DE112010000022T5

DE112010000022T5 - Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112010000022T5
Application number: DE112010000022T
Authority: DE
Inventors: Yong Woon PARK; Sung Ju Park; Chang Bum Kim; Sung Ik Moon; In Soo Ko; Ju Ho Hong
Original assignee: Academy Industry Foundation of POSTECH
Current assignee: Academy Industry Foundation of POSTECH
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2030-08-11
Also published as: WO2011021802A2; CN102187422A; WO2011021802A3; JP5386588B2; US8736169B2; GB201106284D0; CN102187422B; GB2484763A; KR20110020085A; US20120133281A1; DE112010000022B4; KR101041271B1; JP2012506122A; GB2484763B

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung, die in der Lage ist, die Emittanz eines Elektronenstrahls zu reduzieren. Zu diesem Zweck weist die Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung folgende Merkmale auf: ein Gehäuse, das einen hinteren Abschnitt zum Erzeugen eines Elektronenstrahls aufweist, einen vorderen Oberflächenabschnitt mit einem Elektronenstrahlemittierloch zum Emittieren des erzeugten Elektronenstrahls nach Außen, und einen Seitenoberflächenabschnitt zum Verbinden des hinteren Oberflächenabschnitts und des vorderen Oberflächenabschnitts, wobei der Seitenoberflächenabschnitt ein erstes Loch aufweist, und der gegenüberliegende Seitenoberflächenabschnitt, der der Seitenoberfläche mit dem ersten Loch zugewandt ist, ein zweites Loch aufweist, um eine Asymmetrie eines elektrischen Feldes zu reduzieren, die durch das erste Loch verursacht wird; und einen Wellenleiter, der an dem Seitenoberflächenabschnitt angeordnet ist, um elektromagnetische Wellen durch das erste Loch in das Gehäuse zuzuführen. Der Laserstrahl, der in das Gehäuse angelegt wird, erzeugt einen Elektronenstrahl, und der so erzeugte Elektronenstrahl wird durch die elektromagnetischen Wellen beschleunigt, die in das Gehäuse zugeführt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Elektronenstrahls durch Verwenden eines Lasers.
Stand der Technik
Allgemein bezieht sich eine Elektronenkanone auf eine Vorrichtung zum Bewirken, dass ein Fluss von Elektronen, der in der Form eines dünnen Strahls konvergiert, entladen wird, wie ein Elektronenmikroskop, eine Wanderwellenröhre, eine Braunsche Röhre oder dergleichen.
Die Elektronenkanone des Stands der Technik verwendet elektromagnetische Wellen, um einen Elektronenstrahl zu beschleunigen, der durch das Innere einer Kopplungszelle verläuft. Es wird nämlich bewirkt, dass elektromagnetische Wellen auf das Innere der Kopplungszelle auftreffen durch ein Kopplungsloch, das in der Kopplungszelle gebildet ist. Die Symmetrie von elektrischen Feldern im Inneren der Kopplungszelle ist jedoch aufgrund des Kopplungslochs verloren. Der Verlust der Symmetrie der elektrischen Felder erhöht die Emittanz des Elektronenstrahls, was zu einer Qualitätsverschlechterung des Elektronenstrahls führt.
Offenbarung
Technisches Problem
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Elektronenstrahls zu schaffen, die in der Lage ist, die Emittanz eines Elektronenstrahls zu reduzieren.
Technische Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die vorhergehenden technischen Gegenstände begrenzt, und alle anderen technischen Gegenstände, die nicht erwähnt sind, sind für einen Fachmann auf diesem Gebiet von der folgenden Beschreibung klar verständlich.
Technische Lösung
Um die obige Aufgabe zu lösen, ist eine Vorrichtung vorgesehen zum Erzeugen eines Elektronenstrahls, die folgende Merkmale aufweist: ein Gehäuse, das einen hinteren Abschnitt, wo ein Elektronenstrahl erzeugt wird, einen vorderen Abschnitt mit einem Elektronenstrahlentladungsloch zum Entladen des Elektronenstrahls nach außen, und einen Seitenabschnitt umfasst, der den hinteren Abschnitt und den vorderen Abschnitt verbindet, wobei der Seitenabschnitt ein erstes Loch und einen gegenüberliegenden Seitenabschnitt aufweist, der dem ersten Loch zugewandt ist, der ein zweites Loch aufweist, um die Asymmetrie eines elektrischen Feldes zu reduzieren, die durch das erste Loch erzeugt wird; und einen Wellenleiter, der auf dem Seitenabschnitt installiert ist, um eine elektromagnetische Welle durch das erste Loch zu dem Inneren des Gehäuses zuzuführen, wobei der Elektronenstrahl durch einen Laser erzeugt wird, der in das Innere des Gehäuses einfällt und durch die elektromagnetische Welle beschleunigt wird, die zu dem Inneren des Gehäuses zugeführt wird.
Es kann bewirkt werden, dass der Laser durch den vorderen Abschnitt in das Innere des Gehäuses einfällt.
Die Vorrichtung kann ferner folgendes Merkmal umfassen: ein erstes Pumptor, das auf dem Seitenabschnitt installiert ist und Luft vom Inneren des Gehäuses durch das zweite Loch entlädt, um im Inneren des Gehäuses ein Vakuum zu erzeugen.
Das zweite Loch kann eine Form aufweisen, die sich von derjenigen des ersten Lochs unterscheidet.
Das zweite Loch kann gebildet sein, tun eine Form aufzuweisen, die in einer Richtung länglich ist.
Das zweite Loch kann eine im Wesentlichen ovale Form oder eine rennbahnartige Form aufweisen.
Der Seitenabschnitt kann einen ersten und zweiten Seitenabschnitt umfassen, der vordere Abschnitt mit dem ersten Seitenabschnitt gekoppelt sein, der erste und der zweite Seitenabschnitt können durch einen Verbindungsabschnitt verbunden sein, der zweite Seitenabschnitt kann mit dem hinteren Abschnitt gekoppelt sein, und das erste und das zweite Loch können auf dem ersten Gehäuse oder dem zweiten Gehäuse gebildet sein.
