Photoelektronen-Vervielfacher, insbesondere für Szintillationsmessungen
Photoelektronen-Vervielfacher, die speziell für Szintilliationsmessungen verwendet
werden sollen, haben in der Regel eine relativ große Durch.sichtphotokathode, die
möglichst eben sein soll. Zur quantitativen Messung ist es notwendig, die aus der
Photokathode durch Lichtblitze ausgelösten Elektronen möglichst alle auf die erste
Dynode,des Verv ie-lfachersystems zu konzentrieren. Bei den bisher bekannten Vervielfachern
sucht man dies dadurch zu erreichen, daß eine Hilfselektrode in Verbindung mit dem
auf Kathodenpotential liegenden Wandbelag zwischen der Photokathode und dieser Hilfselektrode
ein sammelndes Feld erzeugt. Dabei m.uß der Abstand der ersten Dynode von der Photokathode
je nachdem Kathodendurchmesser entsprechend groß sein. Aber je größer dieser Abstand
ist, um so störanfälliger wird die Anordnung gegen äußere Magnetfelder. Eine weitere
Verfälschung des Meßergebnisses kann durch Sekundärelektronen verursacht werden,
die durch die Primärelektronen aus den zwischen Photokathode und erster Dynode liegenden
Elektroden ausgelöst werden und die zusammen mit dem Primärelektronenstrom zu den
Dynoden des Vervielfachersystems gelangen.Photoelectron multiplier, especially for scintillation measurements
Photoelectron multiplier specially used for scintillation measurements
usually have a relatively large see-through photocathode that
should be as flat as possible. For quantitative measurement it is necessary to use the
Photocathode electrons released by flashes of light as possible all at the first
Dynode to concentrate the multiplier system. With the previously known multipliers
one seeks to achieve this by having an auxiliary electrode in connection with the
Wall covering lying at cathode potential between the photocathode and this auxiliary electrode
creates a collecting field. The distance between the first dynode and the photocathode must be
be correspondingly large depending on the cathode diameter. But the greater this distance
is, the more susceptible to interference is the arrangement against external magnetic fields. Another
Falsification of the measurement result can be caused by secondary electrons,
those caused by the primary electrons from between the photocathode and the first dynode
Electrodes are triggered and together with the primary electron flow to the
Dynodes of the multiplier system.
Die Erfindung richtet sich auf die Beseitigung dieser Nachteile, die
sich gerade bei Szintillations-Vervielfachern sehr störend bemerkbar machen. Es
ist zwar bereits bekannt, bei Photoelektronen-Vervielfachern, die mit einer flächenhaft
ausgebildeten Photokathode ausgestattet sind, ein zur Führung des Elektronenstroms
dienendes System aus mehreren zylindrischen Linsen zu verwenden. Mit diesen bekannten
Anordnungen ist es aber nicht möglich, den Einfluß von Magnetfeldern oder von Sekundärelektronen,
die aus den Fokussierungselektroden ausgelöst werden, auf den Elektronenstrom herabzusetzen.The invention aims to overcome these disadvantages, the
make themselves very annoying, especially with scintillation multipliers. It
is already known in the case of photoelectron multipliers, which have an areal
trained photocathode are equipped, one for guiding the flow of electrons
to use a serving system made up of several cylindrical lenses. With these well-known
However, it is not possible to prevent the influence of magnetic fields or secondary electrons,
triggered from the focusing electrodes to reduce the electron flow.
Gemäß der Erfindung wind diese Aufgabe bei einem Photoelektronen-Vervielfacher
mit einem zur Führung ,des von der Photokathode ausgehenden Elektronenstrom dienenden
elektrostatischen Linsensystem, bei dem zwischen der Photokathode und der das Linsensystem
abschließenden Elektrode mit der Durchtrittsöffnung für die Photoelektronen in das
Vervielfachersystem eine Zwischenelektrode mit einem gegenüber der Abschlußelektrode
negativen, in der Nähe des Kathodenpotentials liegenden Potential angeordnet ist,
dadurch gelöst, daß eine oder mehrere hintereinander angeordnete und auf gleichem
Potential liiegend:e Zwischenelektroden im wesentlichen plan oder aber in ihrer
axialen Ausdehnung klein gegenüber ihrem Durchmesserausgebildet sind. Hierdurch
werden die Potentiallinien im Kathodenraum so gekrümmt, :daß eine Fokussierung auch
dann zustande kommt, wenn der Abstand zwischen Photokathode und erster Dynode kleiner
ist als der Kathodendurchmesser. Ferner ist es ein Bestandteil der Erfindung, daß
auf der Abschlußelektrode ein in die letzte Zwischenelektrode hineinragender Zylinder
angebracht ist, der die elektrischeFeldstärke imKathodenraum erhöht, sodaß die Störung
durch magnetische Felder verringert und der Überführungskoeffizient vergrößert wird.According to the invention, this object is achieved in a photoelectron multiplier
with one for guiding the electron flow emanating from the photocathode
electrostatic lens system in which between the photocathode and the the lens system
final electrode with the passage opening for the photoelectrons into the
Multiplier system an intermediate electrode with one opposite the terminating electrode
negative potential close to the cathode potential is arranged,
solved in that one or more arranged one behind the other and on the same
Potential lying: e intermediate electrodes essentially flat or in theirs
axial extension are made small compared to their diameter. Through this
the potential lines in the cathode space are so curved, that a focusing too
then comes about when the distance between the photocathode and the first dynode is smaller
is than the cathode diameter. It is also part of the invention that
on the terminating electrode a cylinder protruding into the last intermediate electrode
is attached, which increases the electric field strength in the cathode compartment, so that the disturbance
is reduced by magnetic fields and the transfer coefficient is increased.
