DE1614384C - Elektronenstrahlerzeugungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronenstrahlerzeugungssystem mit einer Kathode, die einen auf einer Achse angeordneten Elektronen emittierenden Teil aufweist, einem kappenförmigen Wehnelt-Zylinder, der eine von der Achse koaxial durchsetzte kreisförmige öffnung hat, einer ersten rotationssymmetrischen Extraktionselektrode, die dem Wehnelt-Zylinder benachbart ist, einer zweiten rotationssymmetrischen, zur Achse koaxialen Elektrode, die sich vom Wehnelt-Zylinder aus gesehen längs der Achse an einem Ort hinter der Extraktionselektrode befindet, einer als Ionenfalle wirkenden, auf der Achse angebrachten Auffangelektrode, die längs der Achse auf der dem Wehnelt-Zylinder abgewandten Seite der zweiten Elektrode angeordnet ist, und mit einer rotationssymmetrischen hohlzylinderförmigen Elektrode, die koaxial zur Achse angeordnet ist und die die Auffangelektrode umgibt.

Beim Betrieb von Strahlerzeugungssystemen, die mit hohen Beschleunigungsspannungen arbeiten, werden gleichzeitig unerwünschte Ionen erzeugt, die durch das die Elektronen beschleunigte Feld in Richtung auf die Kathode des Strahlerzeugungssystems beschleunigt werden. Wenn die auf hohe Energien beschleunigten Ionen auf die Kathode auftreffen, wird diese in kurzer Zeit zerstört.

Zur Vermeidung von Beschädigungen der Kathode durch längs des Strahlweges erzeugte Ionen ist es bekannt, mit einem geknickten Strahl zu arbeiten. Diese Maßnahme hat jedoch den Nachteil, daß sie, z. B. bei Elektronenmikroskopen, eine assymmetrische Ablenkungsdefokussierung des Strahles bewirkt, durch die das vom Strahl erzeugte Bild verschlechtert wird. Bei der Beschleunigung eines Strahles durch Beschleunigungselektroden hat die Beschleunigungsspannung andererseits eine Linsenwirkung, so

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daß bei Änderungen der Beschleunigungsspannung Teil hat die Form einer Blende 16 mit einem Loch

eine Nachfokussierung des Strahles erforderlich wird. 18, durch das die Elektronen von der Kathode 10

Es sind auch schon Strahlerzeugungssysteme be- hindurchtreten. Der äußere Teil des Wehnelt-Zylinkannt, die einen geraden Elektronenstrahl liefern und ders 14 bildet eine nach außen und unten konisch eine auf der Strahlachse angeordnete Ionenauffang- 5 verlaufende Wand 20. Koaxial zum Wehnelt-Zylinvorrichtung besitzen. Diese bekannten Systeme ent- der 14 ist eine weitere axialsymmetrische Elektrode halten eine Kathode, einen kappenförmigen Wehnelt- 22 angeordnet, die einen ringscheibenförmigen Teil Zylinder, zwei hintereinanderliegende rotaüonssym- 24 und einen zylindrischen Teil 26 aufweist. Der metrische, zur Achse koaxiale Elektroden, eine für ringscheibenförmige Teil. 24 ist unterhalb des Ionen undurchlässige Platte, die längs der Achse auf 10 Wehnelt-Zylindeis angeordnet, während der zylinder dem Wehnelt-Zylinder abgewandten Seite der drische Teil 26 den Wehnelt-Zylinder umgibt. Die zweiten Elektrode angeordnet ist, und eine rotations- Elektrode 22 liegt im Betrieb auf Kathodenpotential, symmetrische, hohlzylinderförmige Elektrode, die ko- Als nächstes folgt eine ebenfalls achssymmetrische axial zur Achse angeordnet ist und die undurchläs- Elektrode 28, die koaxial zum Wehnelt-Zylinder ansige Platte umgibt. Die bekannten Anordnungen sind 15 geordnet ist und im Betrieb auf etwa +6000 Volt besperrig und durch die vom Elektrodensystem geson- züglich der Kathode 10 gehalten wird. Die Elektrode derte Auffangplatte relativ aufwendig. 28 enthält einen hohlen Teil 30, dessen äußere und

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein innere Seite kegelstumpfförmig sind und dessen