Das Gehäuse kann ein Einfallsloch aufweisen, durch das der Laser in das Innere des Gehäuses einfällt, und ein Entladungsloch, durch das der Laser, der im Inneren des Gehäuses, reflektiert wird, entladen wird.
Es kann bewirkt werden, dass der Laser durch das Elektronenstrahlentladungsloch einfällt, und Laser, der von dem hinteren Abschnitt reflektiert wird, kann durch das Elektronenstrahlentladungsloch entladen werden.
Ein drittes Loch kann in der Mitte zwischen dem ersten und zweiten Loch auf dem Seitenabschnitt des Gehäuses gebildet sein, und ein viertes Loch kann auf einem gegenüberliegenden Seitenabschnitt gebildet sein, der dem dritten Loch zugewandt ist, um die Asymmetrie eines elektrischen Feldes zu reduzieren, die durch das erste Loch bewirkt wird.
Das dritte und das vierte Loch können eine Form aufweisen, die in einer Richtung länglich ist.
Das dritte und vierte Loch können eine im Wesentlichen ovale Form oder eine rennbahnartige Form aufweisen.
Das zweite bis vierte Loch können die gleiche Form aufweisen.
Ein zweites Pumptor kann an einer Position installiert sein, wo das dritte Loch gebildet ist, und ein drittes Pumptor kann an einer Position installiert sein, wo das vierte Loch gebildet ist.
Vorteilhafte Effekte
Da gemäß beispielhaften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine Asymmetrie eines elektrischen Feldes verbessert ist, kann eine Emittanz eines Elektronenstrahls reduziert werden.
Außerdem ist im Vergleich zu der herkömmlichen Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung, bei der ein Lasereingangsloch und ein Laserausgangsloch getrennt auf einem Seitenabschnitt eines Gehäuses vorbereitet sind, bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nur ein einzelnes Loch auf einem vorderen Abschnitt eines Gehäuses gebildet, um einen Laserstrahl einzugeben und auszugeben, das auch als ein Elektronenstrahlentladungsloch verwendet, wodurch die Herstellung erleichtert wird.
Technische Effekte der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die vorhergehenden technischen Effekte begrenzt und alle anderen technischen Effekte, die nicht erwähnt sind, sind für einen Fachmann auf diesem Gebiet von der folgenden Beschreibung klar verständlich.
Beschreibung der Zeichnungen
Die obigen und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele offensichtlich, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gegeben ist.
1 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Gehäuse unter idealen Bedingungen ohne ein Kopplungsloch zeigt, und 2 ist ein Diagramm, das ein elektrisches Feld des Gehäuses unter den idealen Bedingungen ohne ein Kopplungsloch zeigt.
3 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Gehäuse mit einem einzelnen Kopplungsloch zeigt, und 4 ist ein Diagramm, das ein elektrisches Feld des Gehäuses mit einem einzelnen Kopplungsloch zeigt.
5 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Gehäuse mit einem Kopplungsloch und einem einzelnen Pumploch zeigt, und 6 ist ein Diagramm, das elektrische Felder des Gehäuses mit einem Kopplungsloch und einem einzelnen Pumploch zeigt.
7 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Gehäuse mit einem Kopplungsloch und drei Pumplöchern zeigt, und 8 ist ein Diagramm, das elektrische Felder des Gehäuses mit dem Kopplungsloch und drei Pumplöchern zeigt.
9 ist eine Layoutansicht einer Simulationsvorrichtung einer Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Schnittansicht der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, vertikal geschnitten zu der x-Achse.
12 ist eine perspektivische Schnittansicht der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, vertikal geschnitten zu der z-Achse.
13 ist eine Ansicht, die die Form eines Pumplochs der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
14 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen L₁ der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und Fourier-Koeffizienten zeigt.
15 ist eine perspektivische Ansicht einer Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
16 ist eine Seitenschnittansicht der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, vertikal geschnitten zu der z-Achse.
17 ist eine perspektivische Seitenschnittansicht der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, vertikal geschnitten zu der z-Achse.
18 ist eine perspektivische Schnittansicht der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, vertikal geschnitten zu der z-Achse.
19 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen L₂ der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und Fourier-Koeffizienten zeigt.
20 ist ein Diagramm, das Winkelverteilungen von elektrischen Feldern gemäß dem ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
21 ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse von Standardisierungsemittanz in einer y-Achsenrichtung zu der z-Achse gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bester Modus
Hierin nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können jedoch in mehrere andere Formen geändert werden, und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung sollte nicht so gesehen werden, dass er die folgenden Ausführungsbeispiele begrenzt. Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sollen die vorliegende Erfindung für Fachleute auf diesem Gebiet umfassender erläutern. Entsprechend sind die Formen von Elementen oder dergleichen, die in den Figuren gezeigt sind, übertrieben, um eine bestimmte Erklärung zu betonen, und Elemente, die in den Figuren durch gleiche Bezugszeichen angezeigt sind, bedeuten gleiche Elemente.
Modus für die Erfindung
Eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Elektronenstrahls mit starker, aber dennoch geringer Emittanz ist erforderlich. Die Emittanz ε hat drei Komponenten und kann durch die nachfolgend gezeigte Gleichung 1 dargestellt werden: Gleichung 1
Hier ist ε_th eine thermische Emittanz, ε_sc ist eine Emittanz gemäß einem Raumladungseffekt, und ε_rf ist eine Emittanz gemäß einem HF-Dynamikeffekt.
