DE1491535C

DE1491535C - High frequency electron discharge device

Info

Publication number: DE1491535C
Authority: DE
Inventors: James Richard Mountain View Abraham Wayne Gordon PaIo Alto Cahf Schwartz (V St A) HOIj 29 36
Original assignee: Vanan Associates, PaIo Alto, Cahf (V St A)
Publication date: 1972-09-07

Description

4040

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Elektronenentladungseinrichtung mit einem axialen Elektronenstrahl und einer asymmetrisch zu diesem im Vakuumgefäß angeordneten Elektrode, die im Betrieb durch einen Selbstlademechanismus auf Grund eines Sekundäremissionsverhältnisses dieser Elektrode kleiner als eins eine negative Ladung annimmt (USA.-Patentschrift 2 963 605).The invention relates to a high frequency electron discharge device with an axial electron beam and an electrode arranged asymmetrically to this in the vacuum vessel, which during operation by a self-charging mechanism based on a secondary emission ratio of this electrode less than one assumes a negative charge (U.S. Patent 2,963,605).

Bei dieser bekannten Einrichtung besteht die asymmetrisch zum Strahl im Vakuumgefäß angeordnete Elektrode aus einer eigentlichen Elektrode und einer hohlzylindrischen Abschirmung, mit der die Elektrode gegen Potentialänderungen zwischen der Elektrode und der nächstgelegenen Driftröhre abgeschirmt wird, um zu verhindern, daß die Elektrode einen unerwünschten Einfluß auf den Strahl ausübt. Sekundürelektronen werden bei dieser bekannten Elektrode durch die Form der Elektrode gefangen, so daß das effektive Sekundäremissionsverhültnis kleiner als 1 wird.In this known device there is the one arranged asymmetrically to the beam in the vacuum vessel Electrode consisting of an actual electrode and a hollow cylindrical shield with which the Electrode shielded against potential changes between the electrode and the nearest drift tube to prevent the electrode from exerting an undesirable influence on the beam. Secondary electrons are trapped in this known electrode due to the shape of the electrode, so that the effective secondary emission ratio becomes less than 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Hochfrequenz-Elektronenentladungseinrichtung so zu verbessern, daß die asymmetrisch zum Elektronenstrahl im Vakuun^fäß angeordnete Elektrode beliebige Form haben und an beliebiger Stelle der Röhrt; angeordnet sein kann, ohne daß sie gegen den Strahl geschützt werden muß, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektrode wenigstens zum Teil aus einem Werkstoff besteht, das bei einer vorgegebenen Energie der auftreffenden Elektronen das genannte Sekundäremissionsverhältnis aufweist.The invention is based on the object of this known high-frequency electron discharge device to improve so that the electrode arranged asymmetrically to the electron beam in the vacuum vessel have any shape and at any point the tube; can be arranged without them against the beam must be protected, and this object is achieved according to the invention in that the electrode consists at least in part of a material that, for a given energy, of the impacting Electrons has said secondary emission ratio.

Merkmale von Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigtFeatures of further developments of the invention emerge from the subclaims and the following Description in connection with the drawing; it shows

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Zweikammerklystron-Oszillators nach der Erfindung, F i g. 1 is a partially sectioned side view of a two-chamber klystron oscillator according to the invention,

F i g. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Zweikammerklystron-Osziliators nach der Erfindung,F i g. 2 is a partially sectioned side view of another embodiment of a two-chamber klystron oscillator according to the invention,

F i g. 3 grafisch die Sekundäremissionscharakteristik {a/V„) von Titan und Graphitformen in Abhängigkeit von der Energie der auftreffenden Elektronen, undF i g. 3 graphically the secondary emission characteristics {a / V “) of titanium and graphite forms as a function of the energy of the impinging electrons, and

Fig. 4a und 4b grafisch Sekundäremissionsverhältnisse α für verschiedene hypothetische Werkstoffe bzw. die Zahl N auftreffender Elektronen in Abhängigkeit von der Auftreffspannung V_n und der Sekundärelektronenenergie in Volt, ausgedrückt als Prozentsatz der Primär-Auftreffenergie der die Oberfläche bei einer bestimmten Auftreffspannung bombardierenden Elektronen.4a and 4b graphically secondary emission ratios α for various hypothetical materials or the number N of impinging electrons as a function of the impact voltage V _n and the secondary electron energy in volts, expressed as a percentage of the primary impact energy of the electrons bombarding the surface at a certain impact voltage.

