DE3038624C2 - Gasentladungs-Elektronenkanone mit einer Kaltkathode - Google Patents

Gasentladungs-Elektronenkanone mit einer Kaltkathode

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DE3038624C2 DE19803038624 DE3038624A DE3038624C2 DE 3038624 C2 DE3038624 C2 DE 3038624C2 DE 19803038624 DE19803038624 DE 19803038624 DE 3038624 A DE3038624 A DE 3038624A DE 3038624 C2 DE3038624 C2 DE 3038624C2
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    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/06Electron sources; Electron guns
    • H01J37/077Electron guns using discharge in gases or vapours as electron sources

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasentladungs-Elektronenkanone mi! einer Kaltkathode mit einem Kathodenblock, dessen Kathode eine konkave emittierende Oberfläche aufweist, und mit einem Anodenblock in Form eines hohlen Rotationskörpers, dessen Innenfläche einen der nichtemittierenden Kathodenfläche zugewandten und bezüglich der Kathode in einem Abstand kleiner als der zur Zündung einer Glimmentladung benötigte Mindestabstand liegenden Teil und einen anderen, dem Plasma eines negativen Glimmlichtes zugewandten und einen Kanal zum Herausführen des Elektronenstrahls über die Grenzen des Entladungsraumes der Kanone hinaus zur Auftreffplatte enthaltenden Teil aufweist.
Die Erfindung kann für Produktions- und wissenschaftliche Forschungszwecke bei der Herstellung von technologischen Elektronenstrahlanlagen in der Elektroncnstrahl-Technologie ausgenutzt werden.
Es ist eine Gasentladungs-Elektronenkanone mit einer Kaltkathode (GB-PS 11 45 013) bekannt, die eine mittels Kanälen mit Einrichtungen zum Einlassen und Auspumpen eines Gases verbundene Kammer enthält. Mit Hilfe dieser Einrichtungen wird das Gas bei der Arbeit der Kanone in das Innere der Kammer eingelassen und dort bei einem vorher festgelegten Druck gehalten. Innerhalb der Kammer ist ein Elektrodensystem mit einer von beiden Enden offenen Rohr-Anode, einer an einem der Enden der Anode liegenden Flachkathode und einer Steuerelektrode in Form einer Platte mit einem Loch montiert, durch das ein Elektronenstrahl hindurchtritt und mit dessen Hilfe bei Anlegen eines entsprechenden Potentials eine Stabilisierung oder Steuerung des Stroms des Elektronenstrahls verwirklicht wird.
Die Steuerelektrode liegt zwischen der Kathode und der Anode. Hierbei ist der Abstand zwischen der Stirnfläche der Anode und der Kathode sowie zwischen der Stirnfläche der Anode und der Steuerelektrode kleiner als der zur Zündung einer Entladung zwischen diesen Elektroden benötigte Mindestabstand. Ein von der Kathode entfernt liegender Teil der Innenfläche der Anode ist dem Plasma eines negativen Glimmlichtes zugewandt und erfüllt die Funktion eines Kanals zum Herausführen des Elektronenstrahls über die Grenzen des Entladungsraumes hinaus zur Auftreffplatte.
Bei Änderung der Bedingungen in der Kammer, in der die Einrichtung angeordnet wird, insbesondere bei Änderungen des Vakuums oder der Zusammensetzung des Gases, bei Änderung der Lage und der Fokussierung des Elektronenstrahls, ändern sich die elektrischen Parameter der Glimmentladung und die Geometrie des Elektronenstrahls.
