CN108780726A - 具有结构支撑的平面发射器的x射线管 - Google Patents

Abstract

一种阴极头(15)可包括：绝缘块体(226)，所述绝缘块体(226)位于基部(216)上；电子发射器(222)，所述电子发射器(222)具有由多个细长横档(235)形成的平面发射器表面(234)，所述多个细长横档(235)从第一发射器端部(233a)到第二发射器端部(233b)通过多个转弯部(236)连接在一起以便形成蛇形发射器图案(230)；多个细长支腿(240)，所述多个细长支腿(240)相对于所述平面发射器表面(234)以一定角度从所述多个转弯部(236)延伸，所述支腿(240)中的每一个与所述绝缘块体(226)联接；所述第一发射器端部(233a)处的细长第一引线支腿(231a)以及所述第二发射器端部(233b)处的细长第二引线支腿(231b)；第一电引线(227a)和第二电引线(227b)，所述第一电引线(227a)和所述第二电引线(227b)从所述基部(216)延伸；以及第一电联接器(224a)和第二电联接器(224b)，所述第一电联接器(224a)将所述第一电引线(227a)联接到所述第一引线支腿(231a)，所述第二电联接器(224b)将所述第二电引线(227b)联接到所述第二引线支腿(231b)。

Description

具有结构支撑的平面发射器的X射线管

交叉引用

本申请要求2016年3月18日提交的美国申请号15/074,834的优先权，所述申请以具体引用方式并入本文。

背景技术

X射线管用于多种工业和医学应用中。例如，X射线管用于医学诊断检查、治疗放射学、半导体制造和材料分析。无论所述应用如何，大多数X射线管均以类似的方式操作。在X射线管中，通过向阴极施加电流以致使通过热离子发射从阴极发射电子来产生X射线，所述X射线是高频率电磁辐射。电子朝向阳极加速，随后撞击在阳极上。阴极与阳极之间的距离总体上称为A-C间距或投射距离。当电子撞击在阳极上时，电子可与阳极碰撞以产生X射线。阳极上电子在其中发生碰撞的区域总体上称为焦斑。

X射线可通过可在电子与阳极的碰撞期间发生的至少两种机制来产生。第一X射线产生机制称为X射线荧光或特性X射线生成。当与阳极材料碰撞的电子具有足够的能量来将阳极的轨道电子敲出内电子壳层时，出现X射线荧光。阳极的外电子壳层中的其他电子填充内电子壳层中留下的空位。因为阳极的电子从外电子壳层移动到内电子壳层，所以产生特定频率的X射线。第二X射线产生机制称为轫致辐射。在轫致辐射中，从阴极发射的电子在由阳极的核偏转时减速。减速的电子损失动能，从而产生X射线。在轫致辐射中产生的X射线具有一定频谱。通过轫致辐射或X射线荧光产生的X射线随后可离开X射线管，以便用于上述应用中的一种或多种。

在某些应用中，加长X射线管的投射长度可能是有利的。投射长度是从阴极电子发射器到阳极表面的距离。例如，长投射长度可导致阳极材料返回到阴极上的离子回轰和蒸发减弱。虽然具有长投射长度的X射线管在某些应用中可能是有利的，但是长投射长度也可能存在困难。例如，当加长投射长度时，穿过投射长度朝向阳极加速的电子的层流性趋向于变差，从而在阳极上产生不可接受的焦斑。适当地将电子束朝向阳极靶聚焦和/或定位的能力也受到影响，从而同样产生不太令人期望的焦斑—就大小、形状和/或位置而言。当焦斑不可接受时，可能难以产生有用的X射线图像。

本文要求保护的主题不限于解决任何缺点或只在如上所述那些的环境中操作的实施方案。相反，此背景只是提供用于阐明其中可实践本文描述的一些实施方案的一种示例性技术领域。

发明内容

所公开实施方案通过利用改进的电子发射特性和/或借由提供对阳极靶上的焦点大小和位置的改进控制改进X射线图像质量来解决这些和其他问题。这有助于增大空间分辨率或减少所产生图像中的伪影。

在一个实施方案中，电子发射器可包括：发射器主体，所述发射器主体具有由多个细长横档形成的平面发射器表面，所述多个细长横档从第一发射器端部到第二发射器端部通过多个转弯部连接在一起，其中每个转弯部连接两个对应横档的相邻端部以便形成蛇形发射器图案；以及多个细长支腿，所述多个细长支腿从所述多个转弯部延伸。

在一个实施方案中，电子发射器组件可包括：绝缘构件；以及电子发射器，所述电子发射器具有发射器主体，所述发射器主体具有由多个细长横档形成的平面发射器表面，所述多个细长横档从第一发射器端部到第二发射器端部通过多个转弯部连接在一起以便形成蛇形发射器图案；并且所述电子发射器具有多个细长支腿，所述多个细长支腿相对于所述平面发射器表面以一定角度从所述多个转弯部延伸，所述支腿中的每一个与所述绝缘构件联接。在一个实施方案中，阴极头可包括：基部；以及电子发射器组件，所述电子发射器组件与所述基部联接。所述电子发射器组件可包括：绝缘构件，所述绝缘构件位于所述基部上；以及电子发射器，所述电子发射器具有发射器主体，所述发射器主体具有由多个细长横档形成的平面发射器表面，所述多个细长横档从第一发射器端部到第二发射器端部通过多个转弯部连接在一起以便形成蛇形发射器图案；并且所述电子发射器具有多个细长支腿，所述多个细长支腿相对于所述平面发射器表面以一定角度从所述多个转弯部延伸，所述支腿中的每一个与所述绝缘构件、所述第一发射器端部处的细长第一引线支腿以及所述第二发射器端部处的细长第二引线支腿联接，其中所述绝缘构件使所述电子发射器与所述基部绝缘。所述阴极头还可包括：第一电引线和第二电引线，所述第一电引线和第二电引线从所述基部延伸；以及第一电联接器和第二电联接器，所述第一电联接器将所述第一电引线联接到所述第一引线支腿，所述第二电联接器将所述第二电引线联接到所述第二引线支腿。

在又一个实施方案中，以平坦发射器的形式提供电子源以用于产生电子。所述发射器具有相对大的发射面积，所述相对大的发射面积具有可被调谐来产生期望电子分布以形成主要地层流的射束的设计特征。发射器表面之上的发射并不是均一的或均匀的；它被调谐来满足给定应用的需要。当射束从阴极向阳极流动时，射束的电子密度使射束在渡越期间显著地散布开。通过更高功率要求产生的增大的射束电流电平加剧了射束在渡越期间的散布。在所公开实施方案中，为了实现所需要的焦斑大小，当射束从阴极渡越到阳极时，它由两个四极聚焦。这也允许从单个发射器产生多个大小；所述大小可想象地也可在检查期间改变。发射器的平坦几何结构的增大的发射器面积允许产生层流地流动的足够的电子以满足功率要求。为了解决使射束在二维中转向以便提供期望的成像增强的要求，使用一对偶极来使射束在期望的时间偏转至期望的位置。针对每个方向提供一个偶极组。

上述概述仅是说明性的，并且不意图以任何形式进行限制。除上文描述的说明性方面、实施方案和特征之外，其他方面、实施方案和特征通过参考附图和以下详细描述将变得显而易见。

附图说明

结合附图，根据以下描述和所附权利要求书，本公开的前述和以下信息以及其他特征将变得更彻底清楚。理解到这些图式仅描绘根据本公开的若干实施方案，并且因此不应被视为限制本公开的范围，将通过使用附图来更具体且更详细地描述本公开。

图1A是其中可实现本文所描述的一个或多个实施方案的示例性X射线管的透视图。

图1B是图1A的X射线管的侧视图。

图1C是图1A的X射线管的剖视图。

图2A是具有阴极护罩的示例性阴极头的透视图。

图2B是不具有阴极护罩的图2A的阴极头的透视图。

图2C是图2A的阴极头的包括具有平面发射表面的稳定电子发射器的内部区域的透视图。

图3A-3B是示出具有位于绝缘块体上的稳定发射器的发射器块体的示例性实施方案的不同透视图。

图4是绝缘块体的实例的透视图。

图5A是具有带状电联接器的发射器块体的实例的顶部透视图。

图5B是绝缘块体的实例的侧面透视图。

图6A是稳定发射器的实例的顶视图。

图6B-6C示出图6A的稳定发射器的稳定器支腿的不同视图。

图6D是将引线支腿附接到电引线的柔性带状电联接器的实例的透视图。

图7示出稳定器支腿的连结件部分的各种示例性实施方案。

图8A-8C是示出稳定器支腿的不同实施方案的侧视图。

图9是示出用于将稳定器附接到绝缘块体的替代装置的剖面侧视图。

图10是示出具有弯折稳定器支腿的稳定发射器的替代实施方案的剖面侧视图。

图11A是阴极头的基部的透视图，所述基部具有接收稳定发射器的支腿的插口、接收稳定发射器的引线支腿的插口、以及接收电引线以使得电引线与引线支腿电联接的导管。

图11B是用来示出图11A的插口和导管的阴极头的基部的顶视图。

具体实施方式

在以下详述中，参照附图，所述附图形成以下详述的一部分。在附图中，类似符号总体上标识类似部件，除非上下文另外指示。在详述、附图和权利要求书中描述的示例性实施方案并不意味着是限制性的。在不脱离本文提出的主题的精神或范围的情况下，可使用其他实施方案并且可做出其他改变。将容易理解的是，如在本文中大体描述的并在附图中展示的本公开的方面可以各种各样的不同构型进行布置、取代、组合、分离以及设计，所有构型都是在本文中明确考虑的。