In F i g. 1 ist eine Hochfrequenz-Elektronenentladungseinrichtung 5 vom Typ eines Zweikammerklystron-Oszillators dargestellt, die eine asymmetrisch angeordnete, selbstladende Elektrode 6 im Kollektorbereich 7 enthält. Diese Elektrode 6 wird im folgenden näher beschrieben.In Fig. 1 is a high frequency electron discharge device 5 of the two-chamber klystron oscillator type which contains an asymmetrically arranged, self-charging electrode 6 in the collector region 7. This electrode 6 is described in more detail below.

Die in F i g. 1 dargestellte selbstladende, asymmetrische, schwimmende Elektrode 6 besteht aus einem Isolatorblock 27 aus Tonerde od. dgl., dessen Spitze eine Titanschicht 28 trägt. Der Isolatorblock 27 ist vakuumdicht in den Kollektorbereich eingesetzt, und zwar mittels eines Molybdänblocks 29, an dem er vorzugsweise mittels eines Stopfens aus Siliziunioxyd 30 befestigt ist, der bei einer geeigneten Temperatur gebrannt ist, so daß ein Teil des Stopfens dispergiert, so daß eine Klebverbindung zwischen der Tonerde und dem Molybdänträgerblock gebildet wird. Die Titanschicht 28 wird vorzugsweise dadurch auf den Tonerdeblock niedergeschlagen, daß auf das Blockende eine Titanoxydschicht aufgebracht wird und die Kombination von Tonerde und Titanoxyd bei etwa 1900⁰C gebrannt wird, so daß das Oxyd teilweise reduziert wird und eine leitende Titanschicht als Oberflächenmaterial zurückbleibt. Weil es relativ schwierig ist, Molybdän richtig vakuumdicht mit einem Kupferkörper wie dem Röhrenkörper 8 zu verbinden, ist eine Endkappe 31, vorzugsweise aus kaltgewalztem Stahl, in die öffnung gelötet. Selbstverständlich kann jeder andere geeignete Isolierwerkstoff, beispielsweise Saphir, Beryllia usw. als isolierender Träger für die Elektrode 6 verwendet werden. Gleicherweise kann die dargestellte Titanschicht 28 auch als Titanblock und nicht als Titanschicht ausgebildet sein, und weiter können andere Werkstoffe, wie beispielsweise Niobium, mit Erfolg als Spitze oder Ende der selbstladenden schwimmenden Elektrode 6 verwendet werden.The in F i g. The self-charging, asymmetrical, floating electrode 6 shown in FIG. 1 consists of an insulator block 27 made of alumina or the like, the tip of which carries a titanium layer 28. The insulator block 27 is inserted in a vacuum-tight manner in the collector area by means of a molybdenum block 29 to which it is fastened, preferably by means of a plug made of silicon dioxide 30 which is burned at a suitable temperature so that part of the plug disperses, so that an adhesive bond is formed between the alumina and the molybdenum support block. The titanium layer 28 is preferably characterized deposited on the alumina block that a titanium oxide layer is applied to the end of block is applied, and the combination is calcined alumina and titania at about 1900 ⁰ C, so that the oxide is partially reduced, leaving a conductive layer of titanium as the surface material. Because it is relatively difficult to connect molybdenum in a vacuum-tight manner to a copper body such as the tubular body 8, an end cap 31, preferably made of cold-rolled steel, is soldered into the opening. Of course, any other suitable insulating material, for example sapphire, beryllia, etc., can be used as an insulating carrier for the electrode 6. Likewise, the illustrated titanium layer 28 can also be designed as a titanium block and not as a titanium layer, and other materials, such as niobium, for example, can be used successfully as the tip or end of the self-charging floating electrode 6.