Dieser Einfluß der Bedingungen in der Kammer auf die Arbeit der Elektronenkanone ist dadurch bedingt, daß der Kanal zur Gaszufuhr zum Entladungsraum mit einer Kammer verbunden ist, in der die Elektroden der Kanone untergebracht sind. Während des Betriebs erfolgt also bei einer Änderung der Zusammensetzung oder des Drucks des Gases in der Kammer eine Änderung dieser Parameter auch in der Kanone, was ihre Betriebsstabilität beeinflußt. Die Einführung zusätzlicher Steuerelektroden in die Konstruktion der Kanone
sowie das Anlegen einer Potentialdifferenz zwischen der Anode und der Steuerelektrode zwecks Kompensation des Einflusses der Änderung der Bedingungen in der Kammer komplizieren die Elektronenkanone und können eine zusätzliche Ursache ihrer Betriebsunsicherheit sein, was mit einer Instabilität der Entladung zwischen Steuerelektrode und Anode, besonders bei hohen Gasdrücken, zusammenhängt
Es ist auch eine Gasentladungs-Elektronenkanone mit einer Kaltkathode der eingangs genannten Art (GB-PS 14 61 415) bekannt
Der Anodenblock weist eine den nichtemittierenden Teil der Kathode umfassende zylindrische Oberfläche, eine gegenüber der emittierenden Kathodenfläche liegende flache Oberfläche, die mit einem Loch zum Durchtritt des Elektronenstrahls über die Grenzen des Entladungsraumes hinaus zur Auftreffplatte versehen ist and eine am Loch anliegende zylindrische Oberfläche auf, die sich in Ausbreitungsrichtung dis Elektronenstrahls um einen Abstand größer als die minimale Lochbreite fortsetzt Die den nichtemittierenden Teil der Kathods umfassende zylindrische Oberfläche und der flache Teil der Oberfläche des Anodenblocks liegen von der Außenfläche der Kathode um einen Abstand entfernt, der kleiner als der zur Zündung einer Glimmentladung zwischen ihnen benötigte Mindestabstand ist Ein Teil der am Loch anliegenden Innenfläche ist dem Plasma des negativen Glimmlichtes zugewandt und übernimmt die Funktion des Kanals zum Herausführen des Elektronenstrahls über die Grenzen des Entladungsraumes hinaus. Hierbei werden die Parameter der Glimmentladung in der Kanone derart gewählt daß der Elektronenstrahl die Grenze des Plasmas des negativen Glimmlichts im Bereich eines durch die am Anodenloch anliegende Oberfläche beschränkten Volumens kreuzt Zur Steuerung der elektrischen Parameter der Kanone und zu ihrer Stabilisierung wird die Anode an den Mittelabgriff eines zwischen der Kathode und Auftreffplatte (Werkstück) geschalteten Spannungsteilers angeschlossen. Durch Zuführung und Änderung eines Minuspotentials an die Anode gegen die Auftreffplatte wird die als zusätzliche Elektronenquelle dienende Glimmentladung mit einer Hohlkathode zwischen der Anode und der Auftreffplatte gezündet und aufrechterhalten.
Die Gaszufuhr erfolgt unmittelbar in die Kammer, in der die Elektroden der Kanone und die Auftreffplatte untergebracht sired, über einen in der Kammerwand verlaufenden Kanal. Die Parameter der Entladung in die Kanone unterliegen dem Einfluß der Bedingungen in der Kammer, in der sie liegt, während der Anschluß der Anode an den Mittelabgriff des Spannungsteilers zu einer instabilen Arbeit der Kanone beiträgt. Darüber hinaus trägt die Zufuhr des Arbeitsgases in die Kammer, in der sich die Kanone und die Auftreffplatte befinden, zu einem instabilen Betrieb der Kanone infolge Änderung der Zusammensetzung des Gases und Störung der elektrischen Festigkeit der Gasentladungsstrecke bei. Die Ausführung der dem Plasma zugewandten Fläche in Form einer zylindrischen Fläche mit einem konstanten Querschnitt verringert den Arbeitsbereich der Parameter der Glimmentladung in der Kanone und verhindert deren Leistungssteigerung. So treten mit der Leistungssteigerung der Kanone, begleitet von einer Annäherung des Plasmas an die emittierende Kathodenfläche, eine Erweiterung der Emitterzone der Kathodenfläche, eine Vergrößerung des Durchmessers des Elektronenstrahls und eine Erhöhung der sich an der Anode infolge des Einfangens von Elektronen aus dem Elektronenstrahl selbst durch die Anode und des Einfangens von bei der Bewegung im Entladungsraum gestreuten Elektronen entwickelnden Leistung ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasentladungs-Elektronenkanone mit einer Kaltkathode der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Ausführung der Innenfläche des Anodenblocks eine Erhöhung der Betriebssicherheit der Gasentladungs-Elektronenkanone und deren Leistungssteigerung gewährleistet