I.示例性X射线管的总体综述

本发明技术的实施方案涉及具有真空壳体的类型的X射线管，阴极和阳极布置在所述真空壳体中。阴极包括具有平面发射表面的结构稳定的电子发射器，所述电子发射器以电子束的形式发射电子，所述电子束基本上垂直于发射器的平面，并且电子由于阴极与阳极之间的电压差而加速，以便冲击阳极上位于称为焦斑的电子区域中的靶表面。

所公开实施方案示出具有平面电子发射器结构的稳定电子发射器。此外，稳定发射器被设计和构造来针对所发射电子束提供可调谐发射特性，这产生针对给定成像应用修整—并且因此最佳化—焦斑大小、形状和位置的能力。具有平面发射表面的稳定电子发射器的修整产生避免归因于非最佳焦斑的图像质量问题的改进的发射器构型。例如，在所设计的平面电子发射器图案的情况下，增大空间分辨率和减少图像伪影是可能的。图1A-1C中示出具有这些特征中的某些特征—在下文进一步详细论述—的X射线管的一个实例。然而，本文所描述的稳定发射器可在各种X射线管实施方案(诸如具有或不具有射束聚焦和/或转向的那些)中使用。

总体上，本文所描述的示例性实施方案涉及包括具有平面发射表面的稳定电子发射器的阴极组件，所述阴极组件可在基本上任何X射线管、例如像长投射长度X射线管中使用。在本文所公开的示例性实施方案中的至少一些中，可通过采用具有平面发射表面的结构稳定的稳定电子发射器以便抑制平面发射表面的卷曲或其他变形来克服与X射线管的长投射长度相关联的困难。在所公开实施方案中，平面发射表面可由在两个电极之间延伸的连续的且呈切口形状的平面构件形成，所述平面构件具有基本上平坦的发射表面。连续的平坦发射表面可具有在由切口限定的弯折部或弯头处连接在一起的多个区段。当合适的电流经过发射器时，平面发射表面发射电子，所述电子形成电子束，所述电子束在它传播穿过加速区域和漂移区域(例如，在具有或不具有磁性转向或聚焦的情况下)以撞击在阳极的位于焦斑处的靶表面上时是基本上层流的。

图1A-1C是其中可实现本文所描述的稳定电子发射器的一个或多个实施方案的X射线管1的一个实例的视图。具体地，图1A描绘X射线管1的透视图，并且图1B描绘X射线管1的侧视图，而图1C描绘X射线管1的剖视图。图1A-1C中示出的X射线管1表示示例性操作环境，并且不意味着限制本文所描述的实施方案。

通常，X射线在X射线管1内生成，其中一些随后离开X射线管1以在一种或多种应用中使用。X射线管1可包括真空外壳结构2，其可用作X射线管的外结构1。真空外壳结构2可包括阴极壳体4和阳极壳体6。阴极壳体4可固定到阳极壳体6，使得由阴极壳体4限定内部阴极体积3，并且由阳极壳体6限定内部阳极体积5，每个壳体都被接合以便限定真空外壳结构2。

在一些实施方案中，真空外壳结构2设置在外壳体(未示出)内，诸如液体或空气的冷却剂在所述外部壳体内循环，以便从真空外壳结构2的外部表面散热。外部热交换器(未示出)操作性地连接，以便从冷却剂中移除热量并使冷却剂在外壳体内再循环。

图1A-1C中描绘的X射线管1包括定位在阳极壳体6与阴极壳体4之间以便进一步限定真空外壳结构2的护罩部件(有时称为电子护罩、孔口或电子收集器)7。阴极壳体4和阳极壳体6可各自焊接、钎焊或以其他方式机械地联接到具有电子路径52的护罩部件7。虽然可使用其他构型，但是2011年12月16日提交的标题为“X-ray Tube Aperture HavingExpansion Joints”的美国专利申请序列号13/328,861和标题为“Shield Structure AndFocal Spot Control Assembly For X-ray Device”的美国专利号7,289,603中进一步描述了合适的护罩实现方式的实例，所述申请中的每一个的内容出于所有目的以引用方式并入本文。

X射线管1还可包括X射线透射窗口8。在X射线管1中生成的X射线中的一些可通过窗口8离开。窗口8可由铍或另一种合适的X射线透射材料构成。

具体参考图1C，阴极壳体4形成X射线管1的称为阴极组件10的部分。阴极组件10总体上包括与一起形成以12表示的电子束的电子的生成有关的部件。阴极组件10还可包括X射线管1的位于阴极壳体4的端部16与阳极14之间的部件。例如，阴极组件10可包括阴极头15，所述阴极头15具有设置在阴极头15的端部处的通常以22表示的结构稳定的电子发射器。如将进一步所描述，在所公开实施方案中，电子发射器22被构造为具有平面发射表面的结构稳定的电子发射器，所述电子发射器被稳定以抑制平面发射表面的翘曲、卷曲或其他变形。当向电子发射器22施加电流时，电子发射器22被构造来通过热离子发射从平面发射表面发射电子，所述电子一起形成朝向阳极靶28加速的层流电子束12。

阴极组件10可另外包括加速区域26，所述加速区域26由阴极壳体4进一步限定并且邻近电子发射器22。由电子发射器22发射的电子形成电子束12并且进入横穿加速区域26，并且由于合适的电压差而朝向阳极14加速。更具体地，根据图1A-1C中所包括的任意限定的坐标系，电子束12可在z方向上、在穿过加速区域26的方向上背离电子发射器22加速。

阴极组件10可另外包括由阴极壳体4的颈部部分24a限定的漂移区域24的至少一部分。在这个和其他实施方案中，漂移区域24还可与由护罩7提供的孔口50连通，从而允许由电子发射器22发射的电子束12传播穿过加速区域26、漂移区域24和孔口50、直到冲击阳极靶表面28。在漂移区域24中，电子束12的加速率可从在加速区域26中的加速率减小。如本文所使用，术语“漂移”描述呈电子束12形式的电子穿过漂移区域24的传播。

总体上以14表示的阳极14定位在由阳极壳体6限定的阳极内部体积5内。阳极14在漂移区域24的末端端部处与阴极组件10间隔开并与其相对。总体上，阳极14可至少部分地由以60表示的热传导材料或衬底构成。例如，传导材料可包括钨或钼合金。阳极衬底60的背侧可包括另外的热传导材料、诸如石墨背衬，在这里通过实例以62表示。

阳极14可被构造来通过可旋转地安装的轴(在这里表示为64)来旋转，所述可旋转地安装的轴借由滚珠轴承、液态金属轴承或其他合适的结构通过转子组件上的感应诱导的旋转力来旋转。当电子束12从电子发射器22发射时，电子撞击在阳极14的靶表面28上。靶表面28围绕旋转阳极14被成形为环。电子束12在其中撞击在靶表面28上的位置称为焦斑(未示出)。下文论述焦斑的一些另外的细节。靶表面28可由钨或具有高原子(“高Z”)序数的类似材料构成。具有高原子序数的材料可用于靶表面28，使得所述材料将对应地在“高”电子壳层中包括电子，所述电子可与撞击电子相互作用以便以众所周知的方式生成X射线。

在X射线管1的操作期间，阳极14和电子发射器22连接在电路中。电路允许在阳极14与电子发射器22之间施加高电压势。另外，电子发射器22连接到电源，使得电流经过电子发射器22以致使通过热离子发射生成电子。在阳极14与电子发射器22之间施加高电压差致使所发射电子形成电子束12，所述电子束12朝向目标表面28加速通过加速区域26和漂移区域24。具体地，高电压差致使电子束12加速通过加速区域26并且然后漂移通过漂移区域24。当电子束12内的电子加速时，电子束12获得动能。在冲击靶表面28时，此动能中的一些转换成具有高频的电磁辐射，即X射线。靶表面28相对于窗口8被定向成使得X射线被引向窗口8。X射线中的至少一些部分随后通过窗口8离开X射线管1。

任选地，可提供一个或多个电子束操纵部件。这类装置可被实现以便在电子束12横穿漂移区域24时使其“转向”和/或“偏转”，从而操纵或“切换”靶表面28上的焦斑的位置。另外或可替代地，操纵部件可用来更改或“聚焦”电子束的横截面形状，从而改变靶表面28上的焦斑的形状。在所示出实施方案中，电子束聚焦和转向通过总体上以100表示的磁性系统提供。

磁性系统100可包括被设置以便对电子束强加磁力以使射束转向和/或聚焦的四极和/或偶极实现方式的各种组合。图1A-1C中示出磁性系统100的一个实例。在这个实施方案中，磁性系统100被实现为设置在X射线管的电子束12路径中的磁性四极和/或磁性偶极。四极和/或偶极被构造来：(a)在垂直于射束路径的两个方向上聚焦，并且(b)使射束在垂直于射束路径的两个方向上转向。以此方式，四极和/或偶极一起起作用来形成磁性透镜(有时称为“双合透镜”)，并且聚焦和转向是在电子束12经过四极和/或偶极“透镜”时实现的。“聚焦”提供所需的焦斑形状和大小，并且“转向”实现焦斑在阳极靶表面28上的定位。每个四极或偶极被实现成具有在104处表示为阴极芯部以及在102处表示为阳极芯部的芯部区段或轭部。每个芯部可具有一个四极、或者两个偶极、或者一个四极和多个偶极两者。