In Fig. 2 ist eine andere Hochfrequenz-Elektronenentladungseinrichtung 14 mit niedrigem Rauschen vom Typ eines Zweikammerklystron-Oszilla-In Fig. 2 is another high frequency electron discharge device 14 with low noise of the two-chamber klystron oscillator type

tors dargestellt, in deren Kollektorberdch IS eine asymmetrisch orientierte selbstladende Elektrode 16 angeordnet ist. Die asymmetrisch angeordnete, selbstvorgespannte Elektrode 16 weist vorzugsweise eine Titanspitze 34 auf, die an einem Isolierstab 35 angeordnet und fest an diesem befestigt ist, beispielsweise durch Löten; vorzugsweise besteht der Isolierstab 35 wieder aus Saphir, Tonerde, Beryllerde usw.; der Stab ist in einem Stopfen 36 aus Kovar od. dgl. angeordnet, der dicht in den Kollektorblock 15 eingesetzt ist.tors, in whose collector surface IS a asymmetrically oriented self-charging electrode 16 is arranged. The asymmetrically arranged, self-tensioned one Electrode 16 preferably has a titanium tip 34 which is arranged on an insulating rod 35 and is firmly attached to this, for example by soldering; preferably there is the insulating rod 35 again made of sapphire, clay, beryl clay, etc .; the rod is in a plug 36 from Kovar or the like. arranged, which is inserted tightly into the collector block 15.

