausgenutzt werden könnte, sondern sogar Störungen hervorrufen würde.
• Gemäß derErfindung ist eine den Nachemissionseffekt (Malter-#Effekt) aufweisende Elektrode in einer Röhre derart angeordnet, daß sie einerseits Auffänger für eine erregende Strahlung, andererseits Kathode einer Bildröhre ist. Die Elektrode wird beispielsweise in einer Kathodenstrahlröhre statt des sonst üblichen Leuchtschirmes angebracht, und die von ihr ausgehende Nachemission wird mit Hilfe eines elektronenoptischen Systems auf einen Bildschirm, z. B. einen Leuchtschirm, abgebildet. Eine .derartige ;.Anordnung ermöglicht es, einen einmaligen Vorgang, z. B. das Oszillogramm einer Wanderwelle, längere Zeit hindurch sichtbar zu machen. Auch als Empfänger für Fernsehbilder eignet sich . eine derartige Anordnung, wenn -die ,Leitfähigkeit der Elektrode so gewählt ist, daß der Nachemissionsvorgang während der Zeit einer Bilddauer abklingt.
• Es wurde festgestellt, daß es möglich ist, die ,nachträgliche Elektronenemission durch Belichtung zu beeinflussen. Diese Erscheinung kann entweder zur Auslöschung der Nachemission benutzt werden. Sie kann aber auch in einer weiter unten beschriebenen Weise zur Herstellung negativer Bilder dienen. Auch eine (Erhitzung der Platte auf eine ger_ügend hohe Temperatur kann zum Zweck der Auslöschung der Nachemission benutzt werden. Der Vorteil der Anordnung gegenüber bekannten Empfangsröhren ist darin zu sehen, daß die Leuchtschicht während fast der ganzen Zeit des Betriebes der Röhre-der Elektronenbeschießung ausgesetzt ist, so daß ihr höhere Belastungen zugemutet werden können als bei der nur etwa io-s Sekunden dauernden und daher notwendigerweise sehr intensiven Bestrahlung der üblichen Art.
• Eine weitere Anwendung liegt auf dem Gebiet der Bildwandler. Ein auf einer Photokathode durch kurzzeitige Belichtung entstehendes Bild kann auf einem Leuchtschirm über Stunden festgehalten werden. Eine weitere Ausnutzungsmöglichkeit ergibt sich dadurch, daß die Platte durch eine gleichmäßige Vorbestrahlung mit Kathodenstrahlen vorerregt wird, während durch eine andere Strahlenart, ,z. B. Licht-, Ionen- oder Röntgenstrahlen, ein örtlicher mehr oder minder starker ;Abbau des erregten Zustandes stattfindet. In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele- des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt Fig. i und 2 je eine Bildempfangsröhre, Fig. 3 eine Bildwandlerröhre und Fig. q. eine Bildsenderöhre.
• Die Röhre i der Fig. i enthält ein Strahlerzeugungssystem 2, wie es in Kathodenstrahlröhren üblich ist. Der Kathodenstrahl wird durch eine Sammeleinrichtung 3 scharf gebündelt und durch Ablenksysteme q. und 5 über die Fläche einer Platte 6 hinwegbewegt. Diese Platte besteht aus einer dünnen Aluminiumschicht, deren Oberfläche nach einem elektrolytischen Verfahren oxydiert ist. ,Die Oxydschicht ist -durch die gestrichelte Linie 7 angedeutet. Sie ist mit einem elektrolytischen Material, z. B. Cäsium, behandelt (angedeutet durch die Wellenlinie 8). Die Röhre enthält ferner einen Fluoreszenzschirm 9, der der Nachemissionselektrode gegenüber angeordnet ist. Die von ;der Platte 6 ausgehende Nachemission wird mit Hilfe eines elektronenoptischen Abbildungssystems io, beispielsweise einer langen Spule, auf den Leuchtschirm 9 abgebildet. Nach Fig. i erfolgt die Beschießung der Elektrode mit einem modulierten Elektronenstrahl auf der :gleichen Seite, von der die Nachemission ausgeht. In Fig. 2 ist die mit einer dünnen Oxydschicht überzogene Aluminiumplatte derart dünn ausgeführt, daß sie für die auf diese. Seite der Platte fallende anregende Strahlung durchlässig ist. ,Die Nachemission erfolgt dann nach der anderen Seite, so :daß die Platte zwischen dem Strahlerzeugungssystem und dem Fluoreszenzschirm liegt.
• Um die Nachemission bei bewegten Bildern während einer .B-ilddauer auszulöschen, wird entweder die Platte zwischen zwei Bildern jedesmal kurzzeitig belichtet, oder man läßt das am Leuchtschirm erzeugte Licht zum Teil auf die Platte zurückfallen, so daß die Nachemission durch diese selbst erzeugte Belichtung innerhalb der gewünschten Zeit zum Abklingen gebracht wird. Auch eine Beheizung der Platte, sei es durch Stromdurchgang oder induzierte Ströme, kann zu diesem Zweck angewendet werden.
