[发明专利]用于产生电子束的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于产生电子束的装置以及涉及一种这种类型的两个装置的配置系统。

背景技术

这种类型的装置是充分已知的并且例如可以构成为皮尔斯-电子枪。通常，两个沿着束的横向方向互相对置的电极用作偏转机构，这两个电极可以实现电子束的静电偏转。在此被证明不利的是，在这样的静电偏转时，最大可达到的偏转角处于大约7°的范围。更大的偏转角是值得期待的，因为相应装置的构造可以由此减小。

此外值得期待的是，电子束的束轮廓可以利用简单的机构来形成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种开头所述类型的装置，该装置能够实现更大的偏转角和/或在该装置中电子束的束轮廓可以利用简单的机构来形成和/或该装置更少维护地工作和/或利用该装置可以产生更长的或者更紧凑的线。

按照本发明，这通过一种开头所述类型的、具有如下所述特征的装置来实现。按照本发明的用于产生电子束的装置包括：热阴极；阴极电极；具有开口的阳极电极，由所述装置产生的电子束能够穿过该开口，其中，在装置运行时，在阴极电极和阳极电极之间施加有用于加速从热阴极射出的电子的电压；偏转机构，该偏转机构能够偏转穿过阳极电极的开口的电子束；其特征在于，所述偏转机构包括至少一个偏转电极，在所述偏转电极上电子束能够被反射和/或所述偏转电极具有相对于电子束的传播方向倾斜的偏转面，并且所述至少一个偏转电极处于与阴极电极相同的电势上。

按照本发明规定，偏转机构包括偏转电极，在该偏转电极上电子束可以被反射和/或该偏转电极具有相对于电子束的传播方向倾斜的偏转面。由于在偏转电极上的反射相当于在平面镜上的反射，所所以偏转角可以非常大、例如在0°至180°之间。

在此可以规定，在偏转电极的偏转面上的法线与在热阴极和在阳极电极中的开口之间的连接线形成在0°至90°之间的角、优选在20°至70°之间的角、尤其在30°至60°之间的角、例如45°的角。在45°的角时得到90°的偏转角。

优选地，偏转电极处于与阴极电极相同的电势上、尤其连接到与阴极电极相同的电压源上。通过连接到相同的电压源上可以确保，偏转电极的电子尽量被完全制动。

此外可以规定，装置包括另外的电极，所述另外的电极相对于偏转电极具有正电势并且能使电子在与偏转电极相互作用之后加速。被制动的电极可以按这种方式朝向附加的电极加速。因此，该附加的电极应该这样定位，使得加速在所希望的偏转角情况下进行。

按照另一方案规定，偏转机构包括两个互相对置的电极，在这两个电极之间施加交变电压，电子束可以通过该交变电压这样偏转，使得电子束的束轮廓可以由此有针对性地形成。交变电压可以具有大于10kHz的、优选在25kHz至75kHz之间的、尤其在40kHz至60kHz之间的频率，例如具有50kHz的频率。

所述两个互相对置的电极可以由于交变电压的频率相对高的原因而使电子束以高的速度在待加工的工件上来回运动。尤其地，交变电压在此可以被有针对性地影响，以便给工件表面的一些区域比其它区域更久地加载电子束。尤其当在工件上应该通过电子束实现通过由电子束传递的热能引起的变化时，电子束在工件上的有效的束轮廓与以高的速度在工件上来回运动的电子束的平均的强度分布相对应。之所以如此，尤其是因为热过程通常比电子束在工件上的运动进行得慢。因此可以借助两个电极和驱控交变电压有针对性地选择或者形成电子束的有效束轮廓。

按照又一方案规定，装置包括加热机构，该加热机构可以对所述至少一个偏转电极加热。这尤其是在如下情况下被证明是有意义的，即，当利用电子束这样加工工件，使得工件被部分地熔化，从而工件发出颗粒蒸气时。这些颗粒蒸气可能凝聚在偏转电极上、尤其在装置的输出侧的偏转电极上。通过加热装置将所述至少一个、尤其输出侧的偏转电极加热，使得工件的沉积在偏转电极上的颗粒又立即蒸发或者说又立即从偏转电极被除去。

在此，加热机构例如可以包括电流源，为了加热，电流源可以使电流流过所述至少一个偏转电极。不过，也可以设置另外的加热机构、例如与所述至少一个偏转电极相邻设置的辐射加热器。

按照再一方案规定，装置包括遮盖机构，该遮盖机构设置成，使得来自待加工的工件的颗粒蒸气不能够到达热阴极、阴极电极、阳极电极或者偏转电极的区域中。