Strahlerzeugungssystem mit einer auf der Achse eines .Spitze in den durch die kegelförmige Wand 20 des

geraden Elektronenstrahls angeordneten Ionenfalle 20 Wehnelt-Zylinders 14 gebildeten Raum reicht. Das

anzugeben, das eine möglichst gedrängte Bauweise obere Ende des Teiles 30 hat eine öffnung, durch die

ermöglicht, wie sie bei manchen Beschleunigungs- die Elektronen hindurchtreten können. Der untere

systemen und insbesondere in einem Elektronen- Teil 32 der Innenwand des hohlen Teiles 30 ist zylin-

mikroskop erwünscht ist. derförmig. Der konische Teil 30 ist über ein Zwi-

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß 25 schenstück 36 mit einem ringscheibenförmigen Teil

die Extraktionselektrode die Form eines hohlen Ke- 34 verbunden. Die untere Seite des Zwischenstückes

gelstumpfes hat, dessen schmaleres Ende dem Weh- 36 ist, wie dargestellt, ausgehöhlt, so daß ein Zwi-

nelt-Zylinder zugewandt ist, daß die zweite Elektrode schenraum zwischen der Elektrode 28 und einer fol-

einen zum Wehnelt-Zylinder hin gerichteten zentra- genden Elektrode 38 entsteht, wie noch erläutert

len, spitzen Teil aufweist und daß die rotationssym- 30 wird.

metrische, hohlzylinderförmige Elektrode den zentra- Die Formgebung der Unterseite des Wehnelt-Zy-

len, spitzen Teil umgibt. linders 14 sowie der Elektroden 22 und 28 bewirken

Bei dem vorliegenden Strahlerzeugungssystem in Kombination mit den angelegten Spannungen, daß wird also eine Linsenanordnung vorgesehen, durch sich der durch die Öffnung 18 tretende Strahl in die der Elektronenstrahl symmetrisch zu seiner Achse 35 radialer Richtung symmetrisch erweitert, während er ausgehöhlt und die Elektronen dann wieder zu einem nach unten wandert, so daß er die dargestellte kegel-Strahl vereinigt werden, so daß in der Mitte des Strah- förmige Gestalt annimmt. Der zylinderförmige untere les ein elektronenfreier Raum entsteht. In diesem Teil 32 beschleunigt die radiale Erweiterung des elektronenfreien Raum ist die Ionenfalle angeordnet. Strahls, da die Oberfläche 32 sich nicht vom Strahl Der Strahl wird dann durch eine weitere Linsen- 40 entfernt wie die oben ansetzende konische Innenanordnung fokussiert und durch eine Beschleuni- fläche. Der sich erweiternde Teil des Strahles scheint gungsanordnung beschleunigt, wobei die letzt- von einem Punkt 40 auszugehen, der im Schnittpunkt genannte Linsenanordnung und die Beschleunigungs- der Verlängerung der Einhüllenden des Strahles 12 anordnung ein Bauelement gemeinsam haben. Hegt. Der Strahl wird nun ausgehöhlt und dann in

Das vorliegende Strahlerzeugungssystem läßt sich 45 radialer Richtung zusammengezogen. Die Anordnung für die verschiedensten Zwecke verwenden, z. B. für zur Aushöhlung des Strahles umfaßt die rotations-Kathodenstrahlröhren, ein bevorzugtes Anwendungs- symmetrische Elektrode 38, die auf Kathodengebiet sind jedoch mit hoher Spannung arbeitende potential liegt. Die Elektrode 38 enthält einen spitzen Elektronenmikroskope, bei denen der Strahl weiter Teil 42, dessen Spitze zur Kathode hin gerichtet ist. beschleunigt wird. Hierbei können Defokussierungen 50 Der spitze Teil 42 wird durch eine Spinne 44 von des Strahles durch Änderungen der Spannung der einer Ringscheibe 46 gehaltert, die ebenfalls einen weiteren Beschleunigungsanordnung durch die Kon- Teil der Elektrode 38 bildet. In der Zeichnung sind struktion des Strahlerzeugungssystems sehr klein ge- nur zwei Streben der Spinne 44 sichtbar, selbstverhalten werden. ständlich kann die Spinne auch eine größere Anzahl

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher 55 von Streben, insbesondere drei, aufweisen,

erläutert, die einen Axialschnitt eines Teiles eines Der äußere Teil der Elektrode 38 ist hochgebogen

Elektronenmikroskops darstellt. und umfaßt die äußeren Ränder des ringschciben-

Das als Anwendungsbeispiel der Erfindung dar- förmigen Teiles 34 der Elektrcv-e 38. Der innere

gestellte Elektronenmikroskop enthält eine Faden- Rand der Ringscheibe 46 bildet einen hochstehenden

kathode 10, welche im Betrieb geheizt wird, auf einer 60 Kragen 48, dessen Innenwand zylindrisch ist und

hohen negativen Beschleunigungsspannung bezüglich dessen Außenwand konisch nach unten und außen