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der dem Plasma des negativen Glimmlichtes zugewandte Teil der Innenfläche des Anodenblocks aus drei in Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls aufeinander folgenden Flächen besteht, von denen die der Kathode am nächsten liegende erste Fläche einen mit einem Meßkanal für den Gasdruck im Entladungsraum verbundenen Hohlraum bildet und einen Querschnitt aufweist, der in Ausbreitungsrichtung' des Elektronenstrahls in der Weise abnimmt daß sich die Querabmessung der Grenze des Plasmas des negativen Glimmlichtes bei Änderung der Parameter der Glimmentladung entsprechend dem Längsmaß des Kathodenfallgebietes derart ändert, daß die Lage des Brennpunktes des Elektronenstrahls konstant gehalten wird, von denen die auf die erste Fläche folgende zweite Fläche als eine einen mit einem Kanal zur Gaszufuhr zum Entladungsraum verbundenen Ringraum bildende .Ringfläche ausgebildet ist, an deren der Kathode abgewandten unterem Teil der untere Teil einer Hülse befestigt ist, die in einem Bereich des Brennpunktes des Elektronenstrahls liegt, deren Innendurchmessex größer als der Durchmesser des Elektronenstrahls in seinem Brennpunkt ist und bei der der obere Teil der Außenfläche von der Ringfläche in einem Abstand liegt, der kleiner als die mittlere freie Weglänge der Moleküle des in Richtung der Kathode zugeführten Gases ist, und von denen die auf die Ringfläche folgende dritte Fläche als eine den Kanal zum Herausführen des Elektronenstrahls über die Grenzen des Entladungsraumes der Kanone hinaus bildenden Fläche ausgeführt ist
Vorzugsweise wird zur Verringerung der Abmessungen der Kanone, des Metallaufwandes für die Konstruktion und zur Verbesserung der Fokussierung des Elektronenstrahls die den Kanal zum Herausführen des Elektronenstrahls bildende Fläche von einer magnetischen Linse umschlossen, deren Fokalebene zwischen der unteren und der oberen Stirnfläche der
so Hülse liegt Die Verwendung einer magnetischen Linse zur Fokussierung des Elektronenstrahls ist bei einer Gasentladungs-Elektronenkanone mit eine- Kaltkathode aus der FR-OS 23 44 120 bekannt
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß zur wesentlichen Leistungssteigerung, zur Sicherung der Stabilität des Betriebs der Kanone und zur Verringerung der Querabmessungen der Kanone die Wände des Anodenblocks als Doppelwand ausgeführt und zwischen ihnen Rohrleitungen des Kanals zur Gaszufuhr zum. Entladungsraum und des Meßkanals für den Gasdruck im Entladungsraum spiralförmig verlaufen, deren Außenflächen mit der Innenfläche der Wände Kühlkanäle für den Anodenblock unter Benutzung eines strömenden Kühlmittels bilden.
Die Gasentladungs-Elektronenkanone nach der Erfindung gestattet es, die Stabilität der elektronenoptischen Eigenschaften der Entladung in der Kanone zu
erhöhen, die Konstanz der Geometrie des Elektronenstrahls zu sichern, den Arbeitsbereich der Gasdrücke im Entladungsraum zu erweitern und die Abhängigkeit der Parameter der Entladung in der Kanone von den Bedingungen in der Kammer, in die der Elektronenstrahl herausgeführt wird, zu verringern oder vollständig zu beseitigen. Darüber hinaus gestattet es die erfindungsgemäße Gasentladungs-Elektronenkanone mit einer Kaltkathode, die Abmessungen der Elektronenkanone ohne Verschlechterung der Fokussierung des Elektronenstrahls zu vermindern und die Leistung der Kanone wesentlich zu erhöhen.
Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt die Gesamtansicht des Ausführungsbei- !5 spiels einer erfindungsgemäßen Elektronenkanone mit einer Kaltkathode.
Die Elektronenkanone enthält einen Kathodenblock 1, der aus einer sich auf einen Isolator 3 stützenden eigentlichen Kathode 2 besteht. Die Kathode 2 hat eine emittierende konkave Fläche 4 und eine nichtemittierende Fläche 5. Der Anodenblock 6 enthält eine Innenfläche, deren Teil 7 der nichtemittierenden Fläche 5 der Kathode 2 zugekehrt ist, während der andere Teil 8 einem Plasma 9 eines negativen Glimmlichtes zugewandt ist. Der Anodenblock 6 weist ferner einen Kanal 10 zum Herausführen des Elektronenstrahls über die Grenzen des Entladungsraumes hinaus zu einer Auftreff platte 11 auf.
