DE1054608B - Photocell with a photocathode of a very small surface - Google Patents

Photocell with a photocathode of a very small surface

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Publication number
DE1054608B
DE1054608B DEF20488A DEF0020488A DE1054608B DE 1054608 B DE1054608 B DE 1054608B DE F20488 A DEF20488 A DE F20488A DE F0020488 A DEF0020488 A DE F0020488A DE 1054608 B DE1054608 B DE 1054608B
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DE
Germany
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photocathode
photocell
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small
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Pending
Application number
DEF20488A
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German (de)
Inventor
Dr Werner Tretner
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Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Original Assignee
Fernseh GmbH
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/04Electron multipliers
    • H01J43/06Electrode arrangements
    • H01J43/08Cathode arrangements

Description

Photozellen mit Sekundärelektronenvervielfachern werden, im allgemeinen mit großen Photokathoden ausgerüstet, um einen möglichst großen Bruchteil des von einer Blende oder einem Objektiv durchgelassenen Lichtstroms aufzunehmen und in einen Elektronenstrom umzuwandeln. Für einen Spezialzweck wurde aber auch eine Photozelle mit Sekundärelektronenvervielfacher angegeben, die eine sehr kleine Kathode besitzt und demzufolge nur einen entsprechend kleinen Dunkelstrom aufweist. Derartige Zellen bieten die Möglichkeit, sehr geringe Lichtströme mit relativ geringem Rauschanteil zu verstärken. Die bekannte Zelle weist jedoch einige Nachteile auf, die zu überwinden Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist.Secondary multiplier photocells are generally used with large photocathodes equipped to capture as large a fraction as possible of that transmitted by a diaphragm or lens Absorbing luminous flux and converting it into a stream of electrons. For a special purpose However, a photocell with a secondary electron multiplier was also specified, which is a very small one Has cathode and therefore only has a correspondingly small dark current. Such cells offer the possibility of amplifying very low luminous fluxes with a relatively low level of noise. The well-known However, the cell has some drawbacks which the present invention aims to overcome.

In der bekannten Röhre ist die durchsichtige Photokathode auf einem transparenten schwenkbaren Träger angeordnet, der bei der Herstellung der Photoschicht von dem Vervielfacherteil weggeklappt ist, so — daß eine relativ großflächige Kathode mit der hierdurch gewährleisteten guten Homogenität hergestellt werden kann. Zum Betrieb der Anordnung wird die Photokathode gegen eine sehr enge Eintrittsblende vor dem Vervielfacher geklappt, so daß der größte Teil der Photoschicht durch die Blende abgedeckt ist und zugleich in Kontakt mit der Blende steht. Eine solche Röhre hat zwar einen geringen Dunkelstrom, sie kann aber wegen des durch den Klappenmechanismus erforderlichen großen Abstandes zwischen Photokathode und Lichteintrittsfenster nur relativ enge Strahlenbündel, wie sie z. B. bei astronomischen Messungen vorkommen, aufnehmen. Auch ist es nicht möglich, die Photokathode näher an eine Lichtquelle heranzubringen, als dem Abstand zwischen Fenster und Eintrittsblende entspricht. Bei einem Diffusstrahler geht daher ein großer Teil der ausgestrahlten Lichtmenge verloren,. Ein weiterer Nachteil besteht noch darin, daß infolge der Lage der Photokathode zum Eingang des. Sekundärelektronenvervielfachers der Sekundärelektronenstrom im wesentlichen auf die Mitte der Dynoden beschränkt bleibt, wodurch sich bei größeren Photoströmen eine Verzerrung des Ausgangssignals durch Raumladungssättigung ergeben kann.In the known tube, the transparent photocathode is on a transparent pivotable support arranged, which is folded away from the multiplier part during the production of the photo layer, so - That a relatively large-area cathode is produced with the good homogeneity guaranteed by this can be. To operate the arrangement, the photocathode is against a very narrow entrance aperture Folded in front of the multiplier so that most of the photo layer is covered by the diaphragm and at the same time is in contact with the aperture. Such a tube has a low dark current, but it can because of the large distance between the photocathode required by the flap mechanism and light entry window only relatively narrow bundles of rays, as z. B. for astronomical measurements occur, record. It is also not possible to get the photocathode closer to a light source than corresponds to the distance between the window and the entrance panel. With a diffuse heater therefore a large part of the amount of light emitted is lost. There is another disadvantage nor that due to the position of the photocathode to the entrance of the secondary electron multiplier the secondary electron current is essentially restricted to the center of the dynodes, which results in larger photocurrents result in a distortion of the output signal due to space charge saturation can.

