In der Computertomographie tritt das Problem auf, einen Elek
tronenstrahl von einer Kreisbahn auf eine parallel zu dieser
versetzte Kreisbahn abzulenken, ohne daß sich seine charakte
ristischen Strahlgrößen (Teilchenenergie, Strahl-Emittanzen,
etc.) durch diesen Bustransfer ändern. Eine derartige Aufgabe
liegt z. B. in einem Elektronenstrahl-Computertomographen vor,
der eine Ringanode aufweist, die durch einen Elektronenstrahl
zur Erzeugung von Röntgenstrahlung längs ihres Umfanges
lückenlos abgetastet werden soll, wobei der Elektronenstrahl zu
nächst von einer für den Strahleinschuß vorgesehenen Kreis
bahn auf eine andere, parallele Kreisbahn und von dort auf
die Anode abgelenkt wird.The problem occurs in computer tomography, an elec
Trone beam from a circular path to a parallel to this
to deflect staggered circular path without changing its character
realistic beam sizes (particle energy, beam emittances,
etc.) change through this bus transfer. Such a task
lies z. B. in an electron beam computer tomograph,
which has a ring anode through an electron beam
for generating x-rays along their circumference
to be scanned continuously, with the electron beam
next from a circle intended for beam injection
orbit to another, parallel circular path and from there on
the anode is deflected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Strahl
transport in einfacher Weise ohne zusätzliche Korrekturele
mente vor oder nach der Transferstelle erfolgt.The invention has for its object a device
of the type mentioned in such a way that the beam
transport in a simple manner without additional corrections
before or after the transfer point.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale
des Patentanspruches 1. Bei der Weiterbildung gemäß dem Pa
tentanspruch 2 erfolgt in sehr einfacher Weise eine Kompensa
tion der Streufelder.According to the invention, this object is achieved by the features
of claim 1. In the training according to Pa
claim 2 is a compensation in a very simple manner
stray fields.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von zwei in den Fig. 1
und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2.
In den Figuren ist der von einer nicht dargestellten Elektro
nenkanone erzeugte Elektronenstrahl 1 dargestellt, der eine
ringförmige Solenoidspule 2 durchsetzt und von einer Kreis
bahn auf die andere abgelenkt werden soll. Hierzu sind gemäß
Fig. 1 zwei magnetische Dipole 4, 5 vorgesehen, die entgegen
gesetzt polarisiert sind und den Elektronenstrahl 1 um je
weils 90° umlenken. Im Bereich des Strahltransfers wird der
Strom der Solenoidspule 2 abgeschaltet, um eine Ablenkung des
Elektronenstrahls senkrecht zur Transferebene zu vermeiden.
In Fig. 1 und 2 sind zwei Solenoidspulen dargestellt, um den
strom- und damit feldfreien Raum zu kennzeichnen. In der Rea
lität ist die Solenoidspule selbstverständlich geschlossen,
da das Solenoidfeld die Raumladungseffekte des Elektronen
strahls kompensieren muß. An den Strahlein- und Strahlaus
trittsseiten dieser einfachen Dipol-Spulenanordnung treten
Streufelder auf, die, wie dies in Fig. 1 gestrichelt darge
stellt ist, eine unerwünschte Beeinflussung des Elektronen
strahls 1 bewirken und die Elektronen in die Windungen der
Solenoidspule ablenken.In the figures, the electron beam 1 generated by a non-illustrated electric cannon is shown, which passes through an annular solenoid coil 2 and is to be deflected from one circular path to the other. For this purpose, according to FIG. 1, two magnetic dipoles 4, 5 are provided which are oppositely polarized and deflect the electron beam 1 to weils per 90 °. In the area of the beam transfer, the current of the solenoid coil 2 is switched off in order to avoid deflection of the electron beam perpendicular to the transfer plane. In Figs. 1 and 2, two solenoid coils are shown, to indicate the current and hence field-free space. In reality, the solenoid coil is of course closed, since the solenoid field must compensate for the space charge effects of the electron beam. On the beam and beam exit sides of this simple dipole coil arrangement, stray fields occur which, as shown in dashed lines in FIG. 1, cause an undesirable influence on the electron beam 1 and deflect the electrons into the turns of the solenoid coil.
Die Anordnung nach Fig. 1 und 2 soll den Transfer von der für
den Strahleinschuß vorgesehenen Bahn auf eine Bahn leiten,
von der aus die Elektronen mit Hilfe weiterer Magnetfelder
unterbrechungsfrei auf die ringförmige Anode 10 einer Rönt
genröhre gelenkt werden.The arrangement according to FIGS. 1 and 2 is intended to guide the transfer from the path provided for the beam shot to a path from which the electrons are directed without interruption to the ring-shaped anode 10 of an X-ray tube with the aid of further magnetic fields.
In Fig. 1 verursachen die Streufelder eine Ablenkung des
Elektronenstrahls senkrecht zur Blattebene, wodurch die Elek
tronen aus dem Einflußbereich der zweiten Solenoidspule 3 ge
streut werden und unkontrollierbar weiterfliegen. Aus diesem
Grund ist die Anordnung nach Fig. 1 ohne eine Streufeld-Kom
pensation für den Bahntransfer nicht geeignet.In Fig. 1, the stray fields cause a deflection of the electron beam perpendicular to the sheet plane, whereby the elec trons are scattered ge from the area of influence of the second solenoid coil 3 and continue to fly uncontrollably. For this reason, the arrangement according to FIG. 1 is not suitable for a rail transfer without a stray field compensation.
Gemäß Fig. 2 besteht deshalb die Ablenkvorrichtung aus den
beiden magnetischen Dipolen 6, 7, die entgegengesetzt polari
siert sind, sowie den ebenfalls entgegengesetzt polarisierten
magnetischen Dipolen 8, 9. Alle Dipole 6 bis 9 können von Ma
gnetspulen gebildet sein. Die Komponenten 6, 8 und 7, 9 bil
den die Polpaare.According to FIG. 2, therefore, the deflection device consists of the two magnetic dipoles 6 , 7 , which are polarized in opposite directions, and the likewise polarized magnetic dipoles 8 , 9 . All dipoles 6 to 9 can be formed by magnetic coils. Components 6 , 8 and 7 , 9 form the pole pairs.
Die Kompensationsdipole 8, 9 werden mit einem höheren Strom
als die eigentlichen Ablenkdipole 6, 7 gespeist. Die Streu
felder der Kompensationsdipole 8, 9 sind gegenüber denen der
Ablenkdipole 6, 7 entgegengesetzt polarisiert, so daß die
Überlagerung der Felder zur Auslöschung führt. Der Elektro
nenstrahl 1 kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, ohne
eine Beeinflussung der Streufelder außerhalb der Vier
fachanordnung 6 bis 9 auf eine zweite Kreisbahn versetzt wer
den. Der Elektronenstrahl 1 wird hierbei in jeder der beiden
Paare 6, 8 bzw. 7, 9 um 45° anstatt um 90° abgelenkt.The compensation dipoles 8 , 9 are fed with a higher current than the actual deflection dipoles 6 , 7 . The stray fields of the compensation dipoles 8 , 9 are polarized opposite to those of the deflection dipoles 6 , 7 , so that the superimposition of the fields leads to extinction. The electric nenstrahl 1 can, as shown in Fig. 2, without influencing the stray fields outside the four-fold arrangement 6 to 9 on a second circular path who who. The electron beam 1 is deflected in each of the two pairs 6 , 8 and 7 , 9 by 45 ° instead of 90 °.