图1C示出可在X射线管1中使用的阴极组件10的实施方案的剖视图，所述阴极组件10具有本文所描述的稳定电子发射器22和磁性系统100。如图所示，电子发射器22与阳极14的靶表面28之间的投射路径可包括加速区域26、漂移区域24和在护罩7中形成的孔口50。在所示出实施方案中，护罩7包括穿过孔口50的电子路径52，所述电子路径52通过孔口颈部54以及朝向阳极14定向的扩展电子收集表面56形成。

图2A示出X射线装置的被布置用于电子发射、电子束转向或聚焦、以及X射线发射的部件。阴极头215被示出为具有稳定电子发射器222，所述稳定电子发射器222被定向以便以射束12的形式将电子朝向阳极14发射。阴极头215和稳定电子发射器222可以是图1A-1C的阴极头15和电子发射器22。

II.具有可调谐发射特性的平面发射器的示例性实施方案

图2A示出具有稳定电子发射器222(例如，“稳定发射器”)的阴极头215。阴极头215是图1A-1C中所示的阴极组件10的一部分。阴极头215被定位成使得稳定发射器222朝向阳极14定向或指向(关于取向，参见图1C)。阴极头215被示出为具有阴极护罩202，所述阴极护罩202具有通向容纳稳定发射器222的护罩腔体206中的护罩孔口204。射束聚焦元件208被示出为位于稳定发射器222的相反侧上。还示出与稳定发射器222电联接的电引线209a、209b。

图2B示出移除了阴极护罩202的阴极头215，其中阴极头215相对于图2A旋转。阴极头215可包括具有发射器区域的头表面219，所述发射器区域在头表面219中被形成为凹陷部223，所述凹陷部223被构造来接收稳定发射器222。头表面219被示出为具有位于稳定发射器222的相反侧上的电子束聚焦元件208。

图2B还将阴极头215示出为具有发射器高度调整机构210，所述发射器高度调整机构210包括旋转构件212和升高构件214。旋转构件212在一个方向上的旋转使稳定发射器222相对于头表面219升高，并且旋转构件212在另一个方向上的旋转使稳定发射器222相对于头表面219下沉。稳定发射器222的上升可通过使阴极头表面219相对于稳定发射器222下沉来进行。也就是说，稳定发射器222可附接到基部216，并且升高构件214使头表面219相对于稳定发射器222上升。稳定发射器222的下沉可通过使阴极头表面219相对于稳定发射器222上升来进行。也就是说，稳定发射器222可附接到基部216，并且升高构件214使表面219相对于稳定发射器222下沉。稳定发射器222通过调整机构210进行的上升和下沉可相对于头表面219进行，使得稳定发射器222保持固定并且头表面219移动，或稳定发射器222可相对于固定的头表面219上升或下降。这样，稳定发射器222可相对于表面219中的凹陷部223升高或下沉，其中凹陷部223可被设定形状和尺寸来将稳定发射器222容纳在其中。升高构件214可上升或下降，而稳定发射器222保持在固定高度处。然而，修改方案可以是：升高构件214的旋转将稳定发射器222上下抬升，并且头表面219保持在固定高度处。在一个选项中，一旦确定稳定发射器222和头表面219的相对高度，就可固定所述相对高度。

图2C示出阴极头215的内部区域的实施方案，其示出用于稳定电子发射器222的电引线227a、227b。如图所示，基部216可被设定尺寸来将调整机构210和阴极护罩202接收在其上。基部216可包括从基部表面216a突出的引线壳体217。引线壳体217可包括形成在其中的第一引线插口218a和第二引线插口218b。第一引线插口218a容放第一引线227a并且第二引线插口218b容放第二引线227b。第一引线227a通过电联接器224a电联接到第一引线支腿231a(在图3A中示出)，并且第二引线227b通过电联接器224b电联接到第二引线支腿231b。电联接可通过引线227a、227b与电联接器224a、224b之间以及与引线支腿231a、231b的机械联接进行结构增强。机械联接可以是焊接、钎焊、粘合剂、机械联接或使第一引线227a和第二引线227b与电联接器224a、224b以及对应的第一引线支腿231a和第二引线支腿231b保持物理和机械联接的其他联接。第一引线227a和第二引线227b可如本领域中已知地电连接到阴极组件10并且电连接到阴极电引线209a、209b。稳定发射器222也被示出为通过稳定器支腿240附接到绝缘块体226。

图3A-3B示出具有位于绝缘块体302上的稳定发射器222的发射器块体300的实施方案。绝缘块体302可由电和/或热绝缘材料(诸如陶瓷)制备并且可呈任何合适的形状。稳定发射器222包括发射器主体229，所述发射器主体229从第一电联接器224a到第二电联接器224b是连续的并且形成发射器图案230(例如，蛇形图案)。发射器图案230可以是二维的，以便形成平面发射器表面234，其中发射器主体229的不同区域相协作以形成平面发射器表面234。发射器主体229的不同区域之间存在间隙232(例如，由构件之间的空间示出)。平面发射器表面234被示出为是具有蛇形图案的矩形，所述蛇形图案由间隙232定形并且具有第一端部233a至中间区域233c至第二端部233b。如图所示，平面发射器表面234的中间区域233c也是稳定发射器222的中间区域以及稳定主体229和发射器图案230的中间区域。然而，其他布置、构型或图案可被实现到稳定发射器222以便具有平面发射器表面234。稳定发射器222包括附接到平面发射器表面234的稳定器支腿240(例如，支腿)。支腿240的另一端部联接到绝缘块体302。绝缘块体302可使稳定发射器222的支腿240直接地联接到外部表面304，或联接在可形成到绝缘块体302中并且被设定尺寸来接收支腿240的接收沟槽306或接收孔口(未示出)中。绝缘块体302可具有可电和机械地(例如，通过焊接、钎焊等)附接到支腿240的结合垫310。绝缘块体302还可包括通孔308，所述通孔308可用来接收紧固件以将绝缘块体302紧固到阴极头215或用来使绝缘块体302相对于阴极头215对准。绝缘块体302可任选地包括可电和机械地(例如，通过焊接、钎焊等)附接到引线支腿231a、231b的接触垫312。接触垫312可由任何合适的电联接器电联接到第一引线227a和第二引线227b。

支腿240可通过任何可能的方式机械地附接到绝缘块体302。这可包括将支腿240焊接、钎焊、用粘合剂粘附或以其他方式连接到绝缘块体302。在一个实例中，支腿240可通过外部钎焊附接到陶瓷绝缘块体302。这样，支腿240向稳定发射器222提供结构支撑，并且与彼此和电引线绝缘，接触支腿240的环和转弯部除外。结合垫310还与彼此和接触垫312绝缘。

鉴于图3A-3B，图2C示出第一引线227a可联接到发射器主体229的第一端部233a处的第一引线支腿231a，并且第二引线227b可联接到发射器主体229的第二端部233b处的第二引线支腿231b。如图所示，第一引线支腿231a与第二引线支腿231b相反；然而，在一些构型中，第一引线支腿231a可邻近或接近第二引线支腿231b或位于发射器图案230上的任何点处。

图4示出绝缘块体302的实施方案。外部表面304被示出为具有结合垫310和接触垫312，这在相反侧上是重复的。接触垫312被示出为围绕拐角形成。结合垫310可配合到外部表面304上的凹陷部314中或位于外部表面304上。凹陷部314在每个结合垫310之间产生结合间隙316，其中结合间隙316使结合垫310与彼此电和/或热隔离，从而使支腿240与彼此电和/或热隔离。接触垫312与结合垫310之间存在接触间隙318以使接触垫312与结合垫310电和/或热隔离。然而，结合垫310和接触垫312可附接到外部表面304以便从其突出。

图5A示出具有带状电联接器524的发射器块体500的实施方案，所述带状电联接器524与引线支腿231和接触垫312形成连接。带状电联接器524还可联接到电引线227a、227b。电联接器524被示出为具有弯曲部分520和平坦部分522。弯曲部分520可分别在使用和高热期间以及不使用和低热期间伸展和收缩，以便维持电和机械联接。带状电联接器524可减少对蛇形发射器图案的热约束。可使用其他类型的带状电联接器，使得在阴极头的引线支腿与电引线之间存在挠曲。

图5B示出具有联接到接触垫512的引线支腿231的发射器块体550的实施方案，所述接触垫512位于绝缘块体302的表面304上。支腿240联接到结合垫510。结合垫510和接触垫512与彼此电和/或热隔离并且可以或可以不处于凹陷部中，并且可直接地位于表面304上。引线支腿231可通过任何方式(诸如，直接地或通过电和/或机械联接)来联接到电引线227a、227b。然而，当平面发射器可直接地联接到绝缘块体302时，结合垫510和/或接触垫512是任选的。发射器块体550的另一侧可类似地构造。

发射器主体229可具有各种构型；然而，一种构型包括至少一个平坦发射器表面，所述至少一个平坦发射器表面在以平面发射器图案230被图案化时形成平面发射器表面234。也就是说，发射器主体229是连续的并且被图案化，使得电流从第一电引线227a穿过呈发射器图案230的发射器主体229流动至第二电引线227b，或反之亦然。

