NL8801671A - Werkwijze voor het bedrijven van een van een kanalenplaat voorziene beeldversterkerbuis en beeldversterkerbuisinrichting voorzien van een kanalenplaat. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze voor het bedrijven van een van een kanalenplaat voorziene beeldversterkerbuis en beeld-versterkerbuisinrichting voorzien van een kanalenplaat.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bedrijven van een van een kanalenplaat voorziene beeldversterkerbuis:, welke beeldversterkerbuis een kathode-venster heeft, dat de te versterken straling doorlaat, een i binnen de buis aangebrachte kathode, die onder invloed van door het kathodevenster doorgelaten straling elektronen kan emitteren; een tegenover de kathode aangebrachte anode, die onder invloed van invallende elektronen een lichtbeeld kan vormen, waarbij in tussen de kathode en de anode een zodanig elektrisch veld wordt opgewekt, dat door de kathode geëmitteerde elektronen naar de anode bewegen, en waarbij tussen de kathode en de anode een kanalenplaat is geplaatst, die onder invloed van invallende elektronen secundaire emissie vertoont.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een beeldversterkerbuisinrichting voorzien van een kanalenplaat.

Een beeldversterkerbuis met een kanalenplaat is evenals de wijze waarop een dergelijke beeldversterkerbuis in de praktijk kan worden bedreven algemeen bekend. De kanalenplaat wordt veelal met de afkorting MCP (multi-channel plate) aangeduid.

Een reeds zeer lang bekend probleem, dat zich bij beeldversterkerbuizen voordoet, is, dat in bedrijf in de buizen ionen ontstaan, bijvoorbeeld door botsingen van elektronen met nog in de buis achtergebleven en/of uit in de buis aanwezige materialen gediffundeerde gasmoleculen. Ook door botsingen tussen elektronen en vast materiaal in een beeldversterkerbuis kunnen soms ionen ontstaan.

Dergelijke ionen zijn positief geladen en bewegen derhalve onder invloed van het tussen kathode en anode heersende elektrische veld naar de kathode. Dergelijke op de kathode invallende ionen hébben een ongunstige invloed op de werking van de kathode. Men zegt wel dat de kathode beschadigd wordt.

In een beeldversterkerbuis voorzien van een kanalenplaat ontstaan de ongewenste ionen in hoofdzaak in de kanalenplaat. Om te voorkomen dat deze ionen de kathode bereiken is volgens een bekende techniek de kanalenplaat aan de naar de kathode gekeerde zijde voorzien van een zeer dun vlies van een geschikt materiaal. Het vlies heeft een zodanige dikte dat door de kathode geëmitteerde elektronen door het vlies kunnen dringen, doch ionen door het vlies worden tegen gehouden. In de praktijk heeft het vlies een dikte in de orde van enkele tientallen Angström.

Het aanbrengen van een ionenkerend vlies op een kanalenplaat is tamelijk gecompliceerd en daardoor sterk kostprijsverhogend. Voorts is een dergelijk vlies zeer kwetsbaar en heeft het een negatief effect op de signaal/ruis verhouding van de beeldversterkerbuis.

De uitvinding beoogt een werkwijze ter beschikking te stellen, die de toepassing van een ionenkerend vlies overbodig maakt, alsmede een beeldversterkerbuisin-richting, waarin een kanalenplaat zonder ionenkerend vlies, is toegepast zonder dat het gevaar bestaat dat de kathode vergiftigd wordt.

Hiertoe wordt volgens de uitvinding een werkwijze van de beschreven soort gekenmerkt doordat in de ruimte tussen de kathode en de kanalenplaat een hoogfrequent elektrisch wisselveld wordt opgewekt.

Een beeldversterkerbuis omvattend tenminste êên van een tussen een kathode en een anode gelegen kanalenplaat voorziene beeldversterkerbuis, alsmede 5 eenhoogspanningsvoedingsinrichting voor het verschaffen van de voor het bedrijven van de beeldversterkerbuis benodigde voedingsspanningen, wordt volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de hoogspanningsvoedingsinrichting een hoogfrequente wisselspanningsbron omvat die is l verbonden tussen een punt met een referentiepotentiaal en de kathode.

In het volgende wordt de uitvinding nader toegelicht met verwijzing naar de bijgevoegde tekening.

De enkele figuur toont schematisch een beeldversterker-buisinrichting, omvattend een huis 1, en een hoogspannings-voedingsinrichting 2. Het huis 1 heeft een kathodevenster 3, dat in dit voorbeeld aan de binnenzijde een kathode 4 draagt, die onder invloed van invallende straling 5 in bedrijf elektronen emitteert.

Het huis heeft voorts een anodevenster 6 dat aan de binnenzijde een anode 7 draagt, die onder invloed van invallende elektronen een lichtbeeld genereert, dat via het anodevenster waargenomen kan worden. Het anodevenster kan bijvoorbeeld bestaan uit een optische vezelplaat.

Tussen de kathode en de anode is voorts een kanalenplaat 8 geplaatst, die op bekende wijze werkt als elektronenvermenigvuldiger.

De hoogspanningsvoeding 2 verschaft de voor een goede werking van de beeldversterkerbuis benodigde voedingsspanningen V^, VA, VMI en VMQ. De anodepotentiaal kan ten opzichte van de kathodepotentiaal VK in de orde van één of enkele tientallen kiloVolts liggen.

