DE1191484B - Optischer Sender oder Verstaerker mit stimulierter Strahlung in einem gasfoermigen Medium - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

HOIs

G 02

Deutsche Kl.: 2If-90

Nummer: 1191484

Aktenzeichen: N 25547 VIII c/21 f

Anmeldetag: 19. September 1964

Auslegetag: 22. April 1965

Die Erfindung betrifft einen optischen Sender oder Verstärker mit stimulierter Strahlung in einem gasförmigen Medium, in dem mindestens die Kathode aus einem hohlzylindrischen Körper besteht.

Es sind optische Sender bekannt, bei denen innerhalb der Glashülle zwei Hohlzylinder als Elektroden angeordnet sind. Die Entladung kann sowohl eine Gleichstrom- als auch eine Hochfrequenzentladung sein. Bei solchen optischen Sendern werden auch die Elektroden in seitlich von dem Entladungsrohr vorgesehenen Ausstülpungen untergebracht. Bei allen diesen bekannten optischen Sendern erfolgt die Anregung des Mediums in der positiven Säule der Entladungsbahn. Ein Nachteil einer solchen Anordnung ist der, daß zum Vergrößern der der Entladung zugeführten Leistung lediglich eine Verlängerung der Entladungsbahn denkbar ist, was eine höhere Brennspannung mit sich bringt, während die minimale Brennspannung und die Zündspannung etwa 1 bzw. einige kV betragen.

Die Erfindung bezweckt, einen optischen Sender anzugeben, bei dem einige dieser Nachteile vermieden werden, während weitere Vorteile erzielt werden.

In einem optischen Sender oder Verstärker mit stimulierter Strahlung in einem gasförmigen Medium in dem die Kathode durch einen Hohlzylinderkörper gebildet wird, dessen Achse parallel zu der Achse des optischen Systems liegt, ist gemäß der Erfindung die Anode derart gegenüber der Kathode angeordnet und sind die Entladungsverhältnisse derart, daß die Kathode auf der Innenseite mit Glimmlicht gefüllt wird und keine oder praktisch keine positive Säule auftritt.

Gemäß der Erfindung kann bei jedem der Enden des Kathodenzylinders eine Anode angeordnet werden, oder im Falle einer kurzen Kathode kann eine einzige Anode symmetrisch zwischen den Enden an der Außenseite des Kathodenzylinders angebracht werden. Es ist weiter möglich, in dem Kathodenzylinder eine Anzahl von Löchern vorzusehen, bei denen je eine Anode angeordnet ist. Mittels Vorschaltwiderständen in den Leitungen zu den gesonderten Anoden kann eine gleichmäßige Verteilung der Stromdichte über die ganze Länge der Kathode erzielt werden.

Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung können eine Anzahl von Kathoden fluchtend zueinander angebracht werden, wobei an jedem der Enden jeden Kathodenteiles eine Anode angebracht ist, die außerdem als Abschirmung gegen die Anode bei der nächstfolgenden Kathode dient. Die Anoden können auch seitlich von den Kathoden angeordnet werden.

Optischer Sender oder Verstärker mit
stimulierter Strahlung in einem gasförmigen
Medium

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dr. H. Scholz, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
James Smith, Salfords, Redhill, Surrey;
Derrick George Simmons, South Merstham,
Surrey (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 23. September 1963 (37322)

während zwischen den Kathoden Abschirmungen vorgesehen werden, die ein Potential haben, das annähernd zwischen dem der Kathode und dem der Anode liegt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1. 2 und 4 drei Anordnungen des optischen Senders nach der Erfindung und die F i g. 3 und 5 einen Teil der F i g. 2 bzw. 4 zeigen.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen zylindrischen Hartglaskolben, in dem ein Molybdänkathodenrohr mit einer Länge von 30 cm und einem Durchmesser von mm angebracht ist. Bei jedem der Enden der Kathode 2 und bei jeder der Öffnungen 5 in dem Kathodenzylinder ist eine stabförmige Anode 3 in der Glaswand eingeschmolzen. Die Kathode 2 wird von Leitungen 4 abgestützt. Bei einem Gasdruck von zehn und einigen Torr in einem Helium-Neon-Gemisch beträgt die Brennspannung etwa 150 V.