图6A-6C示出稳定发射器222，其中图6A-6B示出完整的稳定发射器222，图6C示出二等分的稳定发射器222，所述二等分的稳定发射器222仅示出一个侧面，并且稍微倾斜、使得可观察到转弯部236和横档235。

图6A示出稳定发射器222的顶视图，其允许清楚地观察电子发射器222的现在详细描述的各种特征。发射器主体229包括在转弯部236(例如，被示出为U形转弯部，可以是V形转弯部或其他转弯部)处连接在一起以便形成蛇形发射器图案230的横档235，其中横档235是位于转弯部236之间并且从第一端部233a到第二端部233b在转弯部236(例如，236a-236j)处端到端(例如，235a-235k)连接的细长构件。然而，任何数目的横档235可在合理时使用并且可以任何取向或形状来使用。转弯部236被示出为在每个横档235之间转弯180度；然而，转弯部236可具有为大于或小于180的转弯部的具有不同度数的更急转弯部或更缓转弯部。虽然未示出，但是每个转弯部236可具有从横档235之间的间隙232突出到转弯部236中、诸如突出到平坦部分或拐角部分和/或从平坦部分或拐角部分突出的狭缝。转弯部236的位于拐角的顶点/最低点之间并由此位于横档235之间的主体称为基部237。这样，转弯部236的基部237连接相邻横档235。如图所示，间隙232使所有横档235与彼此分离并且使所有转弯部236与彼此分离。这提供由虚线箭头所示的从第一端部233a到第二端部233b的单个蛇形电路径。

横档235从第一端部233a到第二端部233b可全都是相同横截面尺寸(例如，高度和/或宽度)、全部是不同尺寸或者相同和不同尺寸的任何组合。横档235可全都具有相同长度。间隙232可从第一端部233a到中间区域233c(图3A)以及从中间区域233c到第二端部233b全都是相同尺寸(例如，相邻横档235之间的间隙宽度尺寸)、全都是不同尺寸或者相同或不同尺寸的任何组合。转弯部236可从第一端部233a到第二端部233b全都是相同构型、全都是不同构型或者相同和不同构型的任何组合。转弯部基部237可从第一端部233a到第二端部233b全都是相同尺寸(宽度或长度)、全都是不同尺寸或者相同和不同尺寸的任何组合。单独或组合地改变这些特征中的任一个的尺寸可改变电子发射分布，这允许选择性组合以调谐电子发射分布。另外，每个横档的纵向长度可改变或优化，以便获得期望的温度分布。

在一个实例中，两个端部横档235a、235k的宽度可以是相同尺寸，而剩余的横档235b-235j可以是另一个不同尺寸。在一个实例中，与所有外横档235a、235k相邻的间隙232可以是相同尺寸，而剩余的间隙232可全都是另一个不同尺寸。在一个实例中，每个横档236的拐角可具有平滑且修圆的或尖锐且带尖的顶点。在一个实例中，端部转弯部236a、236j处的基部237与内转弯部236b-236i处的基部237可以是不同尺寸。

一方面，从第一端部233a到第二端部233b，发射器主体229的部分或区域都不接触彼此。发射器图案230可以是曲折的，具有一个或多个弯折部、直区段、弯曲区段、弯头或其他特征；然而，发射器主体229所包括的任何区域都不接触本身的另一个区域。一方面，横档235或转弯部236的位于拐角或弯头之间的所有区段都是直的，这可避免在发射器图案230内存在显著尺寸的开放窗口或开放孔口，其中显著尺寸的开口可引起位于投射路径侧向的所不想要的侧部电子发射。因此，电流从第一引线227a到第二引线227b仅具有一个路径，所述路径从第一端部233a到第二端部233b穿过呈发射器图案230的发射器主体229。然而，另外的引线可在发射器图案230的各种位置处联接到发射器主体229，以便调谐温度和电子发射分布。

稳定发射器222的电流路径的平面布局(例如，平面发射器图案230)被形成来产生修整的加热分布。修整可在设计阶段期间鉴于一种或多种端点应用的各种参数来执行。这里，由于电子发射是热离子的，因而可通过设计发射区域的加热分布来控制发射并且将其匹配到电子发射器平面表面234的期望发射区域。另外，在设计方案期间修整温度分布和发射分布允许所发射电子束的分布受到控制并且可用来产生期望的一个或多个焦斑。稳定发射器222的这种构型与传统的螺旋绕线发射器形成直接对比，所述传统的螺旋绕线发射器不产生垂直于发射器表面的电子路径并且因此在例如所谓的“长投射”应用中无用。另外，圆形平坦发射器的形状和大小限制总发射，并且所述形状不易促进针对特定应用修整焦斑大小和形状。另一方面，所提出稳定发射器222的实施方案(诸如在附图中所示)可以是可缩放的，并且发射器形式和图案可被设计来经修整成各种形状并且可在任何类型的X射线管(包括但不限于长投射管、短投射管和中等投射管以及其他管)中使用。

在一个实施方案中，稳定发射器222可由钨箔组成，尽管可使用其他材料。可使用钨和其他钨变体的合金。此外，发射表面可涂覆有减小发射温度的组合物。例如，涂层可以是钨、钨合金、敷钍钨、掺杂钨(例如，掺钾)、碳化锆混合物、钡混合物或者可用于降低发射温度的其他涂层。可针对发射器材料或涂层使用任何已知的发射器材料或发射器涂层(诸如减小发射温度的那些)。合适材料的实例在标题为“Cathode Structures for X-rayTubes”的U.S.7,795,792中描述，其全部内容以具体引用方式并入本文。

例如，端部横档235a、235k可被制作成比中间横档和/或内横档235b-235j更宽，由此确保有更少的电阻，以便保持是更冷的，从而导致更低的(或没有)电子发射。此外，相邻横档235之间的间隙232的宽度可被调整，以补偿横档宽度热膨胀和横档长度热膨胀以及宽度和长度收缩。

在一个实施方案中，转弯部236宽度可用来调谐横档235中的电阻，并且由此可调谐每个横档235的由于从中穿过的电流所造成的加热和温度。例如，在某些应用中，横档235的中点可容易被加热，而转弯部236处的端部趋向于是更冷的。

调整转弯部236的尺寸提供一定水平的控制以“调谐”稳定发射器222的热离子发射特性。转弯部236及其基部237可被设定尺寸成使得横档235的温度与期望的值匹配并且沿每个横档235的长度在转弯部236之间更加均匀。这影响转弯部236的任一侧上的横档235，因此可使基部237尺寸与特定基部237位于其间的横档235的两个横档长度匹配。这也对单独横档235温度提供一定控制，因此可以跨整个稳定发射器222的宽度和长度产生可被修整或调谐以满足各种需要或特定应用的温度分布。调谐转弯部236和基部237尺寸可通过改变在拐角之间延伸的基部237的长度来实现。

调谐间隙尺寸以及调谐转弯部和基部尺寸可被认为是用于调谐稳定发射器222的温度分布和电子发射分布的主要的设计手段。通常，每个转弯部236的基部237可与横档235的宽度是大约相同尺寸，或在所述宽度的1％、2％、4％、5％或10％的范围内是大约相同尺寸。通常，间隙232可与横档235的宽度是大约相同尺寸，或在所述宽度的1％、2％、4％、5％或10％的范围内是大约相同尺寸。

在一个实施方案中，横档235中的一个或多个的宽度可被调整以调谐温度分布，其进而调谐电子发射分布；然而，这种方法在实现特定温度分布和电子发射分布方面可被认为是次要的设计手段。在某些应用中，对横档235的宽度的修改对温度分布的影响可能没有那么强，并且可能趋向于加热或冷却横档235的整个长度。然而，这种方法可用来抑制稳定发射器222的端部横档235a、235k上的发射。将端部横档235a、235k设定尺寸成趋向于是更大的或具有更大尺寸可避免从端部横档235a、235k进行的发射，其中可产生在焦斑中显现为翼形和/或双峰的所不期望的X射线。另一方面，将中间横档或内横档以及中心横档设定尺寸成在尺寸上相对较小可增强从这些横档235进行的发射。这样，将一个或多个横档235设定尺寸成小于一个或多个其他横档235可导致更小的横档相较于更大的横档具有增强的电子发射。因此，连接的或分离的任何一个或多个横档235可被设定尺寸成更小以便增强电子发射，或被设定尺寸成更大以便抑制电子发射。

虽然横档235、间隙232和/或转弯部236的尺寸通常在图6A所示的平面尺寸中进行考虑，但是也可调谐正交的尺寸(例如，进或出图6A的页面的高度)。此外，横档235、间隙232和/或转弯部236的被调谐尺寸可以是宽度或高度，使得横截面积得到调谐。另一方面，高度可以是设定的，其中宽度被调谐以使得平面发射器表面234被调谐用于电子发射。