Masse liegt und Elektronen für einen zu erzeugenden verläuft. Der untere Teil der Ringscheibe 46 hat eine

Elektronenstrahl 12 emittiert. Die Fadenkathode 10 Ausnehmung für einen Teil einer Elektrode 52. Da

wird von einer kappenförmigen Gitterelektrode die Elektrode 38 im Betrieb auf einem hohen nega-

(Wehnelt-Zylinder) 14 umgeben, die im Betrieb be- 65 tiveri Potential, nämlich Kathodenpotential, und die

züglich der Kathode auf beispielsweise —45 Volt vor- Elektrode 28 auf einem demgegenüber hohen positi-

gespannt ist. Der Wehnelt-Zylinder 14 ist bezüglich ven Potential liegen, ist das Zwischenstück 36 der

der vertikalen Mittelachse symmetrisch, sein mittlerer Elektrode 28 ausgeschnitten, um Überschläge zwi-

sehen den Elektroden 28 und 38 zu verhindern. Durch den hochgebogenen äußeren Teil der Elektrode 38, der die Elektrode 28 umgibt, werden Überschläge zwischen der Elektrode 28 und einem nicht dargestellten Gehäuse des Elektronenmikroskops, das das beschriebene Strahlerzeugungssystem enthält, verhindert.

Die Form und die Anordnung des spitzen Teiles 42 und die an diesem Teil liegende negative Spannung bewirken eine Aushöhlung des Elektronen-Strahles, so daß innerhalb des Strahles ein elektronenfreier Raum entsteht, der den spitzen Elektrodenteil 42 unmittelbar umgibt und zur Achse des Strahles 12 symmetrisch ist.

Der Strahl wird anschließend wieder durch eine Anordnung radial eingeschnürt, welche die Elektroden 38,50 und 52 enthält. Die Elektrode 50, die ebenfalls achssymmetrisch ist, enthält einen äußeren ringscheibenförmigen Teil 54, einen Übergangsteü 56, Streben 58, die eine Halterungsspinne bilden, und einen mittleren, scheibenförmigen Teil 60. Der Übergangsteü 56, welcher eine konische Oberseite und eine etwas steiler als diese verlaufende konische Unterseite aufweist, verbindet den unteren ringscheibenförmigen Teil 54 der Elektrode 50 mit den Streben 58, die den scheibenförmigen Teil 60 haltern. Auch hier kann statt der dargestellten zwei Streben auch eine größere Anzahl, insbesondere drei, verwendet werden. Die Elektrode 50 liegt im Betrieb auf der gleichen hohen positiven Spannung bezüglich der Kathode 10 wie die Elektrode 28, so daß also die Streben 58 auf einer hohen positiven Spannung liegen und die Elektronen des Strahles 12 anziehen. Um die Schwächung des Strahles 12 durch die Streben 58 möglichst klein zu machen, sind sie im Schatten der auf Kathodenpotential liegenden Streben 44 angeordnet.

