JP2023176007A - 電子銃および電子銃の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】カソードに形成される貫通孔を良好に整形することやカソードに形成される貫通孔からの電子の放出を抑制することが可能な電子銃を提供する。
【解決手段】金属基体と電子放出物質とを備えて電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、貫通孔２ａの内面部分に、該貫通孔２ａの該内面部分の金属基体から電子放出物質が除去された部分が設けられた金属基体層１７を有する。
【選択図】図７
【解決手段】金属基体と電子放出物質とを備えて電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、貫通孔２ａの内面部分に、該貫通孔２ａの該内面部分の金属基体から電子放出物質が除去された部分が設けられた金属基体層１７を有する。
【選択図】図７
Description
この発明は、電子銃に関し、特に、電子線発生装置、Ｌｉｎａｃ（線形加速器）、ＴＷＴ（進行波管）、クライストロンなどを動作させるために電子を供給する電子銃および電子銃の製造方法に関する。
電子ビームを利用するアプリケーションとしての電子線発生装置、Ｌｉｎａｃ、ＴＷＴ、クライストロンなどにおいては、図１８に示すように、金属基体に熱電子放出物質を、吹き付け、塗り込み、または含浸させるなどしたカソード１０２をヒータ１０５により加熱することによって熱電子放出させる電子銃１０１が備えられる。従来の電子銃１０１は、電子を一定方向に向かって運動させ、また、ビームを収束させるために、アノード１０３やウェネルト１０４に、カソード１０２に対して正の電位を与えて使用する。図１８に示す２極の構成に加えて、図１９に示すように、グリッド１０６を配置して３極とし、カソード１０２に対して正の制御電圧を加えることにより、電子の流れる量を制御する方法もある。また、グリッド１０６に、カソード１０２に対して負の電位を印加することにより電子の流れを電界で遮断し、カットオフ状態とする制御が行え、カソード１０２とアノード１０３間の高電圧を制御するよりも簡便に電子の流れを制御できる。
図１８と図１９とのいずれの場合も、電子銃１０１から電子が放出され、電界または磁界により一定方向に向けてビームが収束されて、例えば、電子が直接利用されたり、電子をターゲットに衝突させた時のエネルギーでＸ線などを発生させることに利用されたりし、また、より高い電子のエネルギーを得るためＬｉｎａｃのように高周波電界などで電子を加速してエネルギーを増加させたり、ＴＷＴやクライストロンのように電子の流れを高周波電界によって進行／遅延させて変調したりするアプリケーションがある。
上記のアプリケーションのいずれの場合にも、電子ビームの全てが次のセクション（例えば、ＬｉｎａｃやＴＷＴなど）に伝達されるのではなく、必ず反射が生じ、一部が電子銃１０１側に戻ってくる（特許文献１参照）。また、電子の衝突によって２次電子が発生し、それが電子銃１０１側に進行してくる場合がある。さらに、電子からエネルギーを受けたイオンが電子銃１０１側に進行してくることもある。いずれの場合においても、電子、２次電子、或いはイオンが持つエネルギーによってグリッド１０６やカソード１０２に衝突した際に熱となり、ダメージを与えることが多い。そこで、カソードから放出された電子のうちの一部や、電子が当たって発生する２次電子およびイオンがカソードへと帰還することによるカソードの昇温を避けるために、カソードの中心に貫通孔を形成してホローカソードやハローカソードと呼ばれる構造として、バックボンバードメント（カソードから放出された電子であって、加速位相にある電子が、高周波電界からエネルギーを得てカソードに戻り、衝突する現象）によるカソードの加熱を防止する方法が知られている（特許文献２参照）。
ところで、ホローカソード／ハローカソードでは、カソードに形成される貫通孔の内面などから放出される電子が電子の軌道を乱したり、ビーム形成を阻害したり、暗流と呼ばれる不必要なリーク電流を発生させる問題があった。また、カソードに形成される貫通孔内に蒸発やスパッタにより飛散したエミッター材が付着すると、このエミッター材から電子放出が起こり、同様に電子の軌道を乱したり、ビーム形成を阻害したり、暗流を発生させる問題があった。