Der Teil 7 der Innenfläche des Anodenblocks 6 liegt ^o von der nichtemittierenden Fläche 5 der Kathode 2 um einen Abstand entfernt, der kleiner ist als der zur Zündung einer Glimmentladung zwischen dem Anodenblock 6 und der Kathode 2 benötigte Mindestabstand.
Der dem Plasma 9 des negativen Glimmlichtes zugekehrte Teii 8 der Innenfläche des Anodenblocks 6 ist in Form dreier, in Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls hintereinander angeordneter Flächen 12,13,14 eines Rotationskörpers ausgeführt.
Die Fläche 12 bildet einen mit einem Meßkanal 15 für den Gasdruck im Entladungsraum über ein Loch 16 verbundenen Hohlraum. Der Querschnitt der Fläche 12 nimmt in Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls in der Weise ab, daß sich die Querabmessung einer Grenze 17 des Plasmas des negativen Glimmlichtes entspre- ^ chend der Länge 18 des Kathodenfallgebiets ändert. Dies gestattet es, die Lage des Brennpunktes 19 des Elektronenstrahls konstant zu halten. Dadurch gelingt es, die Steigerung einer sich im Anodenblock 6 bei einer Leistungssteigerung im Elektronenstrahl 20 entwickelnden Leistung zu verringern oder zu beseitigen.
Die Fläche 13 bildet einen Ringraum 21, in dem der Druck des der Kanone über einen mit einem Hohlraum 21 über ein Loch 23 verbundenen Gaszufuhr-Kanal 22 zugeleiteten Gases ausgeglichen wird. Am unteren Teil der Fläche 13 ist der untere Teil einer Hülse 24 befestigt, die im Bereich des Brennpunktes 19 des Elektronenstrahls 20 untergebracht wird.
Zur Minderung der sich im Anodenblock 6 durch den Elektronenstrahl 20 und die in dem den Entladungsraum füllenden Gas gestreuten Elektronen entwickelnden Leistung ist der Durchmesser der Hülse 24 größer als der Durchmesser des Strahls im Brennpunkt 19.
Der obere Teil der Außenfläche der Hülse 24 liegt von der Ringfläche 13 und der Fläche 12 in einem Abstand, der kleiner als die mittlere freie Weglänge der Gasmoleküle ist, wodurch ein Spalt 25 gebildet wird, durch den das Gas in Richtung der Kathode 2 geliefert wird. Dadurch werden ein Eindringen der Entladung in den Hohlraum 21 unmöglich sowie eine ausreichende Stärke des aus dem Spalt 25 unmittelbar in den Entladungsraum der Kanone einströmenden Gasstroms und dessen effektive Durchmischung erreicht und die Stabilität der Parameter der Entladung in der Kanone während des Betriebes erhöht.
Die Fläche 14 ist zylindrisch ausgeführt und bildet einen Kanal zum Herausführen des Elektronenstrahls 20 über die Grenzen des Entladungsraumes hinaus.
Der Kanal 10 ist von außen durch eine magnetische Linse 26 umfaßt. Die optimale Lage der Linse 26 wird dann erreicht, wenn der Brennpunkt 19 des Elektronenstrahls 20 mit der Fokalebene der magnetischen Linse 26 bei einer minimalen Brennweite der magnetischen Linse 26 ungefähr zusammenfällt. Die Änderung dieser Lage führt entweder zu einer Verschlechterung der Fokussierung des Elektronenstrahls 20 auf der Auftreffplatte 11 oder trägt zu einer Vergrößerung der geometrischen Abmessungen des Kanals 10 zum Herausführen des Strahls bei.
Zur Leistungssteigerung der Kanone ist der Anodenblock 16 mit einer Zwangskühlung versehen. Zu diesem Zweck sind die Wände des Anodenblocks 6 als Doppelwand ausgeführt und dazwischen spiralförmig die Rohrleitungen des Gaszufuhrkanals 22 zum Entladungsraum und des Meßkanals 15 für den Gasdruck im Entladungsraum eingelassen, deren Außenfläche mit der Innenfläche der Wände Kühlkanäle 27 für den Anodenblock 6 unter Benutzung eines strömenden Kühlmittels 28 (Wasser) bilden. Durch die Kanäle 27 werden die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels 28 und die Effektivität der Abkühlung des Anodenblocks 6 erhöht Der Anodenblock 6 weist Stutzen 29 zur Zu- und Ableitung des Kühlmittels 28 auf.
