ELEKTRONMULTIPLIKATORN Vad är en elektronmultiplikator? För att besvara denna fråga börjar vi med en kort utredning över elektronmultiplika- torns användningsområden. Man har ju lyckats att oavbrutet öka känsligheten hos fotocellerna (för enkelhetens skull inskränker vi oss här till fotoceller av vakuum eller ädelgastyp och lämnar alla s. k. fotoelement, spärrsiktsceller o. s. v. åt sidan) men ännu äro de mycket okänsliga. De bästa typerna ge blott 500—1 000 mikroampere per lumen, vilket betyder att om man ställer cellen på en meters håll från ett stearinljus, och öppningen för det infallande ljuset är en kvadrat- centimeter, så man kan i bästa fall få ut 1 volt över ett motstånd på 10 megohm (10 millioner ohm). Försöker man att tillgodogöra sig ljuset från en stjärna, låt oss säga Polstjärnan, så kommer ljus- flödet från den att motsvara en Hefner- lampa på 1—1,5 km avstånd. Strömstyr- kan får mätas i bråkdelar av biljondels ampere och måste förstärkas milliontals gånger, innan den uppnår tillräcklig storlek för att kunna styra en televi- sionssändare. Det möter i och för sig intet hinder att koppla ihop ett tillräckligt stort an- tal radiorör för att uppnå denna för- Fig. 1. Sche- matisk bild av en enkel elektronmul- tiplikator med fotoka- tod. tvåstegs elektronmaul- tiplikator av L-typ. Fig. 4. Den- na elektron- multiplika- tor har se- kundäremis- sionskato- derna utfor- made som nät. 6 steg. 12 TEENIE för ALLA Fig. 2.--ENn. (ER SA För televisionens utveckling har elektronmultiplikatorn spelat en stor roll. Med ett sådant rör kan man erhålla en förstärkning av ett par mili. gånger, i vissa fall ända upp till 50 milj. gånger. J stärkning men tyvärr kan den inte ut- nyttjas, ty skall man börja med den oer- hört låga ingångsspänning som vi nyss talade om, så kommer den att drunkna i rörbruset. Brusnivån är nämligen avse- värt högre än den effekt fotocellen av- ger vid den ovan som exempel tagna ljusstyrkan från Polstjärnan, när t. ex. nämnda stjärna ensam får belysa det ljuskänsliga skiktet. Vi skall kasta en blick på elektronmul- tiplikatorns verkningssätt. Detta byg- ger på ett fysikaliskt fenomen, den 's. k. sekundäremissionseffekten, som är känd sedan mer än 20 år tillbaka. Om en elektron — för att skilja den från senare tillkommande elektroner kalla vi den för primärelektron — träffar en ledare, så kommer den under förutsättning av att dess: hastighet är tillräckligt stor, att slå loss andra elektroner ur ledaren, vil- ka vi för klarhetens skull kalla för se- kundärelektroner. Vissa material besitta stor emissionsförmåga i det de kunna avge ett par, tre sekundärelektroner för varje infallande primärelektron. På detta sätt erhålles en förstärkning av den ursprungliga elektronströmmen och principiellt är det likgiltigt, om elek- tronerna kommer från en glödkatod eller ett ljuskänsligt alkalimetallskikt. Figur 1 visar en i handeln förekom- mande fotocelltyp, som har ett stegs se- kundäremissionsförstärkning. K betyder en fotokatod, S sekundäremissionskatod, d. v: s. den ledarekatod som avger se- kundärelektroner, - A slutligen anger anod. Mellan anoden och katoden ligger en: spänning på hundratals volt, pluspo- len ansluten-till anoden, och från en po- tentiometer uttages spänningen till se- kundäremissionskatoden, som har plus- -potential i förhållande till katoden men är negativ jämfört med anoden. elektronmul- tiplikator av —<Tityp med två >< stegs -förstärk- ning. Fig. 3. En Belyses K, lösgöres ett antal (primär-) elektroner, som naturligtvis vandrar: till en plats med högre potential och på grund av — elektrodernas utformning får det elektriska fältet en sådan form, att huvudparten av elektronerna gå till se- kundäremissionskatoden. Där <lösgör de ett antal sekundärelektroner, som se- dan flyger mot anoden där strömmen flerfaldigats genom elektronernas besök på sekundäremissionskatoden. På nästa figur visar vi en betydligt mera komplicerad typ med tvenne stegs ”elektronmultiplikation”. Beteckningssättet är det samma som i fig. 1. Si och Sa betecknar första och andra sekundäremissionskatoden från fotokatoden räknat. Si och Sa sitta i speciellt utformade elektroder, som ha till uppgift att leda elektronströmmen mot den emitterande ytan. På grund av dessa elektroders form kallas de elektronmultiplikatorer för L-typen. En annan typ är den s. k. T-modellen, som vi ser på fig. 3 där de elektroder, som styr elektronströmmen, utformats som ett stort T, i övrigt är skillnaden mellan denna och L-typen minimal. En helt annan idé har kommit till an- vändning vid konstruktionen av den på fig. 4 visade elektronmultiplikatorn. Här har de enskilda sekundäremissionskato- derna utformats som nät, vilkas maskor försetts med särskilt emitterade mate- rial. Denna typ fordrar stor precision vid tillverkningen men man lär också kun- na uppnå goda resultat. Enligt tyska källor. skall förstärkningen uppgå till bortåt ett par millioner gånger. Det finnes även andra typer av elek- tronmultiplikatorer, som arbetar med magnetisk styrning av elektronströmmen och som ger bortåt 50 000 000 gångers förstärkning och vilka dessutom arbetar med hjälpanoder (se fig. 5). Elektronmultiplikatorerna har spelat en stor roll för televisionens utveckling. De befinner sig -ännw konstruktivt sett i spädbarnsåldern men har redan vi- sat på nya områden för den vetenskap- liga forskningen och öppnat nya möjlig- heter, vilkas räckvidd vi ej ännu: kan överskåda. S Billy. Pig. 5. En typ av elektronmultiplikator som arbetar med hjälp av ett yttre mag- netfält. S1, Sao. 8. v. beteckna de olika sekundäremissionskatoderna, HA, HA2 etc. betyda de hjälpanoder som. finnas i: en elektronmultiplikator: av denna G modell. : HA, HH HA2 HA3 ; HAL HAS =