そこで本発明は、カソードに形成される貫通孔内およびカソード電子放出面に貫通孔を開ける際に形成されるエッジ部からの電子の放出を抑制することが可能な電子銃および電子銃の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、金属基体と電子放出物質とを備えて電子を放出するカソードと、前記カソードを昇温させるヒータと、前記カソードに対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノードと、を有する電子銃であって、前記カソードの、前記電子の進行方向に対する直交面視における中心位置に、前記電子の進行方向に沿う貫通孔が設けられ、前記貫通孔の内面部分に、前記貫通孔の前記内面部分の前記金属基体から前記電子放出物質が除去された部分が設けられた金属基体層を有する、ことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、金属基体と電子放出物質とを備えて電子を放出するカソードと、前記カソードを昇温させるヒータと、前記カソードに対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノードと、を有する電子銃であって、前記カソードの、前記電子の進行方向に対する直交面視における中心位置に、前記電子の進行方向に沿う貫通孔が設けられ、前記カソードのうちの前記アノード側の面の、前記貫通孔の開口縁部に、前記開口縁部の前記金属基体から前記電子放出物質が除去された部分が設けられた環状の金属基体部を有する、ことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電子銃において、前記カソードと前記アノードとの間に、電子の流量を制御するためのグリッドを有する、ことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電子銃において、前記グリッドの、前記カソードの前記貫通孔と同軸上に、孔が設けられており、前記カソードの前記貫通孔の直径に対して前記グリッドの前記孔の直径が、７５～９７％である、ことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の電子銃において、前記貫通孔を塞ぐ第一の部分と、前記カソードと前記ヒータとの間に位置する第二の部分とを有する耐熱部材が配設されている、ことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１または２に記載の電子銃を製造する方法であって、前記金属基体に前記電子放出物質を含浸させた後に、前記カソードの所定の部位に純水、エタノール、または純水とエタノールとの混合液を浸漬させることにより、前記金属基体に含浸している前記電子放出物質を前記金属基体から除去する、ことを特徴とする。
請求項１および２に記載の発明によれば、金属、金属基体、セラミックの部位を有するようにしているので、カソードの貫通孔の内周面や開口縁部の電子放出物質を除去することができ、カソードの貫通孔からの電子の放出を無くすことが可能となる。この結果、ビーム形成の乱れや暗流の発生を防止することが可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、グリッドを備えるようにしているので、カソードからグリッドを通り抜けて進行する電子の流量（電子の進行速度）を制御することができ、電子銃の操作性を向上させることが可能となる。
請求項４に記載の発明によれば、グリッドに孔を設けるようにした上でカソードの貫通孔の大きさとグリッドの孔の大きさとを特定の関係にしているので、カソード中心付近から放出された電子がグリッドの形成された孔からリークすることが無くなり、暗流の発生を防止できる。また、本来の目的であるバックボンバードメントによるグリッドの損傷を防止することが可能となる。
請求項５に記載の発明によれば、電子銃側へと戻ってきた電子やイオンのバックボンバードメントによる発熱を耐熱部材で拡散することができ、ヒータやポッティング材の昇温や劣化を低減することが可能となる。この結果、電子銃の特性変化や劣化による絶縁不良を防止して安定な熱電子放出を長く確保することが可能となる。
請求項６に記載の発明によれば、金属基体の電子放出物質を特定の物質によって除去するようにしているので、カソードの所定の部位から電子放出物質を適切に除去することが可能となる。
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。なお、各図はあくまでもこの発明に係る電子銃１の概略構成を説明するための図であり、各部の詳細構造や相互の寸法関係を厳密に表すものではない。
（共通する形態）
図１は、この発明に係る電子銃１のベースとなる構成の概略構造を示す断面図である。なお、図１に示す電子銃１は、２極電子銃である。この電子銃１は、主として、カソード２に貫通孔２ａが形成された上で貫通孔２ａやその周囲において目止めをしたり電子放出を抑制したりする工夫が施されている点で従来の電子銃と構成が異なり、従来と同等の構成についての詳細な説明を省略するが、概略次のような構成となっている。