Die thermische Emittanz ε_th kann reduziert werden durch Steuern eines Einfallswinkels des Lasers bezüglich einer Kathodenoberfläche. Die gesamte Emittanz ε ist relativ hoch im Vergleich zu der thermischen Emittanz. Dies liegt daran, dass ein Anstieg bei der Emittanz gemäß dem Raumladungseffekt und dem HF-Dynamikeffekt nicht vernachlässigbar ist im Vergleich zu der thermischen Emittanz. ε_sc kann reduziert werden durch Verwenden eines speziellen 3D-Einheitsellipsoidlaserpulses und eines sehr starken elektrischen Feldes. Ein Hauptanliegen der vorliegenden Erfindung ist es, wie die dritte Komponente ε_rf reduziert werden kann, um die gesamte Emittanz zu reduzieren.
1 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Gehäuse unter idealen Bedingungen ohne ein Kopplungsloch zeigt, und 2 ist ein Diagramm, das ein elektrisches Feld des Gehäuses unter den idealen Bedingungen ohne ein Kopplungsloch zeigt.
In 1 ist die Richtung senkrecht zu der Ebene, auf der die 1 gedruckt ist, eine Richtung, in der ein Elektronenstrahl verläuft, und ein runder Rand zeigt das Gehäuse an. X-Achse und y-Achse zeigen orthogonale Koordinatenachsen an, basierend auf der Mitte eines Resonanzhohlraums in dem Gehäuse. ρ ist der Abstand von der Mitte des Resonanzhohlraums zu einer bestimmten Position T, und Φ ist der Winkel zwischen einer geraden Linie, die durch Verbinden der Mitte des Resonanzhohlraums und der Koordinaten T und der x-Achse gebildet wird. In 2 ist |E_z|| ein elektrisches Feld von der Mitte des Resonanzhohlraums zu einem bestimmten Abstand. Ein elektrisches Feld, das in dem Resonanzhohlraum der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung erzeugt wird, kann durch die nachfolgend gezeigte Gleichung 2 gezeigt werden: Gleichung 2
Hier ist x_m1| eine erste Wurzel von J_m(x) = 0|, E₀| ist ein maximales elektrisches Feld, R ist ein Radius des Resonanzhohlraums, und A_m10 ist ein m-ter Fourier-Koeffizient. Wie bei |E_z|| in einer idealen Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung, wie in 2 gezeigt, existiert nur ein Monopolfeld, und dasselbe hat einen festen Wert, obwohl der Winkel Φ geändert ist.
Die Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung umfasst jedoch notwendigerweise ein Kopplungsloch, das auf der Seite des Gehäuses gebildet ist, um HF-Leistung zu liefern, die zum Beschleunigen des Elektronenstrahls erforderlich ist. Das Kopplungsloch ist in der Lage, eine Kraft in einer lateralen Richtung (d. h. x-y-Planarrichtung) in den Resonanzhohlraum zu induzieren, was ein asymmetrisches elektrisches Feld bewirkt. Die Asymmetrie des elektrischen Felds kann sich in einem Mehrpolfeld erhöhen, und das Mehrpolfeld erzeugt einen Transversalimpulsstoß, der die Emittanz bezüglich des Elektronenstrahls erhöht, der durch die Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung erzeugt wird.
Das Panofsky-Wenzel-Theorem liefert den Transversalimpulsstoß p_⊥| in dem elektrischen Feld des Resonanzhohlraums, wie es durch die nachfolgend gezeigte Gleichung 3 ausgedrückt wird: Gleichung 3
Hier ist ω₀ eine Resonanzfrequenz des Hohlraums, L ist die Länge des Resonanzhohlraums E_z ist eine longitudinale Komponente des elektrischen Feldes des Resonanzhohlraums. Das Panofsky-Wenzel-Theorem ist anwendbar an einen Fall mit konstanter Geschwindigkeit. Da die Geschwindigkeit der Elektronen innerhalb des Resonanzhohlraums lediglich leicht erhöht wird, trotz des Anstiegs bei der kinetischen Energie, erfüllt der Resonanzhohlraumbereich bei dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel solche Bedingungen. Der Transversalimpulsstoß in Gleichung 3 zeigt das Inkrement der gesamten Emittanz an, wie es hierin nachfolgend beschrieben wird.
Die asymmetrische Form des Resonanzhohlraums verursacht das Mehrpolfeld. Allgemein hat der Resonanzhohlraum einen begrenzten Qualitätsfaktor, so dass einen Leistungsfluss in dem Resonanzhohlraum gibt. Somit umfasst das Mehrpolfeld eine Wanderwelle, die entlang der y-Achse wandert. Eine Phasenasymmetrie des Mehrpolfelds in der y-Achsenrichtung, die sich von der Wanderwellenkomponente ergibt, sollte beim Analysieren des elektrischen Feldes des Resonanzhohlraums berücksichtigt werden. Das elektrische Feld in dem Resonanzhohlraum kann dargestellt werden als eine Überlagerung des Mehrpolfelds, wie es in der nachfolgenden Gleichung 4 gezeigt ist: Gleichung 4
Hier ist E₀ der Maximalwert des elektrischen Felds, K_y ist der Phasenverteilungskoemzient in der y-Achsenrichtung, a_n| ist der Fourier-Koeffizient des Mehrpolfeldes, ω ist die Resonanzfrequenz des Hohlraums. Emittanzwachstum der verursacht durch das Mehrpolfeld kann berechnet werden durch Verwenden des Fourier-Koeffizienten der Gleichung 4.
Emittanz verursacht durch die Monopolkomponente kann wie nachfolgend berechnet werden. Gleichung 5
Hier ist k eine Wellenzahl des HF-Felds, σ_y| ist eine Strahlgröße, und σ_z| ist eine RMS-Bündel-Länge. Eine Abweichung, d. h. ein so genannter Dipolversatz y₀ existiert zwischen einer geometrischen Mitte des Hohlraums und der Mitte des elektrischen Felds.
