CN109524282A - 一种磁场线圈装置、磁聚焦系统及其配置方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种磁场线圈装置、磁聚焦系统及其配置方法，所述磁场线圈装置包括磁场线圈和导磁金属壳，所述导磁金属壳包裹在所述磁场线圈的外围，所述导磁金属壳靠近所述磁场线圈的轴线方向的一侧设有漏磁缝隙，在所述导磁金属壳的内部形成一沿所述磁场线圈的轴线方向分布的电子束通道。在本申请实施例中，通过在导磁铁壳靠近电子束通道侧开出均匀或者不均匀的漏磁缝隙，产生连续或者不连续的强磁场分布，既可以对电子束产生聚焦作用，也能保持电子束稳定传输。另外，本申请实施例可以通过调节电流大小，漏磁缝隙的形状、尺寸、数量、位置等参数，以获得适应该电子速的磁场空间，达到对不同形状的电子速进行聚焦和传输的目的。

Description

一种磁场线圈装置、磁聚焦系统及其配置方法

技术领域

本申请涉及电真空技术领域，特别涉及一种磁场线圈装置、磁聚焦系统及其配置方法。

背景技术

电子束，又称电子束，是一种密集的高速电子流，被广泛的应用在真空领域。电子束经电子枪发射后通常需要经过长距离传输，电子束中的电子带负电荷，相互之间的斥力会使得传输过程中的电子束很快发散，进而被金属组件截获导致热环境，给系统造成一定的危害。

为了获得高质量的电子束，需要在电子束的传输过程中对电子束进行约束。目前，磁场系统是实现稳定传输高质量电子束的重要途径。其中，应用较为广泛的为磁聚焦系统。周期永磁(PPM)聚焦系统是磁聚焦系统中的一种，其由永磁体和磁极靴组成，呈周期排列，沿其中心轴向的磁场分布呈周期性变化。PPM聚焦系统由于其体积小、重量轻，不消耗功率的优点而得到广泛应用。但是PPM聚焦系统也同时存在磁场峰值小、漏磁多，系统一旦制造难以调节等缺点。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种磁场线圈装置、磁聚焦系统及其配置方法，以解决现有技术中PPM聚焦系统磁场峰值小、漏磁多，难以调节的问题。其具体方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种磁场线圈装置，包括：

磁场线圈和导磁金属壳，所述导磁金属壳包裹在所述磁场线圈的外围，所述导磁金属壳靠近所述磁场线圈的轴线方向的一侧设有漏磁缝隙，在所述导磁金属壳的内部形成一沿所述磁场线圈的轴线方向分布的电子束通道。

优选地，所述漏磁缝隙的数量为两个或两个以上，所述两个或两个以上的漏磁缝隙沿所述磁场线圈的轴向方向均匀排列。

优选地，所述漏磁缝隙的数量为两个或两个以上，所述两个或两个以上的漏磁缝隙沿所述磁场线圈的轴向方向非均匀排列。

优选地，所述导磁金属壳为导磁铁壳。

第二方面，本申请实施例提供了一种磁聚焦系统，其特征在于，包括：

控制电路和上述第一方面任一项所述的磁场线圈装置，所述控制电路用于控制所述磁场线圈装置中磁场线圈的电流大小。

第三方面，本申请实施例提供了一种磁聚焦系统的配置方法，其特征在于，应用于上述第二方面所述的磁聚焦系统，所述方法包括：

通过调节所述磁聚焦系统中漏磁缝隙的形状、尺寸、数量、位置，和/或磁场线圈的电流，调节所述磁聚焦系统空间磁场。

在本申请实施例中，通过在导磁铁壳靠近电子束通道侧开出均匀或者不均匀的漏磁缝隙，产生连续或者不连续的强磁场分布，既可以对电子束产生聚焦作用，也能保持电子束稳定传输。

另外，本申请实施例可以通过调节电流大小，漏磁缝隙的形状、尺寸、数量、位置等参数，以获得适应该电子速的磁场空间，达到对不同形状的电子速进行聚焦和传输的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1a和1b为本申请实施例提供的一种磁场线圈装置的结构示意图；