図１は、この発明に係る電子銃１のベースとなる構成の概略構造を示す断面図である。なお、図１に示す電子銃１は、２極電子銃である。この電子銃１は、主として、カソード２に貫通孔２ａが形成された上で貫通孔２ａやその周囲において目止めをしたり電子放出を抑制したりする工夫が施されている点で従来の電子銃と構成が異なり、従来と同等の構成についての詳細な説明を省略するが、概略次のような構成となっている。
電子銃１は、カソード２、ヒータ３、アノード４、およびウェネルト５を有し、アノード４に形成された開口部４ａから、主として矢印Ａの向きに電子を放出するものである。前記のカソード２などは絶縁部材によって形成される筐体（図示していない）内に収納され、電子銃１は、真空装置に装着されて内部が真空に保たれた状態で動作する。
電子銃１は、電子ビームを利用するアプリケーション（例えば、電子線発生装置、Ｌｉｎａｃ、ＴＷＴ、クライストロンなど）と組み合わせて使用される。この際、アプリケーション側で反射が生じて電子の一部が電子銃１側へと戻ってきたり、電子の衝突によって発生した２次電子が電子銃１側へと進行したり、電子からエネルギーを受けたイオンが電子銃１側へと進行したりする。このような電子、２次電子、およびイオンのことを「帰還電子等」と呼ぶ。
電子銃１は、カソード２に貫通孔２ａが形成されており、ホローカソードやハローカソードと呼ばれる構造を備えている。このような電子銃１によれば、次のセクション（例えば、ＬｉｎａｃやＴＷＴなど）から進行してくる帰還電子等がカソード２に向かってきた場合にも、カソード２の中心に設けられた貫通孔２ａを通過するので、カソード２の中心に於ける局部的な発熱を防止することができる。このため、非常に高いビーム電流密度で設計した電子銃においても、カソード２の損傷を防止することが可能となり、さらに、ヒータ３や絶縁材８の昇温や劣化を低減することが可能となる。
カソード２は導電性を備えるスリーブ７によって支持され、また、アノード４およびウェネルト５はそれぞれ別の導電部材によって個別に支持されて、筐体内における相互の位置関係が固定される。
カソード２は、ヒータ３によって加熱され、電子を放出するためのものである。カソード２は、例えば、金属基体に、熱電子放出物質を、吹き付け、塗り込み、または含浸させるなどして形成される。カソード２を構成する金属基体としては例えばポーラス金属（多孔金属）が用いられる。カソード２には、電源（図示していない）によってアノード４やウェネルト５に対して所定の負の電位が与えられる。
カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられている。貫通孔２ａは、電子銃１側に進行してくる帰還電子等のバックボンバードメントのエネルギーによってカソード２が熱変形したり、電子放出物質や基体そのものが劣化したりすることを防止するためのものである。貫通孔２ａは、カソード２の、電子の放出方向（進行方向）である矢印Ａの方向に対する直交面視における中心位置に、前記直交面視において円形に、電子の放出方向Ａ（進行方向）に沿ってカソード２を貫通する孔として形成される。貫通孔２ａの、電子の放出方向Ａに対する直交面視における円形の直径は、あくまで一例として挙げると、１～３ｍｍ程度に設定される。また、貫通孔２ａの断面形状は同程度の大きさであれば円形でなくてもよい。
ヒータ３は、カソード２を加熱するためのものである。ヒータ３は、ポッティング材８によって取り囲まれて保持されている。絶縁材８は、絶縁性を備えかつ耐熱性を備える材質によって形成され、具体的には例えばアルミナによって形成される。
アノード４は、カソード２から放出された電子を、開口部４ａを通過させるように進行させるためのものである。アノード４には、電源（図示していない）によって所定の電位が与えられる。
ウェネルト５は、カソード２から放出された電子を、アノード４の開口部４ａを効率的に通過させるように集束するための電極である。ウェネルト５には、電源（図示していない）によって所定の電位が与えられる。
このような構成の電子銃１によると、カソード２がヒータ３により加熱されることによって熱電子放出が起こり、カソード２とアノード４との間の電界によって電子の運動方向性が決められ、ウェネルト５による電界の影響で電子ビームが収束される。すなわち、カソード２から放出された電子は、アノード４に与えられる電位とカソード２に与えられる電位との差としての電圧により、アノード４の開口部４ａへと向かって進行する。
なお、この発明に係る電子銃１のベースとなる構成・構造は、各図に示される態様には限定されない。具体的には例えば、ヒータ３や絶縁材８の配置は、各図に示される態様には限定されない。すなわち、カソード２から放出された電子の一部は、アノード４の開口部４ａを通過し、主として矢印Ａの向きにさらに進行し、電子ビームが利用される次のセクション（例えば、ＬｉｎａｃやＴＷＴなど）へと向かう。そして、次のセクションにおいて反射したり発生したりした帰還電子等が、カソード２へと向かって進行する。このため、カソード２の貫通孔２ａと同軸上にヒータ３の電熱線やポッティング材８が配置されるとバックボンバードメントの影響を受けるので、ヒータ３および絶縁材８がカソード２の貫通孔２ａと同軸上に配置されないようにしても良い。