Der Transversalimpulsstoß gemäß dem Dipolfeld hängt von dem Dipolversatz ab. Eine Dipolversatzoszillation gemäß einer Phasenasymmetrie wird abgeleitet durch Guan, wie es durch die nachfolgende gezeigte Gleichung 6 dargestellt ist: Gleichung 6
Guan bewies, dass K_y in Gleichung 6 vernachlässigt werden kann, da ein Leistungsfluss in einer Stehwellentyp-HF-Elektronenkanone sehr unbedeutend ist. Somit ist der Amplitudenterm von Gleichung 6 ausreichend beim Berechnen eines Anstiegs bei der Emittanz gemäß dem Mehrpolfeld. Der Anstieg bei der Emittanz gemäß dem Dipolfeld und einem Quadrupolfeld wird nachfolgend wie folgt gemäß den Ergebnissen der Forschungen von Palmer berechnet. Gleichung 7
Hier ist L die Länge des Resonanzhohlraums, in dem das asymmetrische HF-Elektrischfeld existiert.
Hierin nachfolgend wird der Anstieg bei der Emittanz gemäß dem Dipolfeld und dem Quadrupolfeld auf andere Weise ausgedrückt. Wenn ein einzelnes Kopplungsloch auf dem Resonanzhohlraum gebildet ist, kann |E_z|| dargestellt werden durch die nachfolgend gezeigte Gleichung 9:
Gleichung 9

|E_z(ϕ)| = ME₀ + DE₀r cos(ϕ) + QE₀r² cos(2ϕ) + ...

In Gleichung 9 bedeutet ein erster Term ein Monopolfeld, ein zweiter Term bedeutet ein Dipolfeld, und ein dritter Term bedeutet ein Quadrupolfeld. In Gleichung 9 können M, D und Q, normierte Fourier-Koeffizienten, durch die nachfolgend gezeigte Gleichung 10 ausgedrückt werden: Gleichung 10
Gleichung 11
Gleichung 11 zeigt einen Einfluss des Monopolfelds, des Dipolfelds und des Quadrupolfelds auf ε_RF| in der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung. ε_M| ist Emittanz erzeugt durch das Monopolfeld, ε_D| ist Emittanz erzeugt durch das Dipolfeld und ε_Q| ist Emittanz erzeugt durch das Quadrupolfeld. Die Werte von ε_M|, ε_D|, ε_Q| können durch die nachfolgend gezeigte Gleichung 12 berechnet werden: Gleichung 12
In Gleichung 12 ist e die Größe der elektrischen Ladung von Elektronen, m_e ist die Masse der Elektronen, c ist die Lichtgeschwindigkeit, k ist die Wellenzahl, σ_y ist die Größe eines Elektronenstrahls in der y-Achsenrichtung, σ_z ist die Größe des Elektronenstrahls in der z-Achsenrichtung und L ist die Länge des Resonanzhohlraums. Um den Wert von ε_RF zu reduzieren, ist es notwendig, das Dipolfeld und das Quadrupolfeld zu eliminieren, außer dem Monopolfeld, das benötigt wird, um den Elektronenstrahl zu beschleunigen.
3 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Gehäuse mit einem einzelnen Kopplungsloch zeigt, und 4 ist ein Diagramm, das ein elektrisches Feld des Gehäuses mit einem einzelnen Kopplungsloch zeigt.
Mit Bezugnahme auf 4 stellt Xs Simulationsergebniswerte von |L_z|| dar, was sich auf ein Dipolfeld bezieht, das durch das Kopplungsloch erzeugt wird. Diese Werte werden erhalten durch Verwenden nur des ersten, des zweiten und des dritten Terms der Gleichung 9. Wie es in 4 gezeigt ist, wird angemerkt, dass ein relativ starkes elektrisches Feld in der Richtung erzeugt wird, in der das Kopplungsloch gebildet ist.
Im Vergleich zu dem Monopolfeld, dem Dipolfeld und dem Quadrupolfeld ist ein Einfluss eines Felds höherer Ordnung so klein, dass er vernachlässigbar ist, so dass es wesentlich ist, den Einfluss des Dipolfelds und des Quadrupolfelds beim Herstellen einer qualitativ hochwertigen Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung zu eliminieren. Hierin nachfolgend wird ein Verfahren zum Eliminieren des Dipolfelds und des Quadrupolfelds durch zusätzliches Bilden eines Pumplochs auf dem Gehäuse beschrieben.
5 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Gehäuse mit einem Kopplungsloch und einem einzelnen Pumploch zeigt, und 6 ist ein Diagramm, das elektrische Felder des Gehäuses mit einem Kopplungsloch und einem einzelnen Pumploch zeigt.
Wie es in 5 gezeigt ist, ist ein Kopplungsloch, durch das elektromagnetische Wellen zugeführt werden, auf einem oberen Abschnitt eines Gehäuses gebildet, und ein Pumploch ist auf einem unteren Abschnitt des Gehäuses gebildet. Das Pumploch dient dazu, ein Dipolfeld zu verursachen, das eine Phasendifferenz von 180° bezüglich eines Dipolfelds aufweist, das durch das Kopplungsloch verursacht wird. Folglich kann das Dipolfeld, das durch das Kopplungsloch verursacht wird, aufgehoben werden durch Verwenden des Dipolfelds, das durch das Pumploch verursacht wird.
Die Form und Größe des Pumplochs sind allgemein gleich wie diejenigen des Kopplungslochs. Da jedoch Grenzbedingungen des Pumplochs und diejenigen des Kopplungslochs unterschiedlich sind, kann es sein, dass das Dekrement des Dipolfelds nicht ausreicht. Währenddessen kann das Dipolfeld reduziert werden durch einfaches Ändern der Abmessung des Pumplochs. Dieses Verfahren zum Reduzieren des Dipolfelds betrifft jedoch das Quadrupolfeld nicht. Schließlich ist ein zusätzlicher Eliminierungsprozess erforderlich zum Eliminieren des Quadrupolfelds.