Die Elektrode 52, die auf Kathodenpotential liegt, besteht aus einer Ringscheibe 62, deren Innendurchmesser gleich dem des hochstehenden Kragens 48 der den Strahl 12 umfassenden Elektrode 38 ist, und einen hochstehenden zylindrischen Teil 64, der denselben Innendurchmesser hat wie die Ringscheibe, jedoch einen viel kleineren Außendurchmesser. Der zylindrische Teil 64 reicht nach oben bis zur Elektrode 38, in die er eingepaßt und mit der er elektrisch verbunden ist, so daß mit der Innenfläche des Kragens 48 eine lange zylindrische Äquipotentialfläche gebildet wird. Für die Streben 44 und 58 der Halterungsspinnen sind in das obere Ende des zylindrisehen Teiles 64 vertikale Schlitze 66 eingeschnitten. Für die Streben 44 ist keine Isolation erforderlich, die Streben 58 und der Übergangsteü 56 der Elektrode 50 sind durch das Vakuum gegen den zylindrischen Teil 64 isoliert. Die an den Elektroden 38, 50 und 52 liegenden Spannungen bewirken, daß die Elektronen einerseits durch die positive Spannung an der Scheibe nach innen gezogen und andererseits auch von der negativen Spannung an der Innenfläche der Elektroden 38 und 52 nach innen abgelenkt werden, so daß sich der Strahl wieder verdichtet, am Überkreuzungspunkt 68 zusammentrifft und von dort als massiver Strahl weiterläuft. Vom Punkt 68 laufen die Elektronen des Strahles 12 so weiter, als wie wenn sie von einem Punkt 70 ausgehen würden, wo sich die Tangenten an die den Strahl einhüllende Fläche schneiden. Auf die Elektroden 28, 38,50 und 52 folgt eine koaxiale und rotationssymmetrische Elektrode 72, die auf" einer Spannung von etwa 560 Volt bezüglich der Kathode 10 gehalten wird. Die Elektrode 72 weist einen äußeren ringscheibenförmigen Teil 74 und einen inneren blendenförmigen Teil 76 auf, die durch einen Übergangsteü 78 miteinander verbunden sind. Der blendenförmige Teil 76 reicht in den unteren Teil der Ringscheibe 62 hinein, um das elektrostatische Feld zu erzeugen, das bewirkt, daß der Strahl vom Punkt 70 auszugehen scheint. Der Durchmesser der Durchbrechung im blendenförmigen Teil 76 nimmt in Strahlrichtung zu. Der aus der Durchbrechung des blendenförmigen Teiles 76 austretende Strahl sieht also aus, als ob er vom Punkt 70 ausgehen würde, und er hat dieselbe Winkeldivergenz und Einhüllende als ob er vom Punkt 40 ausgehen würde. Ein Ion, das in dem unterhalb der Scheibe 60 liegenden Teils des Strahlerzeugungssystems entsteht, wird jedoch durch die Scheibe 60 aufgefangen. Das Ion kann die Kathode 10 also nicht treffen, und die Lebensdauer der Kathode wird dementsprechend durch die beschriebene Ionenfalle erheblich verlängert.

Der Elektronenstrahl wird dann durch die Elektrode 72 in Verbindung mit Elektroden 80 und 82 weiter beschleunigt und fokussiert, wobei die Elektrode 72 sowohl als Element der koaxialen Ionenfalle als auch als Element zur Strahlbeschleunigung arbeitet. Die achssymmetrische Elektrode 80 enthält einen äußeren ringscheibenförmigen Teil 84 und einen mittleren, hochstehenden Kragen 86 mit einer konischen Außenseite und einer zylindrischen Innenseite. Ferner enthält die Elektrode 80 einen nach unten reichenden hohlen Kragen 88 mit einer zylindrischen Innenfläche 90 und einer Außenfläche, die in dem an den ringscheibenförmigen Teil 84 angrenzenden Stück 92 zylindrisch und im folgenden Stück 94 konisch ist und die zylindrischen Flächen 90, 92 verbindet. Der Durchmesser der Innenfläche 90 ist größer als der der Innenfläche des Kragens 86. Am oberen Ende der zylindrischen Fläche 90 befindet sich eine blendenartige Scheibe 96. Die Öffnung in der Scheibe 96 kann, wie dargestellt, sanduhrförmig sein. Die Scheibe 96 ist dünner als der ringscheibenförmige Teil 84, sie liegt jedoch in der gleichen Ebene wie letzterer. Das obere Ende des Kragens 86 der Elektrode 80 erstreckt sich in den Übergangsteü 78 der Elektrode 72. An der Elektrode 80 kann eine Spannung von + 660 Volt liegen.

Die Elektrode 82 ist rotationssymmetrisch und liegt an einer Spannung von + 560 Volt. Sie weist einen äußeren ringscheibenförmigen Teil 98 mit nach unten gebogenem Rand 100 auf. Ferner hat sie einen mittleren ringscheibenförmigen Teil 102 mit einem sanduhrförmigen Loch, dessen oberer kegelstumpfförmiger Teil kürzer ist als der untere kegelstumpiförmige Teil. Die Form des Loches im ringscheibenförmigen Teil 102 hilft bei der Aufrechterhaltung der Strahlfokussierung mit. Die Elektrode 82 hat ferner einen Übergangsteil 104 mit einer konischen oberen Seite, deren Winkel mit dem der Fläche 94 der Elektrode übereinstimmt. Die konische Fläche 94 reicht in den Übergangsteü 104 hinein, weist von diesem jedoch einen gewissen Abstand auf. Die Außenseite des Übergangsteils 104 ist zylindrisch. Ein unterer Teil 106 der Elektrode 82, der ein von den Teilen 98, 100 und 104 getrenntes Bauteil sein kann, um die Herstellung zu erleichtern, ist auf das untere Ende der zylindrischen Außenfläche des Ubergangsteils 104