在一个实施方案中，其他位置中的横档235的相对冷却可通过使这些横档235根据需要相对更大以修改发射分布和/或产生其他焦斑或多个焦斑来完成。例如，稳定发射器222的中心横档235f或最内横档(例如，235e、235f、235g)的相对冷却(例如，相比较地减小的温度)可通过使这些横档与外横档(例如，235b-235d、235h-235j)相比具有更大尺寸(例如，更宽)来产生用于某些应用的中空射束来完成。外横档(例如，235b-235d、235h-235j)可大于中间横档(例如，235e、235f、235g)，使得电子发射可凝聚到电子发射器222的中心。因此，不同横档235的尺寸可单独地或与间隙232和转弯部236的尺寸一起地被修整，以用于调谐温度分布和电子发射分布。

在另一个实施方案中，沿一个或多个横档235的长度的可变宽度可提供调谐的温度和发射分布。然而，这种横档235尺寸设定应鉴于跨间隙232的相邻横档235进行修整以避免横档235之间存在更大的间隙232，所述更大的间隙232可进而产生具有不平路行径的更多的边缘发射电子，这是不利的。

在一个实施方案中，可能期望根据发射器主体材料的热膨胀系数对间隙232设定尺寸，使得当冷却时和当完全加热时，相邻横档235之间一直存在间隙232。这从第一端部233a到第二端部233b维持单个电流路径。

鉴于发射器图案230及其尺寸的设计优化，下列尺寸可被认为是可通过本文所描述的设计方案设计的示例性尺寸。每个横档235的高度(例如，材料厚度)可以是大约0.1mm、或大约0.1mm至0.15mm、或大约0.05mm至0.254mm。横档235宽度可以是大约0.5mm、或大约0.5mm至0.64mm、或大约0.25mm至0.89mm。横档235宽度以及横档长度和横档厚度可被确定成使得每个横档被设计成匹配发射器供应源的可用电流。横档235长度可以是大约4mm至5mm、或大约3mm至7mm、或大约2.75mm至10mm，其中横档235长度可根据发射面积和所产生发射覆盖面积来设定尺寸。间隙232宽度可以是大约0.254mm、或大约0.24mm至0.26mm、或大约0.22mm至0.28mm、或大约0.2mm至0.3mm、或0.1mm至0.15mm、或大约0.1mm至0.2mm、或大约0.5mm至0.4mm，其中间隙232宽度可取决于维持间隙以使得相邻横档235不接触所需的热膨胀补偿。设定尺寸的稳定发射器222的结果在于：针对给定加热电流、期望的发射电流(mA)、焦斑大小以及所允许的覆盖面积，横档235、转弯部236和间隙232的尺寸可被修改以设计出产生特定应用所需的层流电子束的稳定发射器222。应认识到，本文提供的尺寸和相对尺寸是实例，并且单独尺寸和相对尺寸可发生变化。

在又其他实施方案中，可针对电子发射器设计其他总体形状和/或其他切割图案以实现期望的发射分布。可根据本文所描述的电子发射器实施方案来确定各种其他构型、形状和图案。

图6B-6C示出稳定发射器222的不同视图，其允许清楚地观察现在详细描述的支腿240。如图所示，每个转弯部236具有将每个转弯部236连结到每个支腿240的连结件250。也就是说，每个转弯部236的基部237连接到连结件250。这样，每个转弯部236被示出为具有通过连结件250连结到其上的对应的支腿240。连结件250被示出为连接到转弯部236的拐角，这向拐角和转弯部236提供机械稳定性，使得拐角和转弯部236在重复使用之后不会卷曲或翘曲。连结件250连接到拐角以使拐角免于因热循环造成的屈曲。连结件250被示出为具有使每个端部附接到转弯部236的拐角的弯曲的“U”形状，所述弯曲的“U”形状与基部237形成孔口252。然而，连结件250可没有孔口并且可具有从转弯部236延伸到支腿240的主体。连结件250的形状和构型可发生变化；然而，对于连结件250来说可能有利的是附接到转弯部236的两个拐角，以抑制可能随时间的推移和在重复的温度循环期间发生的卷曲或其他变形。此外，连结件250可省去并且转弯部可直接地联接到支腿240。

每个支腿被示出为具有从连结件250延伸到直区域256的曲折区域254。然而，曲折区域254可省去。此外，曲折区域254可从图示进行修改，诸如具有作为重复单元的呈“V”或“W”形状的尖锐之字形。曲折区域254中的弯曲部的数目以及每个弯曲部的紧密性或松散性可发生变化。曲折区域254中的弯曲部可提供类弹簧功能或长度调整功能，使得曲折区域254可吸收横档235的热膨胀并且允许横档235的冷却收缩，而不会致使转弯部236的拐角弯曲或致使平坦平面表面234弯曲。

每个支腿还具有被示出为从曲折区域254延伸的直区域256。然而，直区域256可直接地附接到连结件250或甚至附接到转弯部236。直区域256的长度可根据需要或期望发生变化。此外，直区域256可省去并且整个支腿240可以是曲折区域254，或曲折区域254可省去并且整个支腿240可以是直区域256。

支腿240可从平面表面234连接到绝缘块体302，并且如果没有平面表面234的横档235和转弯部236就不会电联接。这样，支腿240与彼此电隔离，使得电流不会从一个支腿240直接流动到另一个支腿240。支腿240可以或可以不联接到另外的电引线，当附接到不同的引线时，可生成不同的电流路径以调谐电子发射分布。当支腿240仅联接到绝缘块体302并且不联接到另外的电引线时，支腿240不是主干电路径的一部分。当联接到其他电引线时，支腿240可限定新的电子路径以致使一些区域有电流并且其他区域没有电流，这可导致不均匀的温度分布和发射分布。支腿240的位置随后可提供用于定制电子路径，由此提供用于定制发射图案。虽然未示出，但是如果给定应用需要，那么可为稳定发射器222提供另外的支腿240(例如，导电的或非导电的)以用于支撑。支腿240可沿着稳定发射器222附接在横档235或转弯部236的端部、边缘、中心或其他位置处，或附接在任何其他位置处。当附接到非导电绝缘块体302时，支腿240可附接到任何区域并且提供支撑以保持稳定发射器222具有平面发射器表面234。当附接到导电构件或电引线时，支腿340可附接到任何区域，以提供支撑来保持稳定发射器222具有平面发射器表面234，并且限定电子流动路径以定制温度分布和发射分布。支腿240与平面表面234成一体，由此支腿240和平面发射器表面234是发射器主体229的一部分。这里，连结件250被认为是支腿240的一部分，但连结件250可省去或被认为是与平面发射器表面234和支腿240分离的。稳定发射器222可以是形成为包括平面表面234和支腿(例如，连结件250、曲折区域254和直区域256)的单个连续构件的一体式构件，或每个部件可以是联接到其他构件的单独构件。

图6D示出将引线支腿231附接到电引线627的带状电联接器624。此带状电联接器624可提供从稳定发射器222到电引线627的鲁棒电连接。带状电联接器624可以是可挠曲的，以允许热膨胀和收缩而不折衷任何电连接。

图7示出连结件250的各种示例性实施方案，其示出具有和不具有孔口252的连结件250。如图所示，形状可发生变化，诸如正方形250a、修圆正方形250b、八边形250c、梯形250d、中空正方形250e、中空修圆正方形250f、中空八边形250g、中空梯形250h、或任何其他形状、或它们的任何组合。此外，连结件250可以是两个分离构件(诸如连结件250i、250j)，所述两个分离构件附接到转弯部236的相反拐角，然后两者联接到同一支腿240，从而与转弯部236形成孔口252。换句话讲，单个连结件可具有从支腿240延伸到转弯部236的部分250i和250j(例如，直的或弯曲的)。此外，连结件250a-250j的顶部可与转弯部236结合或一体地形成。连结件250e-250h的顶部可省去以使得仅侧壁将支腿240连接到转弯部236，使得连结件250类似于具有连结件250i、250j的底部的两个连结件。

图8A-8C示出支腿240a、240b、240c的不同实施方案。支腿240a被示出为使得转弯部236连接到连结件250，并且连结件250连接到曲折区域254，并且曲折区域254连接到直区域256。支腿240b被示出为使得转弯部236连接到连结件250、连结件250附接到第一直区域256a、第一直区域256a连接到曲折区域254、并且曲折区域254连接到第二直区域256b。支腿240c被示出为使得转弯部236连接到连结件250、连结件250附接到第一曲折区域254a、第一曲折区域254a连接到第一直区域256a、第一直区域256a连接到第二曲折区域254b、并且第二曲折区域254b连接到第二直区域256b。这样，实施方案可包括可以任何顺序布置的任何数目的曲折区域254和/或任何数目的直区域256。这里，与其他附图中的那些相比，曲折区域254在横档之间具有更长的横档。这样，曲折区域254的构型可被更改成具有更紧密或更松散的转弯部、更多或更少的转弯部、成更大角度的转弯部或成更小角度的转弯部、或在转弯部之间具有更长或更短的横档。此外，支腿可没有曲折区域或具有任何数目的曲折区域，或在曲折区域中具有任何数目的转弯部。一方面，整个支腿可以是曲折区域、使得支腿没有直区域，或可使用由具有任何数目的转弯部的曲折区域分离的任何数目的直区域。

图9示出具有用于将支腿240附接到绝缘块体302的替代装置的发射器块体900。替代使用焊接或钎焊或粘合剂，可使用压力联接。这里，压力块体902被示出为将每个支腿240压力联接到绝缘块体302。压力块体902和绝缘块体302使支腿240位于其间。压力块体902随后通过任何装置(诸如螺钉或螺栓)来附接到绝缘块体302。由压力块体902抵靠绝缘块体302向支腿240施加的压力可将支腿240保持在适当位置。