Um das Quadrupolfeld zu eliminieren, wird das Pumploch gebildet, um eine Rennbahnform aufzuweisen. Das Pumploch, das die Rennbahnform aufweist, kann das Quadrupolfeld reduzieren.
Wie es in 6 gezeigt ist, sind die Werte des Dipolfelds, das durch das Kopplungsloch verursacht wird, und diejenigen des Dipolfelds, das durch das Pumploch verursacht wird, dargestellt. Wenn das Dipolfeld, das durch das Pumploch verursacht wird, und das Dipolfeld, das durch das Kopplungsloch verursacht wird, kombiniert werden, werden die Dipolfeldkomponenten aufgehoben, was ein quadrupoldominantes Feld mit dem Quadrupolfeld als Hauptbestandteil zurücklässt. Da die Dipolfeldkomponente eliminiert ist, wird angemerkt, dass die Emittanz drastisch reduziert ist im Vergleich zu dem Ergebniswert von 4. Hierin nachfolgend wird ein Verfahren zum Eliminieren des Quadrupolfelds durch Bilden zweier zusätzlicher Pumplöcher auf dem Gehäuse beschrieben.
7 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Gehäuse mit einem Kopplungsloch und drei Pumplöchern zeigt, und 8 ist ein Diagramm, das elektrische Felder des Gehäuses mit einem Kopplungsloch und drei Pumplöchern zeigt.
Wie es in 7 gezeigt ist, ist ein Kopplungsloch auf einem oberen Abschnitt eines Gehäuses gebildet, und ein erstes Pumploch ist auf einem unteren Abschnitt des Gehäuses gebildet, und zweite und dritte Pumplöcher sind auf linken und rechten Abschnitten des Gehäuses gebildet.
Wie es in 8 gezeigt ist, sind die Werte des Dipolfelds, das durch das Kopplungsloch gebildet wird, und diejenigen der Dipolfelder, die durch das erste bis dritte Pumploch gebildet werden, angezeigt. Da die Dipolfelder, die durch das erste bis dritte Pumploch verursacht werden, und das Dipolfeld, das durch das Kopplungsloch verursacht wird, kombiniert werden, sind die Dipolfelder und das Quadrupolfeld aufgehoben. Somit verbleibt nur ein oktopoldominantes Feld mit einem Oktopolfeld als Hauptbestandteil. Da das Dipolfeld und das Quadrupolfeld eliminiert sind, wird angemerkt, dass die Emittanz im Vergleich zu dem Ergebniswert von 4 drastisch reduziert ist.
9 ist eine Layoutansicht einer Simulationsvorrichtung einer Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie es in 9 gezeigt ist, entlädt eine Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung 100 Elektronenstrahlen, und die entladenen Elektronenstrahlen werden konzentriert durch ein äußeres Solenoid 300, während dieselben durch einen Durchgang 400 verlaufen, und werden beschleunigt, während sie durch eine Beschleunigungssäule verlaufen. Um einen Anstieg der Emittanz zu eliminieren durch Raumladung, werden das Solenoid 300 und ein Zusatz-Linearbeschleuniger verwendet. Ein Anstieg der Emittanz durch ein Mehrpolfeld in dem Resonanzhohlraum kann durch das mathematische Simulationsprogramm PARMELA unter solchen Simulationsbedingungen berechnet werden.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Schnittansicht der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, vertikal geschnitten zu der z-Achse.
12 ist eine perspektivische Schnittansicht der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, vertikal geschnitten zu der z-Achse.
Wie es in 10 gezeigt ist, umfasst eine Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein erstes Gehäuse 140, ein zweites Gehäuse 120, einen Wellenleiter 110, ein Pumptor 160 und ein Elektronenstrahlentladungsrohr 150. Bei der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass ein Elektronenstrahl in einer z-Achsenrichtung fortschreitet.
Wie es in 11 gezeigt ist, umfasst das zweite Gehäuse 120, das eine zylindrische Form aufweist, eine Elektrode 121, kreisförmige Platten 124 und eine Seitenwand 122. Die Elektrode 121 entspricht einer rechten Seite des zweiten Gehäuses 120 basierend auf 11. Die Elektrode 121 ist da, wo ein einfallender Laserstrahl kollidiert, um einen Elektronenstrahl zu erzeugen. Die kreisförmigen Platten 124 sind von der Elektrode 121 zu der linken Seite beabstandet und sind einander zugewandt. Die Seitenwand 122 ist vorgesehen, um die Elektrode 121 und die kreisförmigen Platten 124 zu verbinden. Ein zweiter Resonanzhohlraum 123 ist in dem zweiten Gehäuse 120 gebildet. Eine Verbindungseinheit 130 umfasst einen gekrümmten Oberflächenabschnitt 131 und einen Verbindungshohlraum 132. Der gekrümmte Oberflächenabschnitt 131 ist vorgesehen, um einen Abschnitt aufzuweisen, der eine ringförmige Halbkreisform aufweist. Eine Seite des gekrümmten Oberflächenabschnitts 131 ist mit der kreisförmigen Platte 124 gekoppelt, und die andere Seite des gekrümmten Oberflächenabschnitts 131 ist mit einer kreisförmigen Platte 141 gekoppelt. Der Verbindungshohlraum 132 ist ein Raum, der einen ersten Resonanzhohlraum 144 und den zweiten Resonanzhohlraum 123 verbindet.
Das erste Gehäuse 140 umfasst eine kreisförmige Platte 141 (143) und eine Seitenwand 142. Die kreisförmige Platte 141 ist mit dem gekrümmten Oberflächenabschnitt 131 verbunden. Die kreisförmige Platte 143, die der kreisförmigen Platte 141 zugewandt ist, ist basierend auf 11 links positioniert, und die Seitenwand 142 verbindet die kreisförmige Platte 141 und die kreisförmige Platte 143. Der erste Resonanzhohlraum 144 ist im Inneren des ersten Gehäuses 140 vorgesehen. Das erste Gehäuse 140 und das zweite Gehäuse 120 können als ein einzelnes zylindrisches Gehäuse konfiguriert sein, anstatt getrennt konfiguriert zu sein.