Die Gasentladungs-Elektronenkanone mit einer Kaltkathode arbeitet wie folgt
Bei Gaszufuhr von einer (in der Zeichnung nicht gezeigten) Einrichtung zum Gaseinlassen über den Gaszufuhrkanal 22 zum Entladungsraum über das Loch 23, den Ringraum 21 und den Abstand 25 zwischen der Hülse 24 und der Fläche 13 in den Entladungsraum der Kanone wird dort ein erforderlicher Gasdruck eingestellt. Der genannte Gasdruck wird durch ein (in der Zeichnung nicht angedeutetes) Vakuummeter überwacht, das an den Gasdruck-Meßkanal 15 im Entladungsraum angeschlossen ist. Dann wird zwischen dem Kathodenblock 1 und dem Anodenblock 6 eine erforderliche Potentialdifferenz angelegt. Unter diesen Bedingungen zündet im Entladungsraum der Gasentladungs-Eiektronenkanone eine Hochspannungs-Glimmentladung, für die das Vorhandensein zweier Gebiete, nämlich eines Gebiets des den durch die Flächen 12,13 und 14 begrenzten Hohlraum des Anodenblocks 6 füllenden Plasmas 9 des negativen Glimmlichtes und eines zwischen der Grenze 17 des Plasmas des negativen Glimmlichtes und der emittierenden Fläche 4 der Kathode 2 liegenden und ein relativ geringes Längsmaß 18 aufweisenden Kathodenfallgebietes kennzeichnend ist In den Grenzen dieses Gebiets ist praktisch die gesamte Potentialdifferenz zwischen der Kathode 2 des Kathodenblocks 1 und dem Anodenblock 6 angelegt Es entsteht aber im Raum zwischen der nichtemittierenden Fläche 5 der Kathode 2 und der Fläche 7 des Anodenblocks 6 mit dem Isolator 3 keine Entladung infolge eines geringen Abstandes zwischen diesen Flächen.
Das durch die Grenze 17 des Plasmas 9 des negativen
Glimmlichtes, die emittierende Fläche 4 und den daran anliegenden Teil der nichtemittierenden Fläche 5 der Kathode 2 beschränkte Kathodenfailgebiet stellt ein kombiniertes Ionen-Elektronensystem dar, wobei durch den lonenbeschuß aus dem Plasma 9 des negativen Glimmlichtes und den Beschüß durch schnelle neutrale Teilchen die harte emittierende Fläche 4 der Kathode 2 Elektronen emittiert. Hierbei stellt die Grenze 17 des Plasmas 9 des negativen Glimmlichtes eine positive Ionen emittierende Fläche dar. Die Ionen erfahren bei der Bewegung von der Grenze 17 des Plasmas 9 des negativen Glimmlichtes eine Umladung, worauf sich schnelle neutrale Teilchen bilden, und schaffen die erforderliche Verteilung der Stromdichte über die emittierende Fläche 4 der Kathode 2.
Die Elektronenbahnen im Strahl werden durch die Konfiguration des elektrischen Feldes in den Grenzen des Kathodenfallgebiets, besonders in der Nähe der emittierenden Fläche 4 der Kathode 2, bestimmt, während die lonenbahnen durch die Verteilung des elektrischen Feldes in der Nähe der Grenze 17 des Plasmas 9 des negativen Glimmlichtes festgelegt werden.
Bei Änderung der Parameter der Entladung ändert sich aber die Konfiguration der Grenze 17 des Plasmas 9 des negativen Glimmlichtes, es ändern sich also die Bahnen der positiven Ionen und die Konfiguration des elektrischen Feldes innerhalb des Kathodenfallgebiets, was eine unerwünschte Senkung des Wirkungsgrades der Elektronenkanone zur Folge haben kann.
Da der Teil 12 der Innenfläche 8 des Anodenblocks 6 einen Querschnitt aufweist, der in Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls 20 in der Weise abnimmt, daß sich die Querabmessung der Grenze 17 des Plasmas 9 des ) negativen Glimmlichtes entsprechend dem Längsmaß 18 des Kathodenfallgebiets derart ändert, daß die Lage des Brennpunktes 19 praktisch konstant bleibt, geschieht bei Änderung der Parameter der Glimmentladung in den Grenzen des Arbeitsbereiches keine
ι» unerwünschte Senkung des Wirkungsgrades der Kanone aufgrund einer Änderung der Geometrie des Elektronenstrahls 20, besonders in der Nähe der Hülse 24.