图10示出包括具有弯折支腿940的稳定发射器922的发射器块体950的替代实施方案。稳定发射器922可具有与本文所描述(诸如稳定发射器222)相同的形状和功能。如图所示，支腿940中的每一个包括使得支腿940与平面发射器表面934基本上成平面的弯折部。支腿940联接到绝缘块体952、954，这可通过压力联接、焊接、钎焊等进行。绝缘块体952、954可将支腿940悬置在其之间，使得除非通向适当的电引线以外，稳定发射器922是电隔离的。此外，稳定发射器922可在支腿中不具有弯折部的情况下使用。因此，本文所描述的电子发射器可在各种平台中使用。关于将稳定发射器222保持在针对发射器922示出的位置中的另外信息可在美国专利号8,077,829和7,924,983中找到，所述专利两者的内容都通过具体引用方式并入本文。

图11A示出阴极头1015的包括稳定发射器222的一部分的另一个实施方案。如图所示，阴极头1015具有附接到稳定发射器222的基部1016。基部1016具有多个插口1020，所述多个插口1020根据稳定发射器222的支腿240的构型布置，这允许将支腿240插入到插口1020中以用于稳定。插口1020可以是延伸到基部1016中并且任选地一直延伸穿过基部1016的通孔、孔口、导管或其他通道。可替代地，插口1020可以是并不完全穿过基部1016的凹陷部，并且具有可接收支腿240的端部的底部(未示出)。基部1016还可包括适于接收引线支腿231的插口1022。这样，用于支腿240的插口1020可根据支腿240的尺寸设定尺寸(例如，更小)，并且插口1022可针对引线支腿231设定尺寸(例如，更大)。插口1022可一直穿过基部1016或可以是具有底部的凹陷部。支腿240可钎焊、焊接、粘附、摩擦联接或以其他方式紧固在插口1020中，其中类似附接可用于引线支腿231与插口1022。基部1016还可包括被设定尺寸来穿过其接收电引线209的引线导管1024。引线导管1024的位置可邻近插口1022，使得引线支腿231可位于插口1022内并且与引线导管中的电引线209电联接。在一个实例中，插口1022可以是与引线导管1024分离的插口。在一个实例中，插口1022和引线导管1024可组合为单个导管1026，所述单个导管1026具有接收引线支腿231和电引线209以使得引线支腿231和电引线209可接触并且电联接的形状。在一个实施方案中，本文所描述的稳定发射器可在X射线管中用于从阴极发射向阳极发射电子。稳定发射器的构型在电流穿过时可从第一端部到第二端部并且跨整个平面发射器表面产生不均匀的温度分布。不均匀的温度分布可以是具有横档、转弯部、支腿和间隙尺寸的平面发射器图案的结果。另外，本文提供的稳定发射器的描述对调谐稳定发射器以获得不同温度分布的能力进行描述。稳定发射器针对一定电流的不均匀的温度分布导致稳定发射器的具有不同温度的不同区域，这导致稳定发射器发射不均匀的电子束分布。不均匀的电子束分布是不均匀的温度分布的结果，其中不同温度的区域具有不同的电子发射。修整温度分布的能力允许诸如通过对不同特征选择性地设定尺寸来修整不均匀的电子束分布，使得一些区域在操作时变得比其他区域更热。由于发射是热离子的，因而不同温度的不同区域导致不同的电子发射，并且因此导致不均匀的电子束。这种原理还允许通过以下方式获得一个、两个或更多个焦斑：使数个区域具有高发射温度并且使其他区域具有低发射温度、或其他区域可不通过热离子发射来发射电子。在某些区域中，与其他区域相比，可能不发射电子或发射相对少的电子。因此，在操作单个电子发射器期间，某些区域可具有增强的电子发射并且其他区域可具有抑制的电子发射，以便促成不均匀的电子束分布。

稳定发射器可在减小的侧向能量分量的情况下以电子束的形式从发射器的基本上平面表面不均匀地发射电子。稳定发射器的支腿可通过可行的方式与绝缘块体联接。这类联接可通过焊接或钎焊进行。钎焊可以是从支腿的金属到绝缘构件的陶瓷。钎焊可以是钎焊到具有由钼/锰材料(“moly/mag”材料)组成的预钎焊料的图案化陶瓷。支腿和/或陶瓷可具有moly/mag材料，诸如涂层或局部涂层。moly/mag可施加至绝缘块体的陶瓷，并且随后使用铜焊材料来钎焊至支腿。还可以使用铂或镍钎焊料。钎焊料的类型可基于发射器的操作温度来选择。可设想到如由本领域中技术人员确定的许多不同的钎焊料。

Moly/mag是烧制到钎焊料将粘附到的陶瓷上的混合物。大多数钎焊料不会润湿至陶瓷，除非它们是特殊配制的并且被指定为“ABA”，诸如“Copper ABA”或“Palco ABA”。ABA钎焊料通常包含大约7％的钛。这样，moly/mag可作为预钎焊料以便后续钎焊料粘附到其上。另外，ABA钎焊料可在陶瓷上使用。

本文所描述的特征可通过抑制平坦发射表面卷曲或翘曲来在X射线管的使用寿命期间维持平坦发射表面。支腿可通过限制边缘卷曲来保持平坦发射表面的形状。受限制边缘可用支腿的连结件来压制。这样，支腿的位置和布置可通过抑制蛇形发射器图案的横档或转弯部由于加热和热循环而卷曲来抑制平坦发射表面变形。本文所描述的发射器从平坦发射表面到支腿具有增大的或最大化的热路径，由此具有减小的或最小化的功率耗用，这可降低平坦发射表面对物理约束的温度依赖性。这可通过添加高热电阻路径来实现，所述高热电阻路径也用作物理限制。应指出，热电阻与长度成正比例并且与横截面积成反比例。

在一个实例中，横档的宽度可以是0.508mm(0.020英寸；20密耳)，横档之间具有0.102mm(0.004英寸；4密耳)的间隙。连结件可被定形成具有连接到每个转弯部的每个拐角的构件，所述构件可保持蛇形发射器图案的端部免于卷曲。连结件附接到支腿的曲折区域，所述曲折区域可以是大约0.154mm(～0.006英寸)宽，所述曲折区域可增加支腿的长度(例如，约束路径)以增大热路径，因为热电阻与支腿的长度成正比。支腿的曲折区域可附接到直区域，所述直区域可以是大约0.15mm(～.006英寸)宽。直区域有利于附接到绝缘构件。蛇形发射器图案(例如，蛇形路径)的间距可以是大约0.0481英寸(1.22mm)。支腿可提供增大的热电阻，诸如高达热电阻的12倍。曲折区域的长度可被调节以调节热电阻，其中更长的长度具有更大的热电阻。热电阻可通过使支腿和/或连结件构件的横截面积最小化和/或将支腿的长度增大到与绝缘构件的连接点来借由支腿增大。支腿长度可包括连结件、曲折区域和直区域的长度。

电子发射器可提供数个优点，诸如：旋转台架中的机械稳定性和对W、ThW发射器的机械稳定性以及具有W/Ru/ThO2涂层。因为来自附接到绝缘构件的支腿的热耗用更少，所以电子发射器还可具有减小的用于加热的功率。

电子发射器可具有数个设计修改，诸如：更多或更少数目的支腿；每一侧上不同数目的支腿；不同支腿宽度；针对强度和更低热传递优化的支腿；用于更高热路径的更长支腿；或用于更低热路径的更短支腿；或加长和加宽支腿；或支腿的缩短和加厚。

在一个实施方案中，电子发射器可包括：发射器主体，所述发射器主体具有由多个细长横档形成的平面发射器表面，所述多个细长横档从第一发射器端部到第二发射器端部通过多个转弯部连接在一起，其中每个转弯部连接两个对应横档的相邻端部以便形成蛇形发射器图案。发射器还可包括从多个转弯部延伸的多个细长支腿。发射器可如本文所描述进行构造。横档可由间隙分离，所述间隙不管热还是冷都抑制横档与彼此接触。转弯部位于两个相邻横档的端部处并且将横档连接在一起。转弯部可包括在两个相邻横档的端部之间延伸的基部。支腿可相对于平面发射器表面处于任何角度，诸如0度或在共同平面中达到小于180度，其中90度是角度的实例。支腿可包括形成角度的弯折部。

在一个实施方案中，电子发射器可针对每个转弯部包括一个支腿。然而，其他实施方案可具有不具有支腿的转弯部或者具有两个或更多个支腿的转弯部。例如，每个横档可通过转弯部延伸至唯一支腿，其中转弯部的每个“拐角”具有分离的支腿。虽然附图针对每个转弯部示出一个支腿，但是附图可改编成使得每个横档具有一个支腿，其中连结件的各部分依然分离并且延伸到支腿中而不是在连结件与转弯部之间形成孔口。在一个实施方案中，每个支腿所具有的横截面尺寸可小于支腿从其延伸的两个细长横档中的每一个的横截面尺寸。也就是说，与每个横档相比，每个支腿具有更小的横截面尺寸。横档和支腿可具有相同或不同的厚度。这样，与支腿相比，横档可具有更宽的宽度。