Der Wellenleiter 110 umfasst eine Seitenwand 111 und eine untere Platte 113. Die Seitenwand 111 kann eine viereckige Form haben, und die untere Platte 113 ist mit einer unteren Oberfläche des Wellenleiters 110 verbunden. Ein Elektromagnetische-Wellen-Hohlraum 112 ist Inneren des Wellenleiters 110 vorgesehen, um elektromagnetische Wellen, die durch eine Elektromagnetische-Wellen-Erzeugungseinheit (nicht gezeigt) erzeugt werden, zu dem ersten Resonanzhohlraum 144 zu übertragen. Ein Kopplungsloch 114 ist auf der unteren Platte 113 vorgesehen, um es zu ermöglichen, dass der Elektromagnetische-Wellen-Hohlraum 112 und der erste Resonanzhohlraum 144 miteinander kommunizieren können. Dies dient dazu, HF-Leistung zu dem Resonanzhohlraum zu liefern. Das Kopplungsloch 114 kann HF-Asymmetrie an dem ersten Resonanzhohlraum 144 verursachen und auch Asymmetrie eines elektrischen Feldes verursachen.
Das erste Pumptor 160 umfasst eine Seitenwand 161 und eine untere Platte 164. Ein erster Pumphohlraum 163 ist an einer Innenseite der Seitenwand 161 vorgesehen. Der erste Pumphohlraum 163 ist ein Absaugraum, um in dem ersten Resonanzhohlraum 144 ein Vakuum beizubehalten, der mit einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt) verbunden sein kann. Ein erstes Pumploch 165 ist auf der unteren Platte 164 gebildet, um es zu ermöglichen, dass der erste Resonanzhohlraum 144 und der erste Pumphohlraum 163 miteinander kommunizieren. Eine Dipolfeldkomponente kann eliminiert werden durch Einstellen des ersten Pumplochs 165 des ersten Pumptors 160.
Ein Elektronenstrahlentladungsrohr 150 umfasst eine Seitenwand 151. Eine Seite der Seitenwand 151 erstreckt sich radial mit einer glatten gekrümmten Oberfläche, um mit der kreisförmigen Platte 143 gekoppelt zu sein, und ein Loch 154 ist an der anderen Seite der Seitenwand 150 vorgesehen, um einen Elektronenstrahl zu entladen. Es wird bewirkt, dass ein Laserstrahl schräg zu der z-Achse durch das Loch 154 in das Innere einfällt, und ein Elektronenstrahl, der durch den Laserstrahl erzeugt wird, kann durch das Loch 154 entladen werden. Das Loch 154 kann nämlich dazu dienen, die Funktionen als ein Einfallsloch durchzuführen, durch das ein Laserstrahl einfällt, ein Entladungsloch, von dem ein reflektierter Laser entladen wird, und ein Elektronenstrahlentladungsloch, von dem ein Elektronenstrahl entladen wird.
Bei einem anderen beispielhaften Ausführungsbeispiel können statt einem Loch 154 drei Löcher vorgesehen sein. In diesem Fall kann ein Loch vorgesehen sein als ein Einfallsloch, durch das ein Laserstrahl einfällt, ein weiteres Loch kann vorgesehen sein als ein Entladungsloch, von dem der Laserstrahl darauf hin, dass derselbe reflektiert wird, entladen wird, und das andere verbleibende Loch kann als ein Elektronenstrahlentladungsloch vorgesehen sein, von dem ein Elektronenstrahl entladen wird, auf den Seitenabschnitten des Elektronenstrahlentladungsrohrs 150, des ersten Gehäuses 140 und des zweiten Gehäuses 120.
In 12 verläuft ein Elektronenstrahl in der z-Achsenrichtung. Eine Feldkarte, die zum Berechnen von Strahldynamik der Emittanz verwendet wird, wird durch eine 3D-HF-Berechnungseinrichtung erzeugt.
13 ist eine Ansicht, die die Form eines Pumplochs der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Wie es in 13 gezeigt ist, beträgt die Differenz zwischen einer Länge einer längeren Achse (W) und einer Richtung einer kürzeren Achse (H) des ersten Pumplochs 165 L₁. R₁ ist ein Radius eines gekrümmten Oberflächenabschnitts von beiden Enden des ersten Pumplochs 165. Ein Mehrpolfeld kann durch Einstellen von L₁ eliminiert werden.
14 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen L₁ der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und Fourier-Koeffizienten zeigt. Eine Dipolfeldversatzoszillation, die durch eine mathematische Analyse mit einer Berechnungseinrichtung erhalten wird, ist in 14 in einer viereckigen Form dargestellt. Die Verbindungslinie in 14 wird durch Gleichung 6 erhalten. Ein Phasenverteilungskoeffizient K_y in der y-Achsenrichtung kann gemäß einer solchen Analyse berechnet werden. K_y ist relativ klein, wie 10^–5, so dass es bei diesem Experiment vernachlässigt werden kann.
Ein elektrisches Feld des Pumplochs muss in einem abklingenden Modus sein, und da die Grenzbedingungen von sowohl dem Kopplungsloch als auch dem Pumploch unterschiedlich sind, sind mehr Optimierungsprozesse erforderlich. Der Dipolmodus kann optimiert werden durch Einstellen der Abmessung L1 des Pumplochs. Die Einstellung der Abmessung des Kopplungslochs ändert die Resonanzfrequenz des Resonanzhohlraums, daher muss die Abmessung des Resonanzhohlraums ebenfalls eingestellt werden. Das Quadrupolfeld wird nicht geändert, während das Dipolfeld in einer optimalen Abmessung reduziert ist, wie es in 14 gezeigt ist. Wie es in 14 gezeigt ist, wird angemerkt, dass das Quadrupolfeld größer ist als das Dipolfeld, nachdem das Dipolfeld eliminiert wird. Die zwei zusätzlichen Pumplöcher, die an den Positionen von 90° bezüglich des Pumplochs und des Kopplungslochs vorgesehen sind, können das Quadrupolfeld effektiv eliminieren. Eine Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um eine einfache zylindrische Form zu haben, und umfasst zwei unterschiedliche Pumplöcher, die ohne weiteres hergestellt werden können.
