DE878427C - Einrichtung zur Umwandlung eines lichtoptischen Bildes in ein elektronenoptisches Bild mit einer Photokathode, auf die das umzuwandelnde Lichtbild geworfen wird - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Umwandlung eines lichtoptischen Bildes in ein elektronenoptisches Bild mit einer Photokathode, auf die das umzuwandelnde Lichtbild geworfen wird Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur bildmäßigen, praktisch trägheitslosen Wiedergabe ruhender oder bewegter Gegenstände, bei der von dem wiederzugebenden Gegenstand ein lichtoptisches Bild auf eine elektronenemittierende Fläche, die entsprechend der bildmäßigen Helligkeitsverteilung verschieden stark emittiert, geworfen und von dieser Fläche ein elektronenoptisches Bild erzeugt wird.
• Nach der Erfindung wird das lichtoptische Bild auf eine Photokathode geworfen, welche gleichzeitig gleichmäßig mit Elektronen bestrahlt wird. Die Einrichtung enthält geeignete Elektronenrichtstrahler zur gleichmäßigen Beschießung der Kathode mit Primärelektronen. Diese Strahler sind zweckmäßig rotationssymmetrisch zur Achse der Umwandlungseinrichtung angeordnet. Durch entsprechende Präparierung der Kathodenoberfläche ist dafür gesorgt, daß die zur elektronenoptischen Abbildung benutzte Sekundäremission bzw. Elektronenreflexion von dem auffallenden Licht gesteuert wird. Das elektronenoptische Bild kann unter Umständen auch negativ sein, wenn z. B. die Sekundäremission bzw. Elektronenreflexion an dunklen Stellen der Kathode größer ist als an hellen.
• Ein geeigneter Effekt, bei dem die Sekundäremission durch Licht gesteuert wird, ist bekanntlich an Oberflächen von K, Cs, Al und Pt festgestellt worden. Nach dem heutigen Stande der Forschung wird angenommen, daß dabei-,die Oberflächen eine Gashaut tragen müssen, die Elektronen abfängt, also aus negativen Ionen besteht, und durch eine Raumladungswirkung die Emission herabsetzt. Die Wirkung des Lichtes soll nun- darin bestehen, daß es, die Elektronen von den Gasmolekülen bzw. -atomen abtrennt und damit die die Sekundäremission verhindernde Raumladungsschicht .zerstört. Dieser Mechanismus erklärt und verbürgt die hohe Trägheitslosigkeit des Effektes. Er erreicht bekanntlich die Größenordnung der Sekundäremission im Dunkeln.
• Eine andere Möglichkeit, die Sekundäremission durch Licht zu beeinflussen; besteht in der Benutzung geeigneter phototroper Kathodenoberflächen, bei denen also z. B. die (Kathode mit einer gleichmäßigen Schicht eines festen Stoffes, wie Triphenylfülgid, bedeckt ist, der infolge Obsorption des auffallenden Lichtes eine chemische Umwandlung erfährt, die bis zu einem von der Intensität des absorbierten Lichtes abhängenden Gleichgewichtszustand verläuft und im Dunkeln zurückgeht. Man erhält dann auf der Kathodenoberfläche ein infolge Verfärbung derselben sichtbares Bild, welches mit Hilfe der Sekundäremission in ein entsprechendes elektronenoptisches Bild umgewandelt werden kann..
• Eine Möglichkeit, die Elektronenreflexion zu steuern, besteht in folgendem: Man überzieht die Kathodenoberfläche mit einer gleichmäßigen dünnen Schicht eines Stoffes von geeignetem Dunkelwiderstand, die den inneren lichtelektrischen Effekt aufweist. Infolge des darauf geworfenen lichtoptischen Bildes entsteht eine,:entsprechende Leitfähigkeitsverteilung: Betrahlt man nun diese Schicht gleichmäßig mit Elektronen, die beim Auftreffen so langsam sind, daß sie selber im Vergleich zum Licht keine merkliche Leitfähigkeit erzeugen; so bewirkt der absorbierte Anteil der auffallenden Elektronen; indem er durch die Halbleiterschicht zur eigentlichen Kathode fließt; infolge des Querwiderstandes eine dem Ohmschen Spannungsabfall bzw. der negativen Oberflächenladung entsprechende Senkung des Potentials der äußerenSchichtoberfläche. Eine dunkle Stelle wird also ein negativeres Potential haben als eine helle. Man kann die Schicht außerdem mit solchen Elektronen bestrahlen, die von dem elektrischen Feld vor der Kathode derart abgebremst werden, daß sie zwar die hellen Stellen der Oberfläche erreichen können, aber nicht die dunklen. Es ist dann dafür zu sorgen, daß die auf die hellen Stellen gelangenden Elektronen nach Möglichkeit absorbiert werden. Die verschiedene Elektronenreflexion an hellen und dunklen Stellen liefert dann ein negatives elektronenoptisches Bild'. Wegen der stets vorhandenen Geschwindigkeitsverteilung der Elektronen ist es unter Umständen nicht nötig; mit zwei verschiedenen Elektronengeschwindigkeiten zu arbeiten.