图2a和2b为本申请实施例提供的一种轴向磁场分布示意图；

图中的符号表示为：1-磁场线圈，2-导磁金属壳，3-漏磁缝隙。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1a和1b，图1a和ab为本申请实施例提供的一种磁场线圈装置的结构示意图，其中，图1a为截面示意图，图1b为立体结构示意图。如图1a和1b所示，该磁场线圈装置包括磁场线圈1和导磁金属壳2，所述导磁金属壳2包裹在所述磁场线圈1的外围，所述导磁金属壳2靠近所述磁场线圈1的轴线方向的一侧设有漏磁缝隙3。该漏磁缝隙3可以为多个均匀或者非均匀的漏磁缝隙3，缝隙处的磁场馈入到电子束通道区域，多个缝隙漏出的磁场产生耦合或连接，整体在磁场中心轴上产生连续或者不连续的强磁场分布。

需要指出的是，本申请实施例对漏磁缝隙3的形状、尺寸、数量、位置不做具体限定，但是，本领域技术人员可以根据电子束的特点对漏磁缝隙3的形状、尺寸、数量、位置，以及磁场线圈1的电流进行调整，以获得适应该电子速的磁场空间，达到对不同形状的电子速进行聚焦和传输的目的。

在一种可选实施例中，所述导磁金属壳2为导磁铁壳，当然，本领域技术人员可以根据实际需要采用其它材质以实现相同或相似的功能，其均应当属于本申请的保护范围之内。

图2a和2b为本申请实施例提供的一种轴向磁场分布示意图，其中，图2a为整个空间轴向磁场分布示意图，图2b为磁场线圈1内空间轴向磁场分布示意图。换句话讲，图2b相当于图2a顶部波形放大图。由图2b可以看出，在本申请实施例中，当贴近电子束通道侧的导磁铁壳上开出多个均匀漏磁缝隙3时，电子束通道内空间轴向磁场呈近余弦的周期变化式分布。由图2a可以看出，在本申请实施例中，磁场线圈1两端的漏磁非常小，磁场峰值可调且能调节到较大值，整体空间轴向磁场分布既可以对电子束产生聚焦作用，也能保持电子束的稳定传输。

在本申请实施例中，通过在导磁铁壳靠近电子束通道侧开出均匀或者不均匀的漏磁缝隙3，产生连续或者不连续的强磁场分布，既可以对电子束产生聚焦作用，也能保持电子束稳定传输。

另外，本申请实施例可以通过调节电流大小，漏磁缝隙3的形状、尺寸、数量、位置等参数，以获得适应该电子速的磁场空间，达到对不同形状的电子速进行聚焦和传输的目的。对相关领域如真空微波管领域的应用提供方便，快捷，绿色的磁聚焦系统。

在上述实施例的基础上，本申请还提供了一种磁聚焦系统，该磁聚焦系统包括：控制电路和上述实施例所述的磁场线圈装置，所述控制电路用于控制所述磁场线圈装置中磁场线圈1的电流大小。

在上述实施例的基础上，本申请还提供了一种磁聚焦系统的配置方法，该方法应用于上述实施例所述的磁聚焦系统，通过调节所述磁聚焦系统中漏磁缝隙的形状、尺寸、数量、位置，和/或磁场线圈的电流，调节所述磁聚焦系统空间磁场。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种磁场线圈装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种磁场线圈装置，其特征在于，包括：

磁场线圈(1)和导磁金属壳(2)，所述导磁金属壳(2)包裹在所述磁场线圈(1)的外围，所述导磁金属壳(2)靠近所述磁场线圈(1)的轴线方向的一侧设有漏磁缝隙(3)，在所述导磁金属壳(2)的内部形成一沿所述磁场线圈(1)的轴线方向分布的电子束通道。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述漏磁缝隙(3)的数量为两个或两个以上，所述两个或两个以上的漏磁缝隙(3)沿所述磁场线圈(1)的轴向方向均匀排列。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述漏磁缝隙(3)的数量为两个或两个以上，所述两个或两个以上的漏磁缝隙(3)沿所述磁场线圈(1)的轴向方向非均匀排列。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导磁金属壳(2)为导磁铁壳。

5.一种磁聚焦系统，其特征在于，包括：

控制电路和权利要求1-4任一项所述的磁场线圈装置，所述控制电路用于控制所述磁场线圈装置中磁场线圈(1)的电流大小。

6.一种磁聚焦系统的配置方法，其特征在于，应用于权利要求5所述的磁聚焦系统，所述方法包括：

通过调节所述磁聚焦系统中漏磁缝隙(3)的形状、尺寸、数量、位置，和/或磁场线圈(1)的电流，调节所述磁聚焦系统空间磁场。