15 ist eine perspektivische Ansicht einer Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 16 ist eine Seitenschnittansicht der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, vertikal geschnitten zu der z-Achse. 17 ist eine perspektivische Seitenschnittansicht der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, vertikal geschnitten zu der z-Achse. 18 ist eine perspektivische Schnittansicht der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, vertikal geschnitten zu der z-Achse. Eine wiederholte Beschreibung der Konfiguration in 16 und 17, die ähnlich derjenigen des ersten beispielhaften Ausführungsbeispiels ist, wird ausgelassen.
Wie es in 17 gezeigt ist, umfasst ein zweites Pumptor 270 eine Seitenwand 271 und eine untere Platte 274. Ein zweiter Pumphohlraum 273 ist im Inneren des zweiten Pumptors 270 vorgesehen, und ein zweites Pumploch 275 ist auf der unteren Platte 274 gebildet.
Ein drittes Pumptor 280 umfasst eine Seitenwand 281 und eine untere Platte 284. Ein dritter Pumphohlraum 283 ist im Inneren des dritten Pumptors 280 vorgesehen, und ein drittes Pumploch 285 ist auf der unteren Platte 284 gebildet. Der zweite Pumphohlraum 273 und der dritte Pumphohlraum 283 sind mit einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt) verbunden, die zu verwenden ist, um Vakuum in dem Resonanzhohlraum beizubehalten.
19 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen L₂ der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und Fourier-Koeffizienten zeigt. Hier ist L2 von jedem des ersten, zweiten und dritten Pumplochs 165, 275 und 285 gleich, und L1 ist festgelegt auf 11,65. Eine Messung wurde durchgeführt, während L2 von jedem der drei Pumplöcher auf gleiche Weise geändert wurde. Bei einem anderen beispielhaften Ausführungsbeispiel können optimale Bedingungen gesucht werden, während der numerische Wert L2 von jedem des ersten, zweiten und dritten Pumplochs 165, 275 und 285 geändert wird.
In 19 sind optimale Bedingungen gezeigt, unter denen sowohl das Dipolfeld als auch das Quadrupolfeld minimiert ist. Wenn jedoch L2 der drei Pumploch 11,4 mm bis 11,5 mm beträgt, kann die Tendenz beobachtet werden, dass ein höheres Feld erhöht wird. Das Dipolfeld und das Quadrupolfeld sind reduziert, um 1/10 mal bis etwa 1/100 mal zu sein. Die linken Seiten von 19 zeigen den Wert von L2, bevor das Dipolfeld eliminiert wird, und den Wert von L2, nachdem das Dipolfeld eliminiert ist. Folglich wird angemerkt, dass das Dipolfeld wesentlich reduziert werden kann im Verlauf des Eliminieren des Dipolfelds, aber dies das Quadrupolfeld nicht stark beeinträchtigt.
20 ist ein Diagramm, das Winkelverteilungen von elektrischen Feldern gemäß dem ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie es in 20 gezeigt ist, ist die Abweichung der elektrischen Felder im Wesentlichen eliminiert, wenn L2 in dem Bereich von 11,4 bis 11,6 ist. Mit diesen Ergebnissen kann angemerkt werden, dass das höhere Mehrpolfeld im Wesentlichen eliminiert werden kann.
Wie es in 19 gezeigt ist, sind die Bedingungen von L2, unter denen das Dipolfeld und das Quadrupolfeld minimiert werden, leicht unterschiedlich. In diesem Fall wird vorzugsweise die Bedingung, unter der die Emittanz in der Strahldynamiksimulation minimal ist, als Quadrupolfeldoptimierungsbedingungen betrachtet. Bei dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel sind ein Sextupolmodus und ein Oktupolmodus nicht erhöht, um von Bedeutung zu sein.
21 ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse einer Standardisierungsemittanz in einer y-Achsenrichtung zu der z-Achse zeigt, gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die viereckigen Abschnitte stellen einen idealen Fall dar, in dem es kein Kopplungsloch und Pumploch gibt. Dreieckige Abschnitte in 21 stellen die Ergebnisse des Dipolfeldeliminierungsprozesses dar. Kreisförmige Abschnitte in 21 stellen einen Fall dar, in dem das Dipolfeld und das Quadrupolfeld eliminiert sind.
Der Fall, in dem BNL GUN-III verwendet wird, ist durch Diamanten dargestellt. Die BNL GUN-III (BNL/SLAC/UCLA 1,6-Zellen-S-Band-Photokathoen-HF-Elektronenkanone) ist ein Modell, das in dem Beschleunigerlabor der Universität für Wissenschaft und Technologie von Pohang verwendet wird.
Wie es in 21 gezeigt ist, ist in einem idealen Fall eine minimale transversale RMS-Emittanz etwa 0,53 mm-mrad gemäß einer PARMELA-Simulation, und in diesem Fall erscheint ein höheres Mehrpolfeld nicht, wie es durch viereckige Formen in 21 dargestellt ist. Vor der Einstellung ist dasselbe etwa 1,65 mm-mrad, wie es durch Diamanten in 21 dargestellt ist, was um ein drei- oder mehrfaches größer ist als bei dem idealen Fall.