Die obengenannten Nachteile sind bei der erfindungsgemäß ausgeführten Konstruktion einer Photozelle mit Kleinstkathode vermieden. Erfindungsgemäß befindet sich bei einer Photozelle mit einer Photokathode sehr geringer Oberfläche, die dadurch entsteht, daß der größte Teil einer großflächigen Photokathode bis auf eine kleine, geometrisch genau bestimmte Fläche im Innern der Röhre so abgedeckt ist, daß nur Elektronen von der frei gelassenen Fläche zur Auffangelektrode gelangen können, die Photokathode auf dem Lichteintrittsfenster der Photozelle, und die Photozelle mit einer Photokathode sehr geringer Oberfläche The above-mentioned disadvantages are avoided in the construction of a photocell with a miniature cathode carried out according to the invention. According to the invention, a photocell with a photocathode has a very small surface area, which is created by the fact that most of a large-area photocathode, apart from a small, geometrically precisely defined area inside the tube, is covered in such a way that only electrons from the exposed area are covered The collecting electrode, the photocathode on the light entry window of the photocell, and the photocell with a photocathode with a very small surface area

Anmelder: Fernseh G. m. b. H., Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6Applicant: Television G. m. B. H., Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Dr. Werner Tretner, Darmstadt,
ist als Erfinder genannt worden
Dr. Werner Tretner, Darmstadt,
has been named as the inventor

Abdeckung derselben erfolgt durch eine Aufdampfschicht. The same is covered by a vapor deposition layer.

Vorteilhaft kann zum Nachdampfen des die Photokathode abdeckenden Metalls die Verdampfungsquelle für das Grundmetall der Photokathode benutzt werden. Die nachgedampfte Schicht wird in solcher Dicke aufgebracht, daß der nicht abgeschirmte Teil der Photokathode praktisch keinen Photoeffekt mehr zeigt oder undurchlässig wird.The evaporation source can advantageously be used for re-evaporation of the metal covering the photocathode can be used for the base metal of the photocathode. The vaporized layer will be in such thickness applied that the unshielded part of the photocathode shows practically no photo effect or becomes impermeable.

Ein, Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert, von denen
Fig. 1 eine Photozelle im Längsschnitt und
An, embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings, of which
Fig. 1 shows a photocell in longitudinal section and

Fig. 2 die Photokathode in der Aufsicht darstellt. In Fig. 1 ist 1 ein Röhrenkolben-, in dem ein Sekundärverstärker 2 mit einer Eintrittsblende 3, einem Verdampfungsofen 4 und einer Photokathode 5 angebracht ist. Ferner befindet sich in der Röhre eine an einem Drähtchen scharnierartig aufgehängte Scheibe 6, die zur Herstellung der gewünschten Kleinstkathode dient. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird zunächst von dem Verdampfungsofen 4, einem mit Antimonperlen versehenen, mit Hochfrequenz aufgeheizten Ring, eine Schicht von Antimon auf der Photokathodenfläohe niedergeschlagen. Danach wird Caesium in die Röhre eingeleitet und die Photokathode unter Verwendung der üblichen Meßgeräte und Hilfsmittel auf höchste Empfindlichkeit formiert.Fig. 2 shows the photocathode in plan. In Fig. 1, 1 is a tubular piston in which a secondary amplifier 2 with an inlet aperture 3, an evaporation furnace 4 and a photocathode 5 is mounted. Also located in the tube is a disc 6, which is suspended in a hinge-like manner from a wire and which is used to produce the desired micro-cathode. According to the method according to the invention, a layer of antimony is first deposited on the photocathode surface by the evaporation furnace 4, a ring provided with antimony beads and heated with high frequency. Then cesium is introduced into the tube and the photocathode is formed to the highest sensitivity using the usual measuring devices and tools.

