[发明专利]一种高能量电子枪

摘要

本发明公开了一种高能量电子枪，包括电子发射机构、聚焦机构、偏转机构、差分抽真空维持机构和电极调节机构。由于本发明采用了差分抽真空维持机构，同时配合阳极结构的特点，可以保持控制极所在空间具有较高的真空度。由于阳极小孔和电子束出口的小孔尺寸很小，所以真空腔室和控制极圆管的内部空间两个腔体之间的气体导通率很小，使得差分抽真空可行，从而提高了阴极灯丝的使用寿命，进而延长了整个高能量电子枪的使用寿命。本发明通过改变聚焦机构中空芯线圈电流的大小，进而改变其内部的磁场强度来实现电子束的聚焦，从而调整电子束束斑的大小。本发明通过改变偏转机构中环形线圈电流的大小，从而调整电子束束斑的位置。

主权项

一种高能量电子枪，其特征在于：包括电子发射机构、聚焦机构、偏转机构、差分抽真空维持机构和电极调节机构；所述的电极调节机构和电子发射机构均位于差分抽真空维持机构的内部，电子发射机构的后端依次为聚焦机构和偏转机构，所述的聚焦机构和偏转机构通过线圈隔环(36)连接；所述的电子发射机构、聚焦机构、偏转机构、差分抽真空维持机构和电极调节机构组装成整体，所述的整体通过连接法兰(5)与真空腔室连接；所述电子发射机构包括处于负高压的阴极灯丝(27)、加载电压可调的控制极(26)和处于零电位的阳极(29)；所述阴极灯丝(27)位于控制极(26)的内部，阴极灯丝(27)安装在钨丝电极(24)上，并通过钨丝电极(24)与外部结构连接；阳极(29)位于控制极(26)圆管的后端，控制极(26)小孔和阳极(29)小孔的中心轴线垂直；所述阴极灯丝(27)通电发热后释放出热电子；所述控制极(26)为后端带有一小孔的圆管，其相对电位比阴极灯丝(27)低，起着控制电子束发散程度和改变其与阴极灯丝(27)之间电场分布的作用，控制射出电子的数量；所述阳极(29)为一筒状外壳，处于零电位，其前端中心有一个供电子射入的小孔，阳极(29)和处于负电位的阴极灯丝(27)之间的电位差决定最终射出电子的能量；所述差分抽真空维持机构由调节波纹管(31)、排气法兰(4)、法兰和排气管道(30)组成，排气法兰(4)与排气管道(30)之间通过焊接连接，排气管道(30)与调节波纹管(31)通过焊接连接，排气管道(30)与法兰之间通过焊接连接；所述的差分抽真空维持机构通过法兰与底座法兰(9)连接；所述的阳极(29)将真空腔室内部空间和控制极(26)所在的圆管内部空间隔成两个部分，且阳极(29)小孔尺寸很小，这个构造配合差分抽真空维持机构使得差分抽可行，从而使得真空腔室内导入较高气压时，控制极(26)圆管所在的内部空间仍能维持较高真空；所述聚焦机构由集束线圈罩(3)、集束线圈轴(35)和空芯线圈(34)组成；集束线圈罩(3)和集束线圈轴(35)通过螺栓连接，且空芯线圈(34)装在由集束线圈罩(3)和集束线圈轴(35)组成的内环形间隙内；聚焦机构中空芯线圈(34)产生的磁场方向和电子束运动方向平行；通过改变空芯线圈(34)电流的大小，进而改变其内部的磁场强度来实现电子束的聚焦；所述偏转机构由偏向线圈罩(6)、线圈支架和环形线圈(37)组成；线圈支架通过螺栓与偏向线圈罩(6)连接，环形线圈(37)位于由偏向线圈罩(6)围成的内环形壳子里；偏转机构的环形线圈(37)所产生的磁场方向和电子束运动方向垂直；通过改变环形线圈(37)电流的大小，进而改变其内部的磁场强度来实现电子束的偏转；所述的电极调节机构安装在控制极(26)的前端，且钨丝电极(24)安装在电极调节机构的小孔中，所述的电极调节机构用来调整阴极灯丝(27)和控制极(26)后端小孔之间的同心度；所述的差分抽真空维持机构中的调节波纹管(31)及旋钮用来调节电子发射机构与阳极(29)小孔之间的同心度。