Der Dipolfeldeliminierungsprozess kann die transversale RMS-Emittanz reduzieren, etwa auf 0,98 mm-mrad, wie es durch dreieckige Formen in 21 dargestellt ist. Als Folge kann die Emittanz durch den Dipolfeldeliminierungsprozess um etwa 40% reduziert werden. Im Fall des Dipolfeld- und Quadrupolfeld-Optimierungsprozess erscheint die Emittanz etwa als 0,60 mm-mrad, wie es durch Kreise dargestellt ist. Bei solchen Optimierungsbedingungen erscheint die Emittanz um etwa 60% reduziert im Vergleich zu dem Fall, in dem einfach die BNL GUN-III verwendet wird.
Ein Elektronenstrahlerzeugungsverfahren durch Verwenden der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
Zunächst kann bewirkt werden, dass ein Laserstrahl durch die Löcher 154 und 254 in das Innere der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung einfällt.
Als Nächstes wird ein Elektronenstrahl, der im Inneren der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung durch den Laserstrahl erzeugt wird, durch die Löcher 154 und 254 entladen.
Bei einem anderen beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können drei Löcher anstatt nur einem einzelnen Loch vorgesehen sein.
In diesem Fall kann ein Loch als ein Einfallsloch vorgesehen sein, durch das ein Laserstrahl einfällt, ein anderes Loch kann als ein Entladungsloch vorgesehen sein, von dem der Laserstrahl darauf hin, dass derselbe reflektiert wird, entladen wird, und das andere verbleibende Loch kann als ein Elektronenstrahlentladungsloch vorgesehen sein, von dem ein Elektronenstrahl entladen wird, auf den Seitenabschnitten des Elektronenstrahlentladungsrohrs, des ersten Gehäuses oder des zweiten Gehäuses.
Beim Schritt des Entladens des Elektronenstrahls kann der Elektronenstrahl beschleunigt werden durch eine elektromagnetische Welle, die auf den Wellenleiter auftrifft, um entladen zu werden.
Da die vorliegende Erfindung in mehreren Formen ausgeführt werden kann, ohne von den Charakteristika derselben abzuweichen, sollte auch klar sein, dass die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht durch irgendwelche der Einzelheiten der vorhergehenden Beschreibung beschränkt sind, es sei denn, dies ist anderweitig spezifiziert, sondern dieselben sollten eher breit verstanden werden innerhalb des Schutzbereichs, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist, und daher sind alle Änderungen und Modifikationen, die innerhalb der Grenzen der Ansprüche oder Äquivalenten solcher Grenzen liegen, in den angehängten Ansprüchen enthalten.

Claims

Eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Elektronenstrahls, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: ein Gehäuse, das einen hinteren Abschnitt, wo ein Elektronenstrahl erzeugt wird, einen vorderen Abschnitt mit einem Elektronenstrahlentladungsloch zum Entladen des Elektronenstrahls nach außen, und einen Seitenabschnitt umfasst, der den hinteren Abschnitt und den vorderen Abschnitt verbindet, wobei der Seitenabschnitt ein erstes Loch und einen gegenüberliegenden Seitenabschnitt aufweist, der dem ersten Loch zugewandt ist, der ein zweites Loch aufweist, um die Asymmetrie eines elektrischen Felds zu reduzieren, die durch das erste Loch verursacht wird; und einen Wellenleiter, der auf dem Seitenabschnitt installiert ist, um eine elektromagnetische Welle durch das erste Loch zu dem Inneren des Gehäuses zuzuführen, wobei der Elektronenstrahl durch einen Laser erzeugt wird, der in das Innere des Gehäuses einfällt und durch die elektromagnetische Welle beschleunigt wird, die zu dem Inneren des Gehäuses zugeführt wird.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der bewirkt wird, dass der Laser durch den vorderen Abschnitt in das Innere des Gehäuses einfällt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner folgendes Merkmal aufweist: ein erstes Pumptor, das auf dem Seitenabschnitt installiert ist und Luft vom Inneren des Gehäuses durch das zweite. Loch entlädt, um im Inneren des Gehäuses ein Vakuum zu erzeugen.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das zweite Loch eine andere Form aufweist als das erste Loch.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das zweite Loch gebildet ist, um eine Form zu haben, die in einer Richtung länglich ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der das zweite Loch eine im Wesentlichen ovale Form oder eine rennbahnartige Form aufweist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der der Seitenabschnitt einen ersten und zweiten Seitenabschnitt aufweist, der vordere Abschnitt mit dem ersten Seitenabschnitt gekoppelt ist, der erste und der zweite Seitenabschnitt durch einen Verbindungsabschnitt verbunden sind, der zweite Seitenabschnitt mit dem hinteren Abschnitt gekoppelt ist, und das erste und das zweite Loch auf dem ersten Gehäuse oder dem zweiten Gehäuse gebildet sind.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das Gehäuse ein Einfallsloch aufweist, durch das der Laser in das Innere des Gehäuses einfällt, und ein Entladungsloch, durch das der Laser, der im Inneren des Gehäuses reflektiert wird, entladen wird.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der bewirkt wird, dass ein Laser durch das Elektronenstrahlentladungsloch einfällt, und Laser, der von dem hinteren Abschnitt reflektiert wird, durch das Elektronenstrahlentladungsloch entladen wird.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der ein drittes Loch in der Mitte zwischen dem ersten und zweiten Loch auf dem Seitenabschnitt des Gehäuses gebildet ist, und ein viertes Loch auf einem gegenüberliegenden Seitenabschnitt gebildet ist, der dem dritten Loch zugewandt ist, um die Asymmetrie eines elektrischen Feldes zu reduzieren, die durch das erste Loch verursacht wird.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 10, bei der das dritte und vierte Loch eine Form aufweisen, die in einer Richtung länglich ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 11, bei der das dritte und das vierte Loch eine im Wesentlichen ovale Form oder eine rennbahnartige Form aufweisen.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 10, bei der das zweite bis vierte Loch die gleiche Form aufweisen.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 10, bei der ein zweites Pumptor an einer Position installiert ist, wo das dritte Loch gebildet ist, und ein drittes Pumptor an einer Position installiert ist, wo das vierte Loch gebildet ist.