Das für die Spitze der selbstladenden schwimmenden asymmetrischen Elektrode 6 bzw. 16 zu verwendende Material hat bei der Energie der auftreffenden Elektronen ein Sekundäreniissionsverhältnis Kleiner als 1. Dieses Sekundäremissionsverhältnis kleiner als 1 wird vorzugsweise mit Titan erzielt, weil im allgemeinen Titan in seiner ganzen, in F i g. 3 dargestellten Kennlinie der Sekundäremission α in Abhängigkeit von der Auftreffspannung V₁, ein Sekundäremissionsverhältnis kleiner als 1 hat. Daraus ergibt sich schon, daß Titan sich leicht auf eine negative Spannung auflädt, die ausreichend ist, die gewünschte Ionensaugfähigkeit bei den Ausführungsformen nach F i g. 1 und 2 zu erreichen. The material to be used for the tip of the self-charging floating asymmetrical electrode 6 or 16 has a secondary emission ratio of less than 1 for the energy of the impinging electrons. This secondary emission ratio of less than 1 is preferably achieved with titanium because, in general, titanium in its entirety, in F i g. 3, the characteristic curve of the secondary emission α as a function of the impact voltage V ₁ , has a secondary emission ratio less than 1. This already shows that titanium is easily charged to a negative voltage, which is sufficient to achieve the desired ion absorbency in the embodiments according to FIG. 1 and 2 to reach.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die asymmetrische Anordnung des Titan-Endes oder der Spitze 28 so gewählt, daß ein kleiner Teil der primären Strahlelektronen, die längs der zentralen Strahlachse Z laufen, auf die Titanspitze aufprallen, so daß eine negative Vorspannung hauptsächlich durch primäre oder energiereiche Elektronen mit einem schmalen Energiespektrum erreicht wird. Andere Werkstoffe, die für den Auffangteil der selbstladenden Elektrode brauchbar sind, sind beispielsweise Kohlenstoffe, wie Graphit oder Rußschwarz, die ebenso wie Titan Sekundäremissionsverhältnisse haben, die im Auftreffspannungsbereich im allgemeinen kleiner als 1 sind. Beispiele solcher Kennlinien sind in F i g. 3 dargestellt. Der Graphit kann auf einen geeigneten Isolierblock, eine Isolierstange od. dgl. aufgemalt, aufgesprüht oder in loser Form angeordnet werden, um eine Isolation gegen den Röhrenkörper zu erreichen. Es ist selbstverständlich zu erwähnen, daß die in F i g. 3 dargestellten Kennlinien lediglich Illustrationsbeispiele sind, weil offensichtlich ο sich ändert, wenn die Oberflächenbedingungen geändert werden, wodurch· sich auch die vielen verschiedenen σ-Kurven erklären lassen, die für ein bestimmtes Material in der Literatur veröffentlicht wurden.In the embodiment of FIG. 1, the asymmetrical arrangement of the titanium end or the Tip 28 chosen so that a small part of the primary beam electrons, which are along the central beam axis Z run, hitting the titanium tip, leaving a negative bias mainly through primary or high-energy electrons with a narrow energy spectrum is achieved. Other Materials that are useful for the collecting part of the self-charging electrode are, for example Carbons such as graphite or carbon black, like titanium, have secondary emission ratios which are generally less than 1 in the impact voltage range. Examples of such characteristics are in Fig. 3 shown. The graphite can be placed on a suitable insulating block, an insulating rod Od. Like. Painted on, sprayed on or arranged in loose form in order to provide insulation against the To reach tubular body. It is of course to be mentioned that the in FIG. 3 characteristic curves shown are merely illustrative examples because obviously ο changes when the surface conditions can be changed, which also explains the many different σ-curves that have been published in the literature for a specific material.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das Titan-Ende oder die Spitze 34 asymmetrisch so angeordnet, daß hauptsächlich Sekundärelektronen auftreffen statt energiereicher Primär-Elektronen aus dem Hauptelektronenstrahl. Weil Titan ein effektives Sekundäremissionsverhältnis kleiner als 1 unabhängig von der Energie der auftreffenden Elektronen hat, wird in jedem Falle eine negative Vorspannung erreicht, so daß die erwünschten Ionensaugcigenschaften erreicht werden. Weiter ergbit sich in beiden Ausführungsformen wegen der asymmetrischen Anordnung der schwimmenden selbstladenden Elektrode im Kollektorbereich ein maximaler SaugelTekt für positive Ionen, weil die meisten positiven Ionen im Kollektorbereich entstehen, weil hier die Primär- und Sekundär-Elektronen des Hauptstrahls aufprallen. Die Asymmetrie der Elektrode hindert langsame Sekundärelektronen ebenso wie positive Ionen im Kollektorbereich daran, daß sie refokussiert oder in den Wechselwirkungsbereich der Röhre zurückgesaugt werden. Es ist zu erwähnen, daß in beiden Ausführungsformen zwar nur eine einzige asymmetrische Elektrode dargestellt ist, es kann jedoch jede beliebige Anzahl von Elektroden als auch von Elektrodenanordnungen verwendet werden, solang eine effektiv asymmetrische Beziehung gegen die Strahlachse beibehalten wird.In the embodiment according to FIG. 2, the titanium end or tip 34 is arranged asymmetrically so that that mainly secondary electrons hit instead of high-energy primary electrons the main electron beam. Because titanium has an effective secondary emission ratio less than 1 regardless on the energy of the impinging electrons, a negative bias voltage will be applied in each case is achieved so that the desired ion-suction properties are achieved. Further arose in both Embodiments because of the asymmetrical arrangement of the floating self-charging electrode In the collector area a maximum suction effect for positive ions, because most of the positive ions arise in the collector area because this is where the primary and secondary electrons of the main beam impinge. The asymmetry of the electrode prevents slow secondary electrons as well as positive ions in the Collector area because it is refocused or sucked back into the interaction area of the tube will. It should be mentioned that in both embodiments only a single asymmetrical Electrode is shown, however, any number of electrodes as well as electrode arrangements can be used can be used as long as there is an effectively asymmetrical relationship with the beam axis is retained.