（実施の形態１）
実施の形態１は、カソード２の貫通孔２ａに対して溶融金属を凝固させた部分が設けられるようにしている。図２～図４は、実施の形態１に係る電子銃１の具体的な態様の、特にカソード２を拡大して示す断面図である。
実施の形態１は、カソード２の貫通孔２ａに対して溶融金属を凝固させた部分が設けられるようにしている。図２～図４は、実施の形態１に係る電子銃１の具体的な態様の、特にカソード２を拡大して示す断面図である。
図２に示す電子銃１は、電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４（図１参照）と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、貫通孔２ａの内周面に、溶融金属が凝固して形成された金属層１１を有する、ようにしている。
金属層１１は、貫通孔２ａの内周面に対して溶融金属が流し込まれて（言い換えると、塗布されて）、この溶融金属が凝固することによって形成される。金属層１１は、貫通孔２ａの内周面を全周にわたって覆うように溶融金属が塗布され、この溶融金属が凝固して円筒状に形成される。金属層１１の厚さは、特定の寸法に限定されるものではなく、例えば貫通孔２ａの内周面の目止めとして機能し得ることが考慮されるなどした上で、適当な寸法に適宜調節される。金属層１１の厚さは、具体的には例えば０．３～２ｍｍ程度に調節される。
図３に示す電子銃１は、電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４（図１参照）と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、カソード２のうちのアノード４側の面の、貫通孔２ａの開口縁部に、溶融金属が凝固して形成された環状の金属部１２を有する、ようにしている。
金属部１２は、貫通孔２ａのアノード４側の開口縁部に対して溶融金属が流し込まれて（言い換えると、塗布されて）、この溶融金属が凝固することによって形成される。金属部１２は、貫通孔２ａの開口縁部を全周にわたって囲むように溶融金属が塗布され、この溶融金属が凝固して環状に形成される。金属部１２の断面寸法（リングの太さ）は、特定の数値には限定されないものの、具体的には例えば０．３～１ｍｍ程度に調節される。
図４に示す電子銃１は、電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４（図１参照）と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、貫通孔２ａに挿入された金属管１４と、金属管１４と貫通孔２ａの内周面との間に溶融金属が凝固して形成された金属層１３と、を有する、ようにしている。
金属管１４は、貫通孔２ａの軸心方向長さと同程度の寸法に調節された管状（円筒状）の金属部材として形成される。金属管１４の肉厚は、特定の寸法には限定されないものの、具体的には例えば０．３～２ｍｍ程度に調節される。金属管１４の外径は、金属管１４が貫通孔２ａに挿入された状態で金属管１４の外周面と貫通孔２ａの内周面との間に金属層１３が形成されることが考慮されて調節される。金属管１４は、金属管１４と貫通孔２ａの内周面との間に溶融金属が凝固して形成された金属層１３により、貫通孔２ａに対して固着される。なお、金属管１４は円筒を形成していなくてもよく、管状の金属箔であってもよく、円筒のように自立する必要はない。
金属管１４は、高耐熱性を備える材質であって、電子銃１の使用時において金属管１４について想定される温度でも熱変形やガス放出を起こすこと無く安定に使用可能な材質によって形成されることが好ましい。金属管１４は、また、仕事関数が高く、２次電子増倍係数が低い金属によって形成されることが好ましい。これにより、電子銃１側に進行してきた帰還電子等が金属管１４に衝突した際の２次電子、３次電子の発生を抑えることができ、電子銃１から放出される電子ビームに影響が及ぶことを防止することが可能となる。金属管１４は、具体的には例えば、モリブデン、タングステン、タンタル、もしくはハフニウム、または、前記物質を含む合金、或いは、前記物質の化合物や混合物などの高耐熱部材によって形成される。