在一个实施方案中，每个支腿包括连接到对应转弯部的连结件。每个连结件可具有连结件主体，所述连结件主体具有的横截面尺寸小于支腿从其延伸的两个细长横档中的每一个的横截面尺寸。所述横截面尺寸是不包括由连结件与或不与转弯部一起形成的任何孔口的连结件构件的主体的。连结件抑制转弯部卷曲或翘曲，并且保持转弯部与横档保持成平面，从而抑制横档卷曲或翘曲。

在一个实施方案中，每个连结件从对应转弯部的至少一个拐角区域延伸，其中每个拐角区域由细长横档和转弯部的基部的相交部形成。也就是说，蛇形发射器图案的每个拐角可由连结件和支腿进行结构增强。这允许保持拐角与平面发射器表面成平面，并且抑制拐角卷曲或翘曲。

在一个实施方案中，连结件具有联接到转弯部的第一部分和联接到转弯部的第二部分，所述第一部分和所述第二部分可位于转弯部上的相同位置处或位于转弯部上的不同位置处。连结件的这种构型与对应转弯部形成孔口。然而，连结件可在连结件本身中具有孔口，如图所示。

在一个实施方案中，每个支腿包括至少一个曲折区域和至少一个直区域。然而，支腿可整体是曲折区域。另一方面，支腿可整体是直区域。曲折区域或直区域可用于与绝缘体块体联接。支腿可包括处于任何顺序或取向的任何数目的曲折区域或任何数目的直区域。然而，每个支腿是细长的并且从转弯部延伸。

在一个实施方案中，每个支腿包括连接到对应转弯部的连结件，并且每个支腿包括曲折区域和直区域。一方面，每个支腿包括连接到对应转弯部的连结件，并且每个支腿包括连接到连结件并且从其延伸的曲折区域以及连接到曲折区域并且从其延伸的直区域。一方面，每个支腿包括连结件，所述连结件连接到对应转弯部以便在连结件与转弯部之间形成孔口，并且每个支腿包括至少一个曲折区域和至少一个直区域，其中至少一个曲折区域位于直区域与连结件之间。

在一个实施方案中，每个横档与每个其他横档平行，并且每个横档与每个其他相邻横档由间隙分离。这样，每个间隙与其他间隙平行。每个转弯部的基部可与位于发射器的相反侧上的转弯部的基部平行，并且可与位于发射器的相同侧上的转弯部的基部对齐。支腿还可与彼此，诸如与位于发射器的相同侧上或发射器的相对侧上的支腿平行。位于发射器的一侧上的支腿可相对于位于发射器的另一侧上的支腿错开，其原因在于转弯部是彼此错开的并且不直接横跨彼此。所述造型因如图所示的蛇形图案而产生。

在一个实施方案中，在第一发射器端部处存在第一横档，并且在第二发射器端部处存在第二横档，所述第一横档和第二横档与其他横档不同地被构造。第一横档和第二横档可与它们的相邻横档由与其他相邻横档相比更大的间隙分离，所述其他横档与彼此由更小的间隙分离。这样，与其他转弯部相比，端部转弯部可具有更长的基部。这些端部横档也可更宽或具有更大的横截面轮廓。

在一个实施方案中，每个支腿以一定角度从对应转弯部延伸，其中所述角度是相对于平面发射器表面的。也就是说，不是从转弯部延伸以使得支腿与发射器表面共面，而是支腿处于大于0度但小于180度的角度，其中90度提供了一个实例。然而，当支腿结合到绝缘体块体的相反侧时，角度可基于绝缘体块体来确定。当绝缘体块体具有平行的相反侧时，那么支腿可处于与平面发射器表面相距的90度处。当绝缘体块体具有不平行并且处于一定其他角度的相反侧时，那么那个角度可用于确定支腿的弯折部背离转弯部的角度。一方面，每个支腿相对于平面发射器表面基本上正交。然而，支腿可与发射器表面共面并且可没有任何弯折部。

在一个实施方案中，细长第一引线支腿位于第一发射器端部处并且细长第二引线支腿位于第二发射器端部处。也就是说，支腿引线从端部横档延伸。第一引线支腿和第二引线支腿所具有的横截面尺寸可大于支腿的横截面尺寸。此外，第一引线支腿和第二引线支腿所具有的横截面尺寸可大于横档的横截面尺寸。另外，第一引线支腿和第二引线支腿所具有的横截面尺寸可大于转弯部或转弯部的基部的横截面尺寸。更大的尺寸可抑制从引线支腿进行电子发射。引线支腿可相对于平面发射器表面与支腿处于相同角度，或它可以是不同的。引线支腿也可与绝缘体块体联接以获得稳定性。引线支腿可以与支腿类似的方式提供稳定性。虽然未示出，但是引线支腿也可具有一个或多个曲折区域。

在一个实施方案中，电子发射器组件可包括绝缘构件和电子发射器。电子发射器可如本文所描述进行构造。例如，电子发射器可具有发射器主体，所述发射器主体具有由多个细长横档形成的平面发射器表面，所述多个细长横档从第一发射器端部到第二发射器端部通过多个转弯部连接在一起以便形成蛇形发射器图案。发射器可包括多个细长支腿，所述多个细长支腿相对于平面发射器表面以一定角度从多个转弯部延伸。支腿中的每一个可与绝缘构件联接。

在一个实施方案中，绝缘构件可包括绝缘块体，所述绝缘块体在绝缘块体的相反侧上具有第一块体侧和第二块体侧。多个转弯部可包括位于平面发射器表面的第一发射器侧上的第一多个转弯部以及位于平面发射器表面的第二发射器侧上的第二多个转弯部。第一发射器侧可与第二发射器侧相反，并且第一发射器侧和第二发射器侧两者都位于第一发射器端部与第二发射器端部之间。多个细长支腿可包括从第一多个转弯部延伸并且与第一块体侧联接的第一多个细长支腿。多个细长支腿还可包括从第二多个转弯部延伸并且与第二块体侧联接的第二多个细长支腿。

在一个实施方案中，绝缘块体可包括接收多个细长支腿中的一个或多个的一个或多个凹陷部或一个或多个沟槽或一个或多个孔口或孔。支腿可按可以提供将支腿保持在绝缘块体上的物理联接的任何方式来附接到绝缘块体。这种构型还可导致使平面发射表面悬置在绝缘块体之上，使得在绝缘块体表面与平面发射器主体之间存在间隙。将平面发射器主体和绝缘体块体分离的间隙的距离可发生变化。然而，平面发射器主体可被定位成与绝缘块体的平面表面接触。

在一个实施方案中，至少一种钎焊料可使至少一个支腿与绝缘块体联接。然而，每个支腿可与绝缘块体钎焊在一起。钎焊料可直接附接到绝缘体块体的绝缘材料，或结合垫可位于绝缘块体上，其中支腿钎焊至结合垫。也可使用其他结合，诸如粘合剂或焊接。

在一个实施方案中，细长第一引线支腿可位于第一发射器端部处并且细长第二引线支腿可位于第二发射器端部处。第一引线支腿和第二引线支腿各自与绝缘块体联接。与稳定支腿相比，引线支腿与绝缘块体之间的这种联接可以是相同的或不同的。

阴极头可包括基部和电子发射器组件以及电引线和将电引线联接到电子发射器组件的电联接器。阴极头可包括与基部联接的电子发射器组件。电子发射器组件可如本文所描述进行构造，诸如通过具有绝缘构件和电子发射器。绝缘构件可位于基部上。电子发射器可被构造成具有发射器主体，所述发射器主体具有由多个细长横档形成的平面发射器表面，所述多个细长横档从第一发射器端部到第二发射器端部通过多个转弯部连接在一起以便形成蛇形发射器图案。发射器可具有多个细长支腿，所述多个细长支腿相对于平面发射器表面以一定角度从多个转弯部延伸。支腿中的每一个可与绝缘构件联接。发射器可包括第一发射器端部处的细长第一引线支腿以及第二发射器端部处的细长第二引线支腿。绝缘构件可使电子发射器与基部绝缘。第一电引线和第二电引线可从基部延伸。第一电联接器可用来将第一电引线(电)联接到第一引线支腿，并且第二电联接器可用来将第二电引线联接到第二引线支腿。在一个实例中，第一电联接器或第二电联接器中的至少一个是带状电联接器。

本领域技术人员将了解，对于本文公开的这种和其他过程和方法，在过程和方法中执行的功能可以不同的次序实施。此外，所概述的步骤和操作仅作为实例提供，并且所述步骤和操作中的一些可以是任选的、组合到更少的步骤和操作中、或扩展到另外的步骤和操作中，而不损害所公开实施方案的本质。

本公开不受在本申请中描述的特定实施方案的项的限制，这些实施方案旨在作为对各方面的说明。

在不背离本公开的精神和范围的情况下，可以进行许多修改和变化，如对于本领域技术人员将显而易见的。根据前面的描述，除了本文列举的那些方法和设备之外的在本公开范围内的功能上等效的方法和设备对于本领域技术人员将是显而易见的。这类修改和变化旨在落入所附权利要求的范围内。本公开仅受所附权利要求的项以及这类权利要求所授权的等效物的全部范围限制。应理解，本公开不限于特定的方法、试剂、化合物、组合物或生物系统，它们当然可以变化。还应理解，本文使用的术语仅出于描述具体实施方案的目的并且不意图具有限制性。