Mit den üblichen Rauschmeßtechniken war es nicht möglich, irgendwelche Frequenz- oder Amplitudenabweichungen im Hauptsignal oder erzeugten Signal zu messen, wenn eine seJbstvorspannende schwimmende lonensaugelektrode gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde. Das zeigt natürlich nur, daß die derzeitigen Kristalldetektor-Meßeinrichtungen unzulänglich sind. Es ist jedoch in dem Sinne bedeutsam, daß die selbstladende ElektrodeWith the usual noise measurement techniques it was not possible to detect any frequency or amplitude deviations Measure in the main signal or generated signal when a self-biasing floating ion suction electrode according to the present invention Invention was used. This, of course, only shows that the current crystal detector gauges are inadequate. However, it is important in the sense that the self-charging electrode

^ao nach der Erfindung in technisch-praktischem Sinne Ionenschwingungen und Frequenz- und Amplitudenabweichungen durch Ionenrauschen in üblichen Röhren vollständig beseitigt hat.
Durch die Erfindung wird nicht ausgeschlossen, ^ao according to the invention, in a technical-practical sense, has completely eliminated ion oscillations and frequency and amplitude deviations due to ion noise in conventional tubes.
The invention does not exclude

^a5 die selbstvorgespannte asymmetrisch angeordnete Elektrode außerhalb des Kollektorbereiches von Hoch f requenz-Elektronenentl adungsein richtungen wie Klystrons, Wanderfeldröhren usw. anzuordnen. Es ist jedoch zu berücksichtigen, daß die maximale ^a 5 to arrange the self-biased, asymmetrically arranged electrode outside the collector area of high frequency electron discharge devices such as klystrons, traveling wave tubes, etc. However, it must be taken into account that the maximum

Sekundäremission und das maximale Ionenrauschen im Kollektorbereich vorhanden ist oder erzeugt wird. Eine asymmetrische Anordnung der lonensaugelektrode nach der Erfindung in den Wechselwirkungshohlräumen würde selbstverständlich eine Störung des Elektronenstrahls im Wechselwirkungsbereich bewirken, die unerwünscht sein kann. Eine Anordnung der asymmetrischen selbstladenden Elektrode nach der Erfindung in den Kathoden- oder Driftröhren-Bereichen kann leicht genug durchgeführt werden und liegt im Bereich der Erfindung. In Fig. 4a sind grafisch SekundäremissionsverhältnissR ο für >^!vei hypothetische Werkstoffe als Kurven A und B in Abhängigkeit von der Auftreffspannung V₁, dargestellt, und in Fig. 4b ist grafischSecondary emission and the maximum ion noise in the collector area is present or is generated. An asymmetrical arrangement of the ion suction electrode according to the invention in the interaction cavities would of course cause a disturbance of the electron beam in the interaction area, which can be undesirable. An arrangement of the asymmetrical self-charging electrode according to the invention in the cathode or drift tube regions can be carried out easily enough and is within the scope of the invention. In Fig. 4a, secondary emission ratios R ο for> ^! vei hypothetical materials are shown as curves A and B as a function of the impact voltage V ₁ , and in Fig. 4b is graphical

die Anzahl von Sekundärelektronen N, die von irgendeiner hypothetischen Oberfläche emittiert werden, in Abhängigkeit von der Energie der Sekundärelektronen in Volt, ausgedrückt als Prozentsatz der Aufprallenergie der Primärelektronen, die die Ober-the number of secondary electrons N emitted from any hypothetical surface as a function of the energy of the secondary electrons in volts, expressed as a percentage of the impact energy of the primary electrons that make up the upper

fläche bei einer bestimmten Aufprallspannung bombardieren, dargestellt. Mit anderen Worten. Fig. 4b zeigt, daß, wenn Primärelektronen einci bestimmten Energie auf irgendeine Oberfläche aufprallen, die sich ergebenden Sekundärelektronen, die von derbombard the surface at a certain impact voltage, shown. In other words. Figure 4b shows that when primary electrons strike any surface with a certain energy, the resulting secondary electrons from the

Oberfläche emittiert werden, entsprechend Fig. 4b verteilt sind, und weiter zeigt das Experiment, daß etwa 90⁰H der Sekundärelektronen weniger als 20 Volt Energie haben, wenn die Hümär-Aufprallenergie größer ist als beispielsweise 50 Volt.Surface are emitted, are distributed according to Fig. 4b, and further the experiment shows that about 90 ⁰ H of the secondary electrons have less than 20 volts of energy when the Hümär impact energy is greater than 50 volts, for example.