Bei einer derartigen Ausbildung des Linsensystems können schräg aus
der Photokathode austretende Elektronen nur wenig Sekundärelektronen aus den Elektroden
auslösen. Außerdem treffen bei Anwendung von Lochscheiben, die schräg durch die
Öffnung einer Blende fliegenden Elektronen auf nie Fläche der folgenden Lochblende
auf, von wo aus kaum Sekundärelektronen zu den weiteren Elektroden gelangen können.With such a design of the lens system can be inclined
the electrons exiting the photocathode only a few secondary electrons from the electrodes
trigger. In addition, when using perforated disks, the diagonally through the
Opening an aperture, electrons never fly onto the surface of the following pinhole
from where hardly any secondary electrons can get to the other electrodes.
Der Durchgriff des Feldes der ersten Dynoden auf die Teile der das
Linsensystem bildenden Elektroden, aus denen Sekundärelektronen herausgelöst werden
können, insbesondere auf die kathodenseitige Fläche der Abschlußelektrode, kann
durch einen an die Öffnung der Abschlußelektrode in Richtung auf die Kathode angesetzten,
innerhalb des @in die letzte Zwischenelektrode hineinragenden Zylinders liegenden
Teil herabgesetzt werden.The penetration of the field of the first dynodes on the parts of the
Electrodes forming a lens system from which secondary electrons are released
can, in particular on the cathode-side surface of the terminating electrode, can
through one attached to the opening of the terminal electrode in the direction of the cathode,
lying within the cylinder protruding into the last intermediate electrode
Part will be reduced.
Die zur Verringerung :der Störung ges Primärelektronenstroms durch
äußere Magnetfelder vorgesehene kurze Entfernung zwischen der Kathode und der ersten
Dyode ermöglicht es, den leitenden Wandbelag im Kathodenteil ebenfalls kurz zu halten.
Das wirkt sich bei der Herstellung der Photokathode vorteilhaft aus, :da ein solcher
Belag leicht Cäsium aufnimmt. Je kleiner aber die Fläche dieses Beleges ist, um
so weniger Cäsium muß in den Kolben destilliert werden. Es ergeben :sich also Vorteile
hinsichtlich der Größe des Dunkelstroms.The one to reduce: the disturbance ges primary electron flow through
external magnetic fields provided a short distance between the cathode and the first
Dyode makes it possible to keep the conductive wall covering in the cathode part also short.
This has an advantageous effect in the manufacture of the photocathode: there is such a
The coating easily absorbs cesium. But the smaller the area of this document is
so less cesium has to be distilled into the flask. The result: there are therefore advantages
regarding the size of the dark current.
Die erste Dynode kann bei Anwendung der Maßnahme .gemäß der Erfindung
so klein gehalten werden,
daß das Verhältnis ihrer Fläche zu der
wirksamen Kathodenfläche kleiner als 1/2s ist. Dies ist unter anderem auch ein Vorteil
wegen des Beitrages des thermischen Dunkelstroms der erstem Dynode zum gesamten
Dunkelstrom.The first dynode can when applying the measure .according to the invention
be kept so small
that the ratio of their area to the
effective cathode area is less than 1 / 2s. This is also an advantage, among other things
because of the contribution of the first dynode's dark thermal current to the total
Dark current.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung
ausgebildeten Photoelektronen-Vervielfachers schematisch dargestellt. Hierin ist
1 ein Teil der Gefäßwandung eines Photoelektronen-Vervi,elfachers, auf der eine
Durehsichtphotokathode 2 aufgebracht ist. Von dem in -dem Gefäß .angeordnetem. Vervielfachersystem
ist nur die erste Dynode 3 schematisch dargestellt. Zwischen der Photokathode 2
und der ersten Dynode 3 befinden sich zwei weitere Elektroden 4 un!d 5, die ein
zur Führung des von der Photokathode ausgehenden Elektronenstroms -dienendes Linsensystem
darstellen. Die Elektroden 4 und 5 sind im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet
und haben eine im Verhältnis zu ihrem Durchmesser geringe Länge. Die in die Elektrode
4 hineinragende, aber von ihr elektrisch isolierte: Elektrode 5 ist auf der in Richtung
des Vervielfachersystems liegerüden Seite mit einer Lochblende6 versehen, die so
ausgebildet ist, daß evtl. aus den Elektroden 4 und 5 ausgelöste Sekundärelektronen
nicht von dem Durchgriff des Feldes der Elektroden des Vervielfachersystems erfaßt
werden können, so daß sie den Ausgangsstrom des Vervielfachers nicht störend beeinflussen
können. Wie das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, ist der Abstand der Dynode
3 von der Photokathode 2 kleiner als der Durchmesser der wirksamen Fläche der Photokathode
2.In the drawing is an embodiment of one according to the invention
trained photoelectron multiplier shown schematically. In here is
1 a part of the vessel wall of a photoelectron Vervi, elfachers, on the one
Durehsichtphotocathode 2 is applied. Of that arranged in the vessel. Multiplier system
only the first dynode 3 is shown schematically. Between the photocathode 2
and the first dynode 3 are two further electrodes 4 and 5, which are a
for guiding the electron current emanating from the photocathode - serving lens system
represent. The electrodes 4 and 5 are essentially cylindrical
and have a short length in relation to their diameter. The one in the electrode
4 protruding, but electrically insulated from it: electrode 5 is on the in the direction
of the multiplier system is provided with a perforated diaphragm6 on the right side
is designed that any secondary electrons released from the electrodes 4 and 5
not detected by the penetration of the field of the electrodes of the multiplier system
so that they do not interfere with the output current of the multiplier
can. As the illustrated embodiment shows, the spacing is the dynode
3 of the photocathode 2 is smaller than the diameter of the effective area of the photocathode
2.