[发明专利]一种回旋管热丝及其制作方法

说明书

本发明公开了一种回旋管热丝及其制作方法，该回旋管热丝为单丝双螺旋结构，回旋管热丝的顶部为锥形双螺旋结构，中部为柱形双螺旋结构，底部为回旋管热丝的两个引线脚，柱形双螺旋结构的上端与锥形双螺旋结构连接，下端与两个引线脚连接；该回旋管热丝的制作方法顺次包括：清除热丝材料上的油污、热丝结构绕制、高温烧结定型、热丝喷涂绝缘材料、涂覆绝缘层的烧结和热丝引线脚修整及电阻检测步骤，通过回旋管热丝的制作方法所制作的回旋管热丝可提高电子发射源的加热效率，热丝涂覆绝缘层亦可保证热丝在高温工作状态下的可靠性，保障了回旋管器件的可靠性能指标，回旋管热丝的制作方法工艺重复性和一致性高，进而制作效率高。

技术领域

本发明涉及回旋管的制造，具体地涉及一种回旋管热丝及其制作方法。

背景技术

太赫兹科学与技术是一门跨学科的新兴交叉科学，衔接了宏观的经典电磁波理论与微观量子理论，太赫兹波具有独特的瞬态性、高穿透性、宽带性、相干性和低能性等特性，在超高速空间通讯、超高分辨率武器制导、医学成像、安全检查、物质与太赫兹光谱特征分析、材料检测等领域具有广泛的应用前景。

自2000年以来,太赫兹真空电子学有了很快的发展并取得了重要的成果，可以工作在太赫兹频段的真空电子学的大功率太赫兹源主要有回旋管、SmithPurcell效应器件、返波管等。这些器件中，回旋管是快波器件，高频结构的尺寸与其它器件相比有很大优势，在220GHz以上乃至THz频段，可以实现瓦级到千瓦量级，甚至更高功率的信号输出。

由于大气或波导中，太赫兹波信号的衰减较大，研制更大功率的太赫兹信号源成为推动太赫兹技术发展的关键。在所有太赫兹信号源中，回旋管和自由电子激光可以产生百瓦甚至千瓦级别的输出功率，但是自由电子激光不管在体积、重量以及输出功率等方面均没有回旋管有优势，所以太赫兹回旋管有很大的研究和应用价值。

因此，针对回旋管的研制需求，提供一种解决电子发射源加热所需的回旋管热丝及制作方法就显得十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种回旋管热丝及其制作方法，通过回旋管热丝的制作方法所制作的回旋管热丝可提高电子发射源的加热效率，热丝涂覆绝缘层亦可保证热丝在高温工作状态下的可靠性，保障了回旋管器件的可靠性能指标，回旋管热丝的制作方法工艺重复性和一致性高，进而制作效率高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种回旋管热丝，该回旋管热丝为单丝双螺旋结构，所述回旋管热丝的顶部为锥形双螺旋结构，中部为柱形双螺旋结构，底部为所述回旋管热丝的两个引线脚，所述柱形双螺旋结构的上端与所述锥形双螺旋结构连接，下端与两个所述引线脚连接。

优选地，所述引线脚的长度为10-20mm。

优选地，所述锥形双螺旋结构有4-5圈螺旋热丝，所述柱形双螺旋结构有5-6圈螺旋热丝。

优选地，所述锥形双螺旋结构和柱形双螺旋结构的外表面涂覆有绝缘材料。

优选地，所述回旋管热丝的热丝材料为直径在0.15-0.2mm的纯钨丝或钨铼合金丝。

本发明还提供了一种回旋管热丝的制作方法，该制作方法包括以下步骤：

1)清除热丝材料上的油污；

2)将清除油污后的热丝材料在绕制模具的双螺旋沟槽内绕制，并预留两个引线脚；

3)将步骤2)预留的两个引线脚紧贴在模具的圆柱表面上，用钼丝穿过横向设置在绕制模具上的定位孔将两个引线脚绑扎固定；

4)将步骤3)绕制好的热丝材料连同绕制模具一起放置于氢气气氛的高温烧结炉内进行高温定型；

5)将步骤4)定型后的热丝材料从绕制模具中取出，并将除引线脚部分以外的位置喷涂绝缘材料，喷涂厚度为30um-60um；