Hiernach wird die Scheibe 6 durch Klopfen aus ihrer zurückgewinkelten Stellung 6' vor die Photokathode 5 gebracht. Durch nochmaliges Erhitzen des Verdampfungsofens 4 wird nun wiederum Antimon, auf der Photokathode niedergeschlagen, bis die Kathodenfläche, abgesehen von dem abgedeckten Teil, praktisch lichtundurchlässiig geworden ist. Nach dem Abschmelzen wird die Abdeckscheibe 6 wieder in die Ausgangsstellung zurückgeklappt, womit die Photozelle mit Kleinstkathode zur Verwendung fertig ist. DieThe disk 6 is then brought out of its angled back position 6 'in front of the photocathode 5 by knocking. By heating the evaporation furnace 4 again, antimony is again deposited on the photocathode until the cathode surface, apart from the covered part, has become practically opaque. After melting, the cover 6 is folded back into the starting position, so that the photocell with the smallest cathode is ready for use. the

' > 809 789/415'> 809 789/415

Claims (3)

Phatokathode hat dann ein Aussehen der Fig. 2. Es befindet sich in der Mitte der Photozellenfläche ein ausgesparter Bereich von z. B. 3 mm Durchmesser, welcher noch photoempfindlich ist. Die so hergestellte Photozelle besitzt einen sehr kleinen Dunkelstrom, der besonders zur Messung der radioaktiven Strahlung sehr kleiner Proben geeignet ist. Zum Beispiel kann mit einer rastermäßig über eine Oberfläche bewegten Photozelle eine mit radioaktiven Spuren verseuchte Fläche abgetastet und der Ort der Spuren ermittelt werden. Patentansprüche:Phatocathode then has the appearance of FIG. 2. There is a recessed area of z. B. 3 mm diameter, which is still photosensitive. The photocell produced in this way has a very small dark current, which is particularly suitable for measuring the radioactive radiation of very small samples. For example, with a photocell moved in a grid over a surface, an area contaminated with radioactive traces can be scanned and the location of the traces determined. Patent claims: 1. Photozelle mit einer Photokathode sehr geringer Oberfläche, die dadurch entsteht, daß der größte Teil einer großflächigen Photokathode bis auf eine kleine, geometrisch genau bestimmte Fläche im Innern der Röhre so abgedeckt ist, daß nur Elektronen· von der frei gelassenen Fläche zur Auffangelektrode gelangen können, dadurch ge-1. Photocell with a photocathode very small surface, which results from the fact that the Largest part of a large-area photocathode except for a small, geometrically precisely defined Surface inside the tube is covered so that only electrons · from the exposed surface to the Collecting electrode, thereby kennzeichnet, daß die Photokathode sich auf dem Lichteintrittsfenster der Photozelle befindet und daß die Abdeckung durch eine Aufdampfschicht erfolgt.indicates that the photocathode is located on the light entry window of the photocell and that the cover is made by a vapor deposition layer. 2. Verfahren zur Herstellung einer Photozelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Fertigstellung der großflächigen Kathode ein den für die eigentliche Kathode vorgesehenen Bereich zudeckender Schirm vor die Photokathode ίο geklappt und danach der übrige Teil der Photokathode mit einem wenig photoempfmdlichen Material, z. B. dem Grundmetall der Photoschicht, überdampft wird, worauf der Schirm wieder entfernt wird.2. A method for producing a photocell according to claim 1, characterized in that after the completion of the large-area cathode a screen covering the intended area for the actual cathode folded in front of the photocathode ίο and then the remaining part of the photocathode with a little photo-sensitive material, for . B. the base metal of the photo layer, is evaporated, whereupon the screen is removed again. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgedampfte Schicht praktisch lichtundurchlässig ist.3. The method according to claim 2, characterized in that the post-evaporated layer is practically is opaque. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 926 804;
USA.-Patentschrift Nr. 2 555 423.
Considered publications:
German Patent No. 926 804;
U.S. Patent No. 2,555,423.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings & 809 7297415 3.5»& 809 7297415 3.5 »
DEF20488A 1956-06-09 1956-06-09 Photocell with a photocathode of a very small surface Pending DE1054608B (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2555423A (en) * 1947-04-16 1951-06-05 Sheldon Edward Emanuel Image intensifying tube
DE926804C (en) * 1952-11-12 1955-04-25 Foerderung Forschung Gmbh Photocell with secondary electron multiplier

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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DE926804C (en) * 1952-11-12 1955-04-25 Foerderung Forschung Gmbh Photocell with secondary electron multiplier

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