金属層１３は、貫通孔２ａへと挿入された金属管１４の外周面と貫通孔２ａの内周面との間に溶融金属が流し込まれたり、金属管１４の外周面と貫通孔２ａの内周面とのうちの少なくとも一方に溶融金属が塗布された上で金属管１４が貫通孔２ａへと挿入されたりして、前記溶融金属が凝固することによって形成される。金属層１３は、金属管１４の外周面と貫通孔２ａの内周面との間を全周にわたって埋めるように溶融金属が配置され、この溶融金属が凝固して貫通孔２ａの内周面を覆うように形成される。金属層１３の厚さは、特定の寸法に限定されるものではなく、例えば金属管１４の肉厚との合計寸法が考慮されるなどした上で、適当な寸法に適宜調節される。金属層１３の厚さは、具体的には例えば０．３～２ｍｍ程度に調節される。
金属層１１，１３や金属部１２を形成するための溶融金属としては、高耐熱性を備える材料であって、電子銃１の使用時においてカソード２について想定される温度でも熱変形やガス放出を起こすこと無く安定に使用可能な材料が溶融されて用いられることが好ましい。金属層１１，１３や金属部１２を形成するための溶融金属として、具体的には例えば、モリブデンを含む合金が溶融した物、または、モリブデンの化合物や混合物が溶融した物が用いられる。金属層１１，１３や金属部１２を形成するための溶融金属として、また、タングステン、タンタル、もしくはハフニウムを含む合金が溶融した物、或いは、前記物質の化合物や混合物が溶融した物が用いられてもよい。
なお、カソード２に対し、金属層１１あるいは金属管１４および金属層１３が備えられた上で、環状の金属部１２がさらに備えられてもよい。
（実施の形態２）
実施の形態２は、カソード２を構成する金属基体を溶融させて凝固させることによって貫通孔２ａに対して溶融金属を凝固させた部分が設けられるようにしている。図５、図６は、実施の形態２に係る電子銃１の具体的な態様の、特にカソード２を拡大して示す断面図である。
実施の形態２は、カソード２を構成する金属基体を溶融させて凝固させることによって貫通孔２ａに対して溶融金属を凝固させた部分が設けられるようにしている。図５、図６は、実施の形態２に係る電子銃１の具体的な態様の、特にカソード２を拡大して示す断面図である。
図５に示す電子銃１は、金属基体と電子放出物質とを備えて電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４（図１参照）と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、貫通孔２ａの内面部分に、貫通孔２ａの内面部分の金属基体の溶融金属が凝固して形成された金属層１５を有する、ようにしている。
金属層１５は、カソード２を構成する金属基体のうちの、貫通孔２ａの内面の表層部分が溶融して溶融金属が生成されて、この溶融金属が凝固することによって形成される。金属層１５は、貫通孔２ａの内面の全周にわたる表層部分の金属基体が溶融して溶融金属が生成され、この溶融金属が凝固して円筒状に形成される。金属層１５の厚さ（円筒の肉厚）は、特定の寸法に限定されるものではなく、例えば貫通孔２ａの内周面の目止めとして機能し得ることが考慮されるなどした上で、適当な寸法に適宜調節される。金属層１５の厚さ（円筒の肉厚）は、具体的には例えば０．３～２ｍｍ程度に調節される。
図６に示す電子銃１は、金属基体と電子放出物質とを備えて電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４（図１参照）と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、カソード２のうちのアノード４側の面の、貫通孔２ａの開口縁部に、開口縁部の金属基体の溶融金属が凝固して形成された環状の金属部１６を有する、ようにしている。
金属部１６は、カソード２を構成する金属基体のうちの、貫通孔２ａのアノード４側の開口縁部分が溶融して溶融金属が生成されて、この溶融金属が凝固することによって形成される。金属部１６は、貫通孔２ａの開口部の全周を囲む縁部分の金属基体が溶融して溶融金属が生成され、この溶融金属が凝固して環状に形成される。金属部１６の断面寸法（リングの太さ）は、特定の数値には限定されないものの、具体的には例えば０．３～２ｍｍ程度に調節される。
金属基体を溶融させて溶融金属を生成する仕法は、特定の手法に限定されるものではなく、例えば金属基体の材料が考慮されるなどした上で、適当な手法が適宜選択される。具体的には例えば、金属基体をレーザによって溶融させることにより、溶融金属を生成する手法が挙げられる。実施の形態１のように貫通孔２ａに溶融金属を流し込む手法では溶融金属がカソード２に入り込んでしまう。これに対し、金属基体をレーザによって溶融させる手法によると、金属基体の表層のみを溶融して溶融金属を生成することができるため、電子放出物質を含侵できる体積が実施の形態１に比べて大きく、長寿命となる。
なお、カソード２に対し、円筒状の金属層１５が備えられた上で、環状の金属部１６がさらに備えられてもよい。
（実施の形態３）