Die Kennlinie A m Fig. 4a soll für einen Werkstoff gelten, der ein π kleiner als 1 im gesamten Bereich V„ hat, und ein solcher Werkstoff wird bei Verwendung als lonensaugelektrode gemäß der Erfindung eine negative Ladung aufbauen, wenn er gegenThe characteristic curve A m FIG. 4a is intended to apply to a material which has a π less than 1 in the entire range V ", and when used as an ion suction electrode according to the invention, such a material will build up a negative charge when it is against

Erde isoliert ist, d. h. in der Mehrzahl der Fülle gegen Körper- oder Kollektorpotential der Mikrowellenröhre. Das genaue Potential, auf das sich die Elektrode negativ auflädt, ist außerordentlich korn-Earth is isolated, d. H. in the majority of the abundance against the body or collector potential of the microwave tube. The exact potential to which the electrode is negatively charged is extraordinarily granular

pliziert zu ermitteln, es hängt unter anderem von dem Werkstoff ab, aus dem die Auffangrläche besteht, dem Oberflächenzustand des Werkstoffs, der Güte des Isolierstoffs, der Auftreffspannung, der Primärstrahlspannung, der Anzahl der angezogenen Ionen, dem Energiespektrum der Ionen, dem Abstand der Elektrodenoberfläche von den in der Nähe befindlichen Wandflächen des Kollektors usw. Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung einer Titanspitze gemäß Fig. 2 und Sekundärelektronen zur Bombardierung negative Spannungen > 20 Volt auf der Elektrode erreicht werden können, was mehr als ausreichend ist, um das Ionenrauschen in einem solchen Maße herabzusetzen, daß mit üblichen Mitteln eine Feststellung von positiven Ionen im Wechselwirkungsbereich der Röhre nicht möglich war.difficult to determine, it depends, among other things, on the material the collecting surface is made of, the surface condition of the material, the quality of the insulating material, the impact voltage, the Primary beam voltage, the number of attracted ions, the energy spectrum of the ions, the distance the electrode surface from the nearby wall surfaces of the collector, etc. Es it was found that when using a titanium tip according to FIG. 2 and secondary electrons for Bombardment negative voltages> 20 volts can be achieved on the electrode, which is more than is sufficient to reduce the ion noise to such an extent that by conventional means a determination of positive ions in the interaction area of the tube was not possible.

Wenn Primärstrahlelektronen dazu verwendet werden, die erfindungsgemäße selbstvorgespannte Elektrode zu bombardieren, die eine wirksame Energie größer als Niveau C in F i g. 4 a haben, erreicht ein Werkstoff mit der hypothetischen o-Kennlinie A tatsächlich irgendeinen negativen Wert, der eine komplexe Funktion der angegebenen Parameter ist, während eine Elektrode aus einem Werkstoff mit einer o-Kennlinie ähnlich B sich auf einer negativen Spannung in der Nähe des Kreuzungspunktes D stabilisiert, wo die Kennlinie größer als 1 wird. Das genau angetroffene Potential hängt natürlich von der Anzahl der positiven Ionen ab, die aufgenommen werden, und weicht entsprechend vom Kreuzungspunkt D ab. When primary beam electrons are used to bombard the self-biased electrode of the present invention which have an effective energy greater than level C in FIG. 4 a, a material with the hypothetical o-curve A actually reaches some negative value, which is a complex function of the specified parameters, while an electrode made of a material with an o-curve similar to B is at a negative voltage in the vicinity of the Crossing point D stabilized, where the characteristic curve is greater than 1. The exact potential encountered depends, of course, on the number of positive ions that are absorbed and deviates accordingly from the point of intersection D.