aufgepaßt. Der Teil 106 hat eine konische Innenfläche 108, deren Durchmesser in Strahlrichtung abnimmt. Unten ist der Teil 108 durch eine blendenartige Platte 10 abgeschlossen. Die Öffnung in der Platte 110 kann, wie dargestellt, einen keilförmigen Innenrand haben. In der durch die Fläche 108 zwischen dem ringscheibenförmigen Teil 102 und der Platte 110 gebildeten Kammer sind AT-Ablenkplatten 112 und F-Ablenkplatten 114 angeordnet, mit denen die Richtung des die Platte 110 durchsetzenden Strahles gesteuert werden kann.

Die soweit beschriebene Anordnung kann als vollständiges Strahlerzeugungssystem mit Ionenfalle verwendet werden, ohne eine weitere Beschleunigung zu benötigen. Es ist jedoch auch eine Nachbeschleunigung des Strahles möglich, insbesondere wenn das System in einem Elektronenmikroskop od. dgl. verwendet wird. Hierfür kann eine weitere, blendenförmige Beschleunigungselektrode 120 vorgesehen sein, die vom Strahl 12 durchsetzt wird und auf einer hohen positiven Spannung in der Größenordnung von 6,6 bis 33 kV liegen kann. Die Beschleunigungselektrode 120 kann nur eine von mehreren (z. B. bis zu 15) ähnlichen Elektroden sein, die. anschließend an die Elektrode 20 längs des Strahles angeordnet sind und auf sukzessive höheren positiven Spannungen liegen, von denen die höchste bis zu 500 kV betragen kann, wenn an der Elektrode 120 eine Spannung von 33 kV liegt. Die Spannung an den Beschleunigungselektroden, von denen nur die Elektrode 120 dargestellt ist, üben eine Linsenwirkung aus, die den Strahl zu defokussieren strebt, während er beschleunigt wird. Bei Verwendung des beschriebenen Strahlerzeugungssystem mit Beschleunigungselektroden, wie der Elektrode 120, braucht zur Nachfokussierung des Strahles 12 nur die Spannung am Wehnelt-Zylinder 14 geändert werden, wenn die Spannung an den Beschleunigungselektroden, z. B. der Elektrode 120, geändert wird. Die Beschleunigungselektrode 120 und etwa folgende Beschleunigungselektroden bilden nämlich nur eine schwache elektrostatische Linse mit sehr langer Brennweite. Die Elektroden 72, 80 und 82 bilden andererseits eine wesentlich stärkere elektrostatische Linse mit wesentlich kürzerer Brennweite. Wegen der Nähe dieser die Elektroden 72, 80 und 82 umfassenden starken Linse zur Elektrode 120 und den nachfolgenden Beschleunigungselektroden liegt die starke Linse mit den Elektroden 72, 80 und 82 in der Brennweite der die Elektrode 120 und die folgenden Elektroden enthaltenden Linse.

ίο Unter diesen Umständen vermag eine kleine Brennweitenänderung der stärkeren Linse mit den Elektroden 72, 80 und 82 eine durch eine große Spannungsänderung in der schwächeren Linse verursachte Brennweitenänderung.zu kompensieren. Die kleine Brennweitenänderung der die Elektroden 72, 80 und 82 enthaltenden Linse erfolgt durch Veränderung der Spannung am Wehnelt-Zylinder I4, während die Spannungen an den Elektroden 72, 80 und

,, 82 unverändert bleiben können. Da die Änderung der Spannung am Wehnelt-Zylinder 14 die Lage des Punktes 70 ändert, von dem aus die Elektronen des Strahles 12 auszugehen scheinen, ändert sich die Fokussierungswirkung der die Elektroden 72, 80 und 82 enthaltenden Linse.

Die Spannungsänderung am Wehnelt-Zylinder 14 beträgt in der Praxis etwa —45 bis etwa —60 Volt, oder etwa 33 °/o, wenn die Spannung an der Elektrode 120 von etwa 6,6 kV auf etwa 33 kV, also um etwa 500 %> geändert wird. Bei dem beschriebenen Strahlerzeugungssystem wird die Defokussierung des Strahles bei der weiteren Beschleunigung also sehr gering gehalten, und die zur Nachfokussierung erforderlichen Spannungsänderungen am Wehnelt-Zylinder, die entsprechend den Änderungen der Beschleunigungsspannung an den Beschleunigungselektroden, z. B. der Elektrode 120, vorgenommen werden müssen, sind relativ klein.