关于本文中对基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可根据环境和/或应用酌情从复数转化为单数和/或从单数转化为复数。为清楚起见，本文可明确陈述各种单数/复数排列。

本领域技术人员将理解，一般来说，在本文并且尤其是在所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中使用的术语通常意图为“开放”术语(例如，术语“包括(including)”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包括(includes)”应解释为“包括但不限于”等)。本领域技术人员还将理解，如果所引入权利要求叙述的特定数目是所意图的，那么会在权利要求中清楚地陈述这种意图，并且在没有这种叙述的情况下，不存在这种意图。例如，为了便于理解，以下所附权利要求可包括使用引入性用语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求叙述。然而，这类短语的使用不应解释为暗指由不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”引入权利要求叙述会将包含这种所引入权利要求叙述的任何特定权利要求局限于包含仅一个这种叙述的实施方案，即使当相同权利要求包括引入性短语“一个或多个”或“至少一个”以及如“一个(a)”或“一个(an)”(例如，一个(a)”和/或“一个(an)应解释为意指“至少一个”或“一个或多个”)的不定冠词时；对于用于引入权利要求叙述的定冠词的使用，也是这样。此外，即使明确地叙述了所引入权利要求叙述的特定数目，本领域技术人员仍然将意识到，这种叙述应解释为意指至少一个所叙述的数目(例如，在没有其他修饰语的情况下，直接叙述“两个叙述”意指至少两个叙述，或意指两个或更多个叙述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯例的那些情况下，通常这种结构意图在本领域技术人员应理解所述惯例的意义内(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、一起具有A和B、一起具有A和C、一起具有B和C等的系统)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯例的那些情况下，通常这种结构意图在本领域技术人员应理解所述惯例的意义内(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、一起具有A和B、一起具有A和C、一起具有B和C、和/或一起具有A、B和C等的系统)。本领域技术人员还将理解，无论在说明书、权利要求还是附图中，呈现两个或更多个替代项的几乎任何转折词和/或短语应被理解为设想到包括项中的一个、项中的任一个或两个项的可能性。例如，短语“A或B”将理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

如本领域技术人员将理解的，为了任何和所有目的，诸如在提供书面描述方面，本文公开的所有范围还涵盖任何和所有可能的子范围以及其子范围的组合。任何列出的范围可容易地被识别为充分地描述和使得同一范围能够被分成至少相等的二等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作为非限制性实例，本文所论述的每个范围可被分成下三分之一、中间三分之一和上三分之一等。如本领域中技术人员还将理解的，所有语言诸如“高达”、“至少”等包括所引用的数字并且是指如上文所论述的随后可被分成子范围的范围。最后，如本领域技术人员将理解的，范围包括每一单独成员。因此，例如，具有1-3个单元的组是指具有1、2或3个单元的组。类似地，具有1-5个单元的组是指具有1、2、3、4或5个单元的组，等等。

根据上述内容将了解，已出于说明目的本文中描述本公开的各种实施方案，并且可在不背离本公开的范围和精神的情况下进行各种修改。因此，本文公开的各种实施方案并不意图是限制性的，其中真实的范围和精神由所附权利要求指示。

Claims (21)

1.一种电子发射器，其包括：

发射器主体，所述发射器主体具有由多个细长横档形成的平面发射器表面，所述多个细长横档从第一发射器端部到第二发射器端部通过多个转弯部连接在一起，其中每个转弯部连接两个对应横档的相邻端部以便形成蛇形发射器图案；以及

多个细长支腿，所述多个细长支腿从所述多个转弯部延伸。

2.如权利要求1所述的电子发射器，其包括连接到每个转弯部的至少一个支腿，每个支腿所具有的横截面尺寸小于所述支腿从其延伸的所述两个细长横档中的每一个的横截面尺寸。

3.如权利要求1所述的电子发射器，其中每个支腿包括连接到对应转弯部的连结件，每个连结件具有连结件主体，所述连结件主体具有的横截面尺寸小于所述支腿从其延伸的所述两个细长横档中的每一个的横截面尺寸。

4.如权利要求3所述的电子发射器，其中每个连结件从所述对应转弯部的至少一个拐角区域延伸，每个拐角区域由细长横档和转弯部的基部的相交部形成。

5.如权利要求3所述的电子发射器，其中每个连结件与所述对应转弯部形成孔口。

6.如权利要求1所述的电子发射器，其中每个支腿包括至少一个曲折区域和至少一个直区域。

7.如权利要求1所述的电子发射器，其中每个支腿包括连接到对应转弯部的连结件，并且每个支腿包括曲折区域和直区域。

8.如权利要求1所述的电子发射器，其中每个支腿包括连接到对应转弯部的连结件，并且每个支腿包括连接到所述连结件并且从其延伸的曲折区域以及连接到所述曲折区域并从其延伸的直区域。

9.如权利要求1所述的电子发射器，其中每个支腿包括连结件，所述连结件连接到对应转弯部以便在所述连结件与所述转弯部之间形成孔口，并且每个支腿包括至少一个曲折区域和至少一个直区域，其中至少一个曲折区域位于直区域与所述连结件之间。

10.如权利要求1所述的电子发射器，其中每个横档与每个其他横档平行，并且每个横档与每个其他相邻横档由间隙分离。

11.如权利要求1所述的电子发射器，其包括位于所述第一发射器端部处的第一横档和位于所述第二发射器端部处的第二横档，其中所述第一横档和所述第二横档与它们的相邻横档由与其他相邻横档相比更大的间隙分离，所述其他相邻横档与彼此由更小的间隙分离。

12.如权利要求1所述的电子发射器，其中每个支腿以一定角度从对应转弯部延伸，所述角度是相对于所述平面发射器表面的。

13.如权利要求12所述的电子发射器，其中每个支腿相对于所述平面发射器表面基本上正交。

14.如权利要求1所述的电子发射器，其包括连接到所述第一发射器端部处的端部横档的细长第一引线支腿以及连接到所述第二发射器端部处的端部横档的细长第二引线支腿，其中所述第一引线支腿和所述第二引线支腿所具有的横截面尺寸等于或大于所述横档的横截面尺寸并且大于所述支腿的横截面尺寸。

15.一种电子发射器组件，其包括：

绝缘构件；以及

电子发射器，所述电子发射器具有发射器主体，所述发射器主体具有由多个细长横档形成的平面发射器表面，所述多个细长横档从第一发射器端部到第二发射器端部通过多个转弯部连接在一起以便形成蛇形发射器图案；并且所述电子发射器具有多个细长支腿，所述多个细长支腿相对于所述平面发射器表面以一定角度从所述多个转弯部延伸，所述支腿中的每一个与所述绝缘构件联接。

16.如权利要求15所述的电子发射器组件，其中所述绝缘构件包括绝缘块体，所述绝缘块体在所述绝缘块体的相反侧上具有第一块体侧和第二块体侧，其中所述多个转弯部包括位于所述平面发射器表面的第一发射器侧上的第一多个转弯部以及位于所述平面发射器表面的第二发射器侧上的第二多个转弯部，所述第一发射器侧与所述第二发射器侧相反，其中所述第一发射器侧和所述第二发射器侧两者都位于所述第一发射器端部与所述第二发射器端部之间，并且所述多个细长支腿包括从所述第一多个转弯部延伸并且与所述第一块体侧联接的第一多个细长支腿，并且包括从所述第二多个转弯部延伸并且与所述第二块体侧联接的第二多个细长支腿。

17.如权利要求16所述的电子发射器组件，其中所述绝缘块体包括接收所述多个细长支腿中的一个或多个的一个或多个凹陷部。

18.如权利要求16所述的电子发射器组件，其包括使至少一个支腿与所述绝缘块体联接的至少一种钎焊料。

19.如权利要求16所述的电子发射器组件，其包括连接到所述第一发射器端部处的端部横档的细长第一引线支腿以及连接到所述第二发射器端部处的端部横档的细长第二引线支腿，其中所述第一引线支腿和所述第二引线支腿所具有的横截面尺寸等于或大于所述横档的横截面尺寸并且大于所述支腿的横截面尺寸，其中所述第一引线支腿和所述第二引线支腿各自与所述绝缘块体联接。

20.一种阴极头，其包括：

基部；

电子发射器组件，所述电子发射器组件与所述基部联接，所述电子发射器组件包括：

绝缘构件，所述绝缘构件设置在所述基部上；以及

电子发射器，所述电子发射器具有发射器主体，所述发射器主体具有由多个细长横档形成的平面发射器表面，所述多个细长横档从第一发射器端部到第二发射器端部通过多个转弯部连接在一起以便形成蛇形发射器图案；并且所述电子发射器具有多个细长支腿，所述多个细长支腿相对于所述平面发射器表面以一定角度从所述多个转弯部延伸，所述支腿中的每一个与所述绝缘构件、所述第一发射器端部处的细长第一引线支腿以及所述第二发射器端部处的细长第二引线支腿联接，其中所述绝缘构件使所述电子发射器与所述基部绝缘；

第一电引线和第二电引线，所述第一电引线和第二电引线从所述基部延伸；以及

第一电联接器和第二电联接器，所述第一电联接器将所述第一电引线联接到所述第一引线支腿，所述第二电联接器将所述第二电引线联接到所述第二引线支腿。

21.如权利要求20所述的阴极头，其中所述第一电联接器或所述第二电联接器中的至少一个是带状电联接器。