• In analoger Weise kann man den Sperrschichtphotoeffekt ausnutzen, wobei man allerdings unter Umständen durch eine geeignete Rasterung dafür sorgen muß, daß die infolge der unterschiedlichen Belichtung verschiedenen elektromotorischenKräfte der einzelnen Flächenelemente auch wirklich eine entsprechende Potentialsenkung oder -hebung der äußeren Oberflächenelemente bewirken.
• Die spektrale Empfindlichkeitsverteilung des Prozesses, -den wir auf der Kathodenoberfläche zur Urinwandlung des lichtoptischen in ein elektronenoptisches Bild benutzen, stimmt in den wenigsten Fällen gerade mit der spektralen Empfindlichkeitsverteilung des menschlichen Auges überein. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, bei geeigneter Wahl des Kathodenmaterials mit Hilfe der beschriebenen Einrichtungen unsichtbare Lichtstrahlen aussendende oder reflektierende '.Körper auf einem Leuchtschirm zu sehen. Bei Steuerung der Elektronenreflexion durch den inneren Photoeffekt kann z. B. das im Ultraroten sehr empfindliche Thallofid verwendet werden.
• Ersetzt man den durchscheinenden Leuchtschirm durch einen solchen, der z. B. auf eine ebene Blende aus Metall aufgebracht ist, die in der Mitte ein kleines Loch trägt, hinter dem sich eingut isolierter Auffänger befindet, so kommt man zu einer Einrichtung, die man z. B. zur Steuerung von Fernsehübertragungen benutzen kann. Auch bei solchen Einrichtungen kann die Erfindung zur Anwendung gebracht werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Umwandlung eines lichtoptischen Bildes in ein elektronenoptisches Bild mit einer Photokathode, auf die das umzuwandelnde Lichtbild geworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Photokathode über ihren Querschnitt gleichmäßig mit Elektronen aus einer besonderen Elektronenquelle bestrahlt und ihre Sekundäremission oder Elektronenreflexion durch das auffallende Licht gesteuert wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Photokathode den äußeren lichtelektrischen Effekt aufweist und .daß die lichtelektrischen Primärelektronen gemeinsam mit den sekundären oder reflektierten Elektronen zur Abbildung der Kathode beitragen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photokathode beispielsweise aus K, Cs, Al oder Pt besteht und mit einem auf der ganzen Oberfläche homogenen Elektronenbündel derart bestrahlt wird, daß dessen 'Sekundäremission durch das auffallende Lichtbild gesteuert wird. q..
4. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photokathode mit einer phototropen Oberfläche, beispielsweise mit Triphenylfulgid, in gleichmäßiger Bedeckung versehen ist und mit einem auf der ganzen Oberfläche homogenen Elektronenbündel derart bestrahlt wird, daß dessen Sekundäremission durch das auffallende Lichtbild gesteuert wird. s.
5. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode mit einer gleichmäßig dünnen Schicht eines Stoffes voir geeignetem Dunkelwiderstand, der den inneren lichtelektrischen Effekt aufweist, überzogen ist und mit einem auf der ganzen Oberfläche in seinem Querschnitt homogenen, aber in seiner Geschwindigkeit inhomogenen Bündel langsamer Elektronen derart bestrahlt wird, daß deren Reflexion durch das auffallende Lichtbild gesteuert wird.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Umständen gerasterte Kathodenoberfläche aus einem den Sperrschichtphotoeffekt aufweisenden Stoff besteht und mit einem auf der ganzen Oberfläche homogenen Bündel langsamer Elektronen derart bestrahlt wird, daß deren Reflexion durch das auffallende Lichtbild gesteuert wird.