Wenn Sekundärelektronen dazu verwendet werden, die selbstvorgespannte Ionensaugelektrodenoberfläche zu bombardieren, und das Material eine σ-Kennlinie A oder B hat, ergibt sich im Falle von B eine negative Spannung der Elektrode kleiner als Kreuzungspunkt E. Wieder hängt die genaue Stabilisierungssspannung von der Anzahl der aufgenommenen positiven Ionen ab ebenso wie von deren Energie und den übrigen erwähnten Parametern.
Wenn eine Kombination von primären Strahlelektronen und Sekundärelektronen verwendet wird, die selbstladende Elektrode zu bombardieren, hängt die sich ergebende negative Ladung auf der Elektrode von dem effektiven Energieniveau der auftreffenden Elektronen ab und stabilisiert sich im Falle eines Werkstoffs gemäß Kennlinie B entweder im Bereich des Kreuzungspunktes D oder unterhalb des Kreuzungspunktes E, während bei einem Werkstoff gemäß Kennlinie/4 der Wert von der effektiven Energie abhängt.If secondary electrons are used to bombard the self-biased ion suction electrode surface, and the material has a σ-characteristic A or B , the result in the case of B is a negative voltage of the electrode less than crossing point E. Again, the exact stabilization voltage depends on the number of recorded electrodes positive ions as well as their energy and the other parameters mentioned.
If a combination of primary beam electrons and secondary electrons is used to bombard the self-charging electrode, the resulting negative charge on the electrode depends on the effective energy level of the impinging electrons and, in the case of a material according to characteristic curve B, stabilizes either in the area of the intersection point D. or below the intersection point E, while for a material according to characteristic curve / 4 the value depends on the effective energy.

Die benachbarten Kollektorwandteile liegen im allgemeinen auf Erdpotential, und deshalb wird eine positive Ladung irgendeiner merkbaren Größe von der schwimmenden Elektrode nicht erreicht, selbst wenn ein Werkstoff gemäß Kennlinie B erreicht wird und die Aufprallenergie sich in der Größe von F befindet, weil die überschüssigen Sekundärelektronen zur Elektrode zurückkehren, weil diese positiv gegenüber den in der Nähe befindlichen Kollektorwandteilen istThe adjacent collector wall parts are generally at ground potential, and therefore a positive charge of any appreciable size is not achieved by the floating electrode, even if a material according to characteristic B is reached and the impact energy is of the size of F , because the excess secondary electrons to Return electrode because it is positive with respect to the nearby collector wall parts

Es wurde zwar festgestellt, daß Titan der geeignete Werkstoff für den Aufprallteil einer sich selbstladenden Ionensaugelektrode ist, weil Titan gleichzeitig als Gettermaterial arbeitet; erfindungsgemäß wird jedoch auch jedes andere geeignete Material in Betracht gezogen, das asymmetrisch zur Strahlachse auf einem Isolierstoff angeordnet ist und das ein effektives Sekundäremissionsverhältnis kleiner als 1 bei der Energie der aufprallenden Elektronen hat, so daß sich eine negative Vorspannung der Elektrode ergibtIt has been found that titanium is the appropriate material for the impact part of a self-loading Ion suction electrode is because titanium also works as a getter material; according to the invention however, any other suitable material that is asymmetrical to the beam axis is also contemplated is arranged on an insulating material and that has an effective secondary emission ratio of less than 1 at the energy of the impacting electrons, so that there is a negative bias of the electrode results

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. High frequency electron discharge device with an axial electron beam and one arranged asymmetrically to this in the vacuum vessel Electrode that is in operation by a self-charging mechanism due to a secondary emission ratio this electrode less than 1 accepts a negative charge, characterized in that the electrode at least partly consists of a material that, with a given energy, of the impacting Electrons has said secondary emission ratio.

2. Device according to claim 1, characterized in that the electrode consists of an insulating piece and a conductive part is made of titanium.

3. Device according to claim 2, characterized in that the electrode is an alumina block with a titanium pad on one surface.

4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the electrode in the collector area is arranged.

5. Device according to claim 4, characterized in that the electrode is arranged is that it is bombarded mainly with secondary electrons.

6. Device according to claim 4, characterized in that the electrode is arranged is that it is bombarded mainly with primary electrons from the electron beam.

7. Device according to claim 4, characterized in that the electrode is arranged is that it is bombarded with secondary electrons and primary electrons from the electron beam will.