Der über die Grenzen des Entladungsraumes hinausgehende, nach dem Durchgang der Hülse 24 divergierende Elektronenstrahl 20 wird mit Hilfe der magnetischen Linse 26 fokussiert und zur Auftreffplatte 11 über den Kanal 10 zum Herausführen des Elektronenstrahls herausgeführt, ohne daß er die Innenfläche 14 berührt.
Zur Leistungssteigerung der Kanone und zur Erhöhung der Stabilität ihrer Arbeit (speziell in unberechenbaren Betriebsarten) wird den Kanälen 27 das strömende Kühlmittel 28 (Wasser) über die Stutzen 29 zu- und davon abgeleitet.
Bei der Gasentladungs-Elektronenkanone nach der vorliegenden Erfindung ist also die Zuverlässigkeit und die Stabilität der Arbeit erhöht, der Materialaufwand für ihre Konstruktion ist gesenkt und ihre Leistung gesteigert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Gasentladungs-Elelctronenkanone mit einer Kaltkathode mit einem Kathodenblock, dessen Kathode eine konkave emittierende Oberfläche aufweist, und mit einem Anodenblock in Form eines hohlen Rotationskörpers, dessen Innenfläche einen der nichtemittierenden Kathodenfläche zugewandten und bezüglich der Kathode in einem Abstand kleiner als der zur Zündung einer Glimmentladung benötigte Mindestabstand liegenden Teil und einen anderen, dem Plasma eines negativen Glimmlichtes zugewandten und einen Kanal zum Herausführen des Elektronenstrahls über die Grenzen des Entladungsraumes der Kanone hinaus zur Auftreffplatte enthaltenden Teil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dei dem Plasma (9) des negativen Glimmlichtes zugewandte Teil (8) der Innenfläche des Anodenblocks (6) aus drei in Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls aufeinander folgenden Flächen besteht, von denen die der Kathode (2) am nächsten liegende erste Fläche (12) einen mit einem Meßkanal (15) für den Gasdruck im Entladungsraum verbundenen Hohlraum bildet und einen Querschnitt aufweist, der in Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls (20) in der Weise abnimmt, daß sich die Querabmessung der Grenze (17) des Plasmas (9) des negativen Glimmlichtes bei Änderung der Parameter der Glimmentladung entsprechend dem Längsmaß (18) des Kathodenabfallgebietes derart ändert, daß die Lage des Brennpunktes (19) des Elektronenstrahls (20) konstant gehalten wird, von denen die auf die erste Fläche (12) folgende zweite Fläche als eine, einen mit einem Kanal (22) für eine Gaszufuhr zum Entladungsraum verbundenen Ringraum (21) bildende Ringfläche (13) ausgebildet ist, und deren der Kathode (2) abgewandten unteren Teil der untere Teil einer Hülse (24) befestigt ist, die in einem Bereich des Brennpunktes (19) des Elektronenstrahls (20) liegt, deren Innendurchmesser größer als der Durchmesser des Elektronenstrahls (20) in seinem Brennpunkt (19) ist und bei der der obere Teil der Außenfläche von der Ringfläche (13) in einem Abstand liegt, der kleiner als die mittlere freie Weglänge der Moleküle des in Richtung der Kathode (2) zugeführten Gases ist, und von denen die auf die Ringfläche (13) folgende dritte Fläche als eine den Kanal (10) zum Herausführen des Elektronenstrahls (20) über die Grenzen des Entladungsraumes der Kanone hinaus bildende Fläche (14) ausgeführt ist.
2. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kanal (10) zum Herausführen des Elektronenstrahls (20) über die Grenzen des Entladungsraumes hinaus bildende Fläche (14) von einer magnetischen Linse (26) umschlossen ist, deren Fokalebene zwischen der unteren und der oberen Stirnfläche der Hülse (24) liegt.
3. Elektronenkanone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Anodenblocks (6) als Doppelwand ausgeführt sind und zwischen ihnen Rohrleitungen des Kanals (22) zur Gaszufuhr zum Entladungsraum und des Meßkanals (15) für den Gasdruck im Entladungsraum spiralförmig verlaufen, deren Außenflächen mit der Innenfläche der Wände Kühlkanäle (27) für
den Anodenblock (6) unter Benutzung eines strömenden Kühlmittels (28) bilden.
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