• Der Bildwandler der Fig. 3 enthält eine Photokathode i r, eine Platte 6 mit den Schichten 7 und 8 und einen Leuchtschirm 9. Ein elektronenoptisches System 12 dient zur Abbildung der Photokathodenemission auf die Platte und zur Abbildung der Nachemission auf ,den Leuchtschirm. Die Platte führt ein Potential, das zwischen dem der Photokathode und dem des Leuchtschirmes liegt. Die Nachemissionselektrode ist zweckmäßig so ausgebildet, daß sie zwar für die anregenden Photoelektronen durchlässig, jedoch nichtdurchsichtig ist. Auf der Seite .der Photokathode befindet sich eine Dunkelkammer 13 mit einem Objektiv 14 und einem Verschluß 15, wie sie bei photographischen Apparaten üblich sind. Wird die Photokathode durch Betätigung -des Verschlusses kurzzeitig belichtet, so wird die Platte 6 zur Nachemission angeregt, und es entsteht auf dem Leuchtschirm 9 ein Bild, das so lange bestehen bleibt, wie die Nachemission dauert. Eine Rückbelichtung der Photo-@athode findet nicht statt, da die Platte 6 für Licht undurchlässig ist. Damit das Licht des Leuchtschirmes 9 die Nachemission nicht vorzeitig zum Abklingen bringt, wird zweckmäßig ein Leuchtmaterial benutzt, dessen Licht in einem solchen Spektralbereich liegt, daß hierdurch die Nachemission nicht beeinflußt wird.
• Es kann auch zweckmäßig sein, die Anordnung so zu treffen, daß die Photokathode gleichzeitig als Leuchtschirm präpariert ist und die elektronenoptische Anordnung durch Umpolung umkehrbar wirkt. Es wird dann das optische Bild auf der Photokathode kurzzeitig erzeugt und die Emission auf die Platte .abgebildet. Dann wird umgepolt, so daß die bisherige Kathode zur Anode wird und die Nachemission durch das elektronenoptische System auf die gleichzeitig als Leuchtschirm wirkende Ausgangsfläche abgebildet wird und dort ein sichtbares Bild erzeugt. -Die Senderöhre der Fig. q. enthält eine Elektronenquelle 16, z. B. eine Glühkathode, die die Platte 6 gleichmäßig bestrahlt. Die Platte zeigt also über die ganze Fläche gleichmäßige Nachemission. Durch eine Belichtung von der Seite der Optik 17 her wird diese Nachemission örtlich mehr oder weniger, je nach der Helligkeit des betreffenden Bildteiles, ausgelöscht, und die Platte 6 emittiert daher nur an den Stellen, auf die kein oder wenig Licht gefallen ist. Die Emission der Platte 6 wird nun, wie es bei Bildzerlegerröhren mit feststehender Abtastblende 18 üblich ist, in :die Ebene der Blende abgebildet und durch Ablenksysteme i9, 20 über die Blende hinweggeführt, so daß an der Signalelektrode 21 des Abtastorgans ein Bildsignal abgenommen werden kann.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichturng zum Festhalten kurzzeitig aufgenommener Vorgänge, dadurch gekennzeichnet, @daß eine den Nachemissionseffekt (Malter-Effekt) aufweisende (Elektrode in einer Röhre derart angeordnet ist, daß sie einerseits Auffänger für eine erregende Strahlung, andererseits Kathode einer Bildröhre ist.
2. 2. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ,die Stärke der Nachemission entweder .durch Elektronenbeschießung mit örtlicher Dichteverteilung oder durch Belichtung der mit einem konstanten Elektronenstrom beschossenen@Elektrode variiert wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachemissionselektrode in einer Kathodenstrahlröhre an Stelle eines Leuchtschirmes angeordnet ist und die von ihr ausgehende Nachemission elektronenoptisch auf einen das Bild sichtbar machenden Schirm projiziert wird. q..
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Strahlquelle und Leuchtschirm auf derselben iSeite der Nachemissionselektrode angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei .der die Nachemissionselektrode aus einer Aluminiumunterlage, die eine dünne isolierende, mit einem elektropositiven Stoff behandelte Schicht trägt, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumunterlage so dünn ist, daß sie für die auf diese Seite der Elektrode fallende anregende Strahlung durchlässig ist und .daß die Elektrode zwischen Elektronenquelle und Leuchtschirm angeordnet ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektronenquelle für die erregende Strahlung eine Photokathode vorgesehen ist.
7. 7. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachemission durch Bestrahlung, z. B. mit elektromagnetischen Wellen, ganz oder teilweise unwirksam gemacht wird. B.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Nachemissionselektrode so gewählt wird, daß die Nachemission während der gewünschten Bilddauer abklingt.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die ganze Elektrode gleichmäßig zur Nachemission angeregt und die Nachemission durch ein auf ,die Elektrode geworfenes optisches Bild gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, @daß das so entstehende Elektronenbild in die Ebene der Abtastblende einer Bildzerlegerröhre projiziert wird.