Die Elektroden können, mit Ausnahme der aus Wolfram bestehenden Kathode 10, aus irgendeinem unmagnetischen leitenden Werkstoff hergestellt werden, vorzugsweise bestehen sie aus rostfreiem Stahl.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 647/162

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahlerzeugungssystem mit einer Kathode, die einen auf einer Achse angeordneten Elektronen emittierenden Teil aufweist, einem kappenförmigen Wehnelt-Zylinder, der eine von der Achse koaxial durchsetzte kreisförmige* öffnung hat, einer ersten rotationssymmetrischen Extraktionselektrode, die dem Wehnelt-Zylinder benachbart ist, einer zweiten rotationssymmetrischen, zur Achse koaxialen Elektrode, die sich vom Wehnelt-Zylinder aus gesehen längs der Achse an einem Ort hinter der Extraktionselektrode befindet, einer als Ionenfalle wirkenden, auf der Achse angebrachten Auffangelektrode, die längs der Achse auf der dem Wehnelt-Zylinder abgewandten Seite der zweiten Elektrode angeordnet ist, und mit einer rotationssymmetrischen hohlzylinderförmigen Elektrode, die koaxial zur Achse angeordnet ist und die die Auffangelektrode umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionselektrode (28) die Form eines hohlen Kegelstumpfes hat, dessen schmaleres Ende (30) dem Wehnelt-Zylinder (14) zugewandt ist, daß die zweite Elektrode (38) einen zum Wehnelt-Zylinder hin gerichteten zentralen, spitzen Teil (42) aufweist und daß die rotationssymmetrische, hohlzylinderförmige Elektrode (52) den zentralen, spitzen Teil (42) um-. gibt.

2. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Elektrode (52) vom Wehnelt-Zylinder (14) aus gesehen über die als Ionenfalle wirkende Elektrode (50,60) hinausreicht und den Auffangteil (60) dieser Elektrode umgibt.

3. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der zylindrischen Elektrode (52) eine weitere achssymmetrische Fokussierelektrode (76) angeordnet ist.

4. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zwei achssymmetrische Beschleunigungselektroden (80, 82), die nacheinander hinter der Fokussierelektrode (76) angeordnet sind.

5. Strahlerzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der kegelstumpfförmigen Extraktionselektrode (28) und an der als Ionenfalle wirkenden Elek- 5^ trode (50,60) eine positive Spannung bezüglich des Wehnelt-Zylinders (40) liegt, daß an der zylindrischen Elektrode (52) und dem spitzen Teil (42) Kathodenpotential liegt und daß sich der ' Auffangteil (60) der als Ionenfalle wirkenden Elektrode (50) im elektronenfreien Raum des Elektronenstrahls befindet.

6. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten Beschleunigungselektrode (80) ein gegen die Kathode positives Potential liegt, das niedriger ist als ein an der kegelstumpfförmigen Elektrode (28) und der ionendurchlässigen Elektrode (50) liegendes, gegen die Kathode positives Potential, jedoch höher als ein an der Fokussierungselektrode (76) und der zweiten Beschleunigungselektrode (82) liegendes, ebenfalls gegen die Kathode positives Potential.

7. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine dritte achssymmetrische Beschleunigungselektrode (120), die koaxial zur Achse vom Wehnelt-Zylinder (14) aus gesehen hinter der zweiten Beschleunigungselektrode (82) angeordnet ist und auf einer bezüglich der Kathode positiven Spannung von der Größenordnung der an der kegelstumpfförmigen Elektrode (28) liegenden Spannung liegt.

8. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zwei Beschleunigungselektroden (80,82), die eine Linse kurzer Brennweite bilden, welche von der Kathode (10) aus gesehen hinter dem Wehnelt-Zylinder (14) liegt, und durch eine weitere Strahlbeschleunigungsanordnung, die mindestens eine weitere Beschleunigungselektrode (120) enthält, die längs des Strahlenbündels hinter der ersten und zweiten Beschleunigungselektrode (80,82) angeordnet ist, wobei die weitere Strahlbeschleunigungsanordnung eine Linse langer Brennweite bildet und die erste und die zweite Beschleunigurigselektrode (80,82) in die lange Brennweite der weiteren Beschleunigungsanordnung eintauchen, so daß eine Defokussierung des Strahles durch Änderung der an die weitere Beschleunigungsanordnung angelegten Beschleunigungsspannung durch eine wesentlich kleinere Spannungsänderung am Wehnelt-Zylinder (14) kompensierbar ist.