Over de kanalenplaat 8 heerst tussen de naar de kathode gekeerde ingangszijde 9 en de naar de anode gekeerde uitgangszijde 10 een potentiaalverschil VMq - VMj, waarbij VMQ aanzienlijk kleiner is dan VA terwijl Vj^i groter is dan V^. In een praktische situatie kan V„ bijvoorbeeld -200V tot -900V bedragen ten opzichte J\ van V..T.

MI

Volgens de bekende techniek is op de ingangszijde 9 van de kanalenplaat een dun vlies aangebracht, dat in de ruimte 11 tussen anode en kanalenplaat of in de kanalenplaat zelf aanwezige of gegenereerde positieve ionen 12, die zich onder invloed van het tussen anode en kathode heersende elektrische veld in de richting van de kathode begeven tegen kan houden.

Het ionenkerende vlies is wel dun genoeg om de kleinere, van de kathode afkomstige elektronen door te laten.

Volgens de uitvinding kan een dergelijk ionenkerend vlies achterwege blijven doordat op elektrische wijze wordt verhinderd dat ionen 12 de kathode bereiken.

Hiertoe wordt de kathodepotentiaal met een hoge frequentie zodanig gevariëerd, dat de veldrichting in de ruimte 14 tussen de kathode en de ingangszijde van de kanalenplaat periodiek omkeert.

De hoogspanningsvoeding omvat hiertoe een hoogfrequente wisselspanningsbron 15, die de kathodepotentiaal VK ten opzichte van een geschikte referentiepotentiaal Vref var;i-ëert· De referentiepotentiaal kan met voordeel, zoals getoond, de ingangspotentiaal V^ van de kanalenplaat zijn. In een praktische uitvoeringsvorm kan de kathodepotentiaal ten opzichte van V^ bijvoorbeeld tussen ± -200V en ± 1kV variëren.

Bij een geschikte keuze van de frequentie van de bron 15 vallen geen positieve ionen die de ruimte 14 bereiken in op de kathode. Dergelijke ionen vallen of terug op de kanalenplaat of recombineren met elektronen in de ruimte 14.

Daar de door de kathode geëmitteerde elektronen een aanzienlijk kleinere massa hebben dan ionen en dus veel sterker versneld worden, kunnen de elektronen de kanalenplaat wel bereiken ondanks het periodiek omkerende veld in de ruimte 14. De periode kan in de orde van nanoseconden liggen.

Opgemerkt wordt, dat na het voorgaande diverse modificaties voor de deskundige voor de hand liggen.

Zo kan de uitvinding ook worden toegepast bij beeldver-sterkerbuisinrichtingen met bijvoorbeeld aan de anodezijde een matrix van lichtgevoelige dioden of beeldversterker-buisinrichtingen die een aantal in cascade gekoppelde beeldversterkerbuizen omvat. Voorts kan de variërende kathode potentiaal sinusvormig maar ook bijvoorbeeld pulsvormig plaatsvinden. Dergelijke modificaties worden geacht binnen het kader van de uitvinding te vallen.

Claims (7)

1. Werkwijze voor het bedrijven van een van een kanalenplaat voorziene beeldversterkerbuis, welke beeldversterkerbuis een kathodevenster heeft, dat de te versterken straling doorlaat; een binnen de buis aangebrachte kathode, die onder invloed van door het kathodevenster doorgelaten straling elektronen kan emitteren; een tegenover de kathode aangebrachte anode, die onder invloed van invallende elektronen een lichtbeeld kan vormen; waarbij tussen de kathode en de anode een zodanig elektrisch veld wordt opgewekt, dat door de kathode geëmitteerde elektronen naar de anode bewegen, en waarbij tussen de kathode en de anode een kanalenplaat is geplaatst, die onder invloed van invallende elektronen secundaire emissie vertoont, met het kenmerk, dat in de ruimte tussen de kathode en de kanalenplaat een hoogfrequent elektrisch wisselveld wordt opgewekt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat aan de naar de kathode gekeerde zijde van de kanalenplaat een referentiepotentiaal wordt gelegd en dat aan de kathode een ten opzichte van de referentiepotentiaal periodiek variërende potentiaal wordt gelegd.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat de kathodepotentiaal ten opzichte van de referentiepotentiaal wordt gevariëerd tussen een negatieve waarde in de orde van één of enkele honderden Volts en een positieve waarde in de orde van één of enkele kiloVolts.

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, m e t het kenmerk, dat de periode van de periodiek variërende potentiaal in de orde van nanoseconden ligt.

5. Beeldversterkerbuis, omvattend tenminste één van een tussen een kathode en een anode gelegen kanalenplaat voorziene beeldversterkerbuis, alsmede een hoogspanningsvoedingsinrichting voor het verschaffen van de voor het bedrijven van de beeldversterkerbuis benodigde voedingsspanningen, met het kenmerk, dat de hoogspanningsvoedingsinrichting een hoogfrequente wisselspanningsbron omvat die is verbonden tussen een punt met een referentiepotentiaal en de kathode.

6. Beeldversterkerbuis volgens conclusie 5, m e t het kenmerk, dat de referentiepotentiaal de potentiaal van de naar de kathode gekeerde zijde van de kanalenplaat is.

7. Hoogspanningsvoedingsbron voor een beeldversterker-buisinrichting volgens conclusie 5 of 6, omvattend uitgangsklemmen voor het toevoeren van bedrijfsspanningen aan de anode, de kathode en aan een kanalenplaat, gekenmerkt door een hoogfrequente wisselspanningsbron, die tussen de uitgangsklem voor de kathode en een uitgangsklem voor de kanalenplaat een hoogfrequente wisselspanning kan genereren.