In Fig. 2 sind in dem Entladungsrohr 1 eine Anzahl kurzer Kathoden 2 angebracht, zwischen denen ringförmige Anoden 7 angeordnet sind (s. F i g. 3).

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In den F i g. 4 und 5 sind die stabförmigen Anoden seitlich von den kurzen Kathoden 2 angeordnet, und zwischen den Kathoden sind Abschirmwände 8 angebracht. Diese Abschirmwände 8, welche die halbe Brennspannung zwischen Kathode und Anode führen, bestehen aus zwei flachen Ringen 9, die praktisch an die Rohrwand anschließen und die durch Innen- und Außenzylinder 10 bzw. 11 verbunden und an einem Stromzuführungsdraht 12 befestigt sind. ίο

In der Anordnung nach den F i g. 2 und 4 mit neun Kathoden einer Länge von 9 cm und mit einem Durchmesser von 7 mm bei einem Gasdruck von 12 Torr von Helium mit 1 Vo Neon betrug bei einer Brennspannung von etwa 150 V die Gesamtstromstärke der Kathoden, wenn sie vollständig mit Glimmlicht gefüllt sind, 2,25 A, was 25 mA pro Zentimeter Kathodenlänge ist. Wenn das Entladungsrohr zwischen zwei sphärischen Spiegeln mit einem Krümmungsradius von 120 cm und einem Abstand voneinander von 150 cm angeordnet wird, betrug bei einer Wellenlänge von etwa 11 000 A die Leistung im Strahlungsausgang einige μW.

Es ist auch möglich, eine Anordnung nach den F i g. 2 und 4 derart zu betreiben, daß nur einige der Kathoden Strom führen, während dennoch stimulierte Strahlung erhalten wird. Es ist weiter möglich, einen Teil der Kathoden mit einer anderen Stromdichte zu betreiben, wobei insbesondere die Abschirmung zwischen den Kathoden 7 und 8 wichtig ist. Dabei kann die stimulierte Strahlung moduliert werden. Die Abschirmungen sind weiter insbesondere beim Einbrennen der Entladungsrohre von Bedeutung.

Außer dem Vorteil der niedrigen Brennspannung hat der optische Sender nach der Erfindung auch den Vorteil, daß die Entladung innerhalb der Kathodenteile erfolgt, so daß Ionen eine geringere Möglichkeit haben, Verunreinigungen aus der Glaswand auszulösen. Weiter wird aus den Kathoden heraustretendes zerstäubtes Material eine größere Oberfläche der Glaswand bedecken als bei optischen Sendern mit einer positiven Säule. Auch dies ist günstig für die Reinheit des Gases.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Optischer Sender oder Verstärker mit stimulierter Strahlung in einem gasförmigen Medium, in dem die Kathode durch einen Hohlzylinderkörper gebildet wird, dessen Achse parallel zu der Achse des optischen Systems liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (3, 7) gegenüber der Kathode (2) derart angeordnet ist und die Entladungsverhältnisse derart sind, daß die Kathode auf der Innenseite mit Glimmlicht gefüllt wird und keine oder praktisch keine positive Säule auftritt.

2. Optischer Sender oder Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der Kathodenenden eine Anode (3, 7) angeordnet ist.

3. Optischer Sender oder Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anode (3, 7) symmetrisch zu den Kathodenenden angeordnet ist.

4. Optischer Sender oder Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (2) eine Anzahl seitlich vorgesehener öffnungen (5) hat, bei denen je eine Anode (3) angebracht ist.

5. Optischer Sender oder Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Kathoden (2) hintereinander angeordnet ist, wobei die zwischenliegenden Anoden (7, 8) öffnungen haben, durch welche die stimulierte Strahlung hindurchtritt.

6. Optischer Sender oder Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Kathoden (2, 13) fluchtrecht zueinander angeordnet sind, wobei die Anoden (3) seitlich angeordnet und zwischenliegende Schirme (9) vorgesehen sind, die auf einem Potential gehalten werden, das in der Mitte zwischen dem der Kathode und dem der Anode liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Elektronische Rundschau, Bd. 17, Nr. 4,
April 1963, S. 185,186.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 540/166 4. 65 © Bundesdruckerei Berlin