実施の形態３は、カソード２を構成する金属基体から熱電子放出物質を除去することによって貫通孔２ａに対して熱電子放出物質が除去された部分が設けられるようにしている。図７、図８は、実施の形態３に係る電子銃１の具体的な態様の、特にカソード２を拡大して示す断面図である。
実施の形態３は、カソード２を構成する金属基体から熱電子放出物質を除去することによって貫通孔２ａに対して熱電子放出物質が除去された部分が設けられるようにしている。図７、図８は、実施の形態３に係る電子銃１の具体的な態様の、特にカソード２を拡大して示す断面図である。
図７に示す電子銃１は、金属基体と電子放出物質とを備えて電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４（図１参照）と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、貫通孔２ａの内面部分に、貫通孔２ａの内面部分の金属基体から電子放出物質が除去されて形成された金属基体層１７を有する、ようにしている。
金属基体層１７は、カソード２を構成する金属基体のうちの、貫通孔２ａの内面の表層部分から電子放出物質が除去されることによって形成される。金属基体層１７は、貫通孔２ａの内面の全周にわたる表層部分の金属基体から電子放出物質が除去されて円筒状に形成される。金属基体層１７の厚さ（円筒の肉厚）は、特定の寸法には限定されないものの、具体的には例えば０．３～２ｍｍ程度に調節される。
図８に示す電子銃１は、金属基体と電子放出物質とを備えて電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４（図１参照）と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、カソード２のうちのアノード４側の面の、貫通孔２ａの開口縁部に、開口縁部の金属基体から電子放出物質が除去されて形成された環状の金属基体部１８を有する、ようにしている。
金属基体部１８は、カソード２を構成する金属基体のうちの、貫通孔２ａのアノード４側の開口縁部分から電子放出物質が除去されることによって形成される。金属基体部１８は、貫通孔２ａの開口部の全周を囲む縁部分の金属基体から電子放出物質が除去されて環状に形成される。金属基体部１８の断面寸法（リングの太さ）は、特定の数値には限定されないものの、具体的には例えば０．３～２ｍｍ程度に調節される。
金属基体から電子放出物質を除去する仕法は、特定の手法に限定されるものではなく、例えば金属基体の材料が考慮されるなどした上で、適当な手法が適宜選択される。具体的には例えば、金属基体に電子放出物質を含浸させた後に、カソード２の所定の部位（具体的には、貫通孔２ａの内面部分、貫通孔２ａのアノード４側の開口縁部）に純水、エタノール、または純水とエタノールとの混合液を浸漬させることにより、金属基体に含浸している電子放出物質を金属基体から除去する手法が挙げられる。
なお、カソード２に対し、円筒状の金属基体層１７が備えられた上で、環状の金属基体部１８がさらに備えられてもよい。
（実施の形態４）
実施の形態４は、カソード２を構成する金属基体にセラミックを含浸させることによって貫通孔２ａに対してセラミックを含浸させた部分が設けられるようにしている。図９、図１０は、実施の形態４に係る電子銃１の具体的な態様の、特にカソード２を拡大して示す断面図である。
実施の形態４は、カソード２を構成する金属基体にセラミックを含浸させることによって貫通孔２ａに対してセラミックを含浸させた部分が設けられるようにしている。図９、図１０は、実施の形態４に係る電子銃１の具体的な態様の、特にカソード２を拡大して示す断面図である。
図９に示す電子銃１は、金属基体と電子放出物質とを備えて電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４（図１参照）と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、貫通孔２ａの内面部分に、貫通孔２ａの内面部分の金属基体にセラミックが含浸して形成されたセラミック層１９を有する、ようにしている。
セラミック層１９は、カソード２を構成する金属基体のうちの、貫通孔２ａの内面の表層部分にセラミックを含浸させることによって形成される。セラミック層１９は、貫通孔２ａの内面の全周にわたる表層部分の金属基体にセラミックを含浸させて円筒状に形成される。セラミック層１９の厚さ（円筒の肉厚）は、特定の寸法には限定されないものの、具体的には例えば０．３～２ｍｍ程度に調節される。
図１０に示す電子銃１は、金属基体と電子放出物質とを備えて電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４（図１参照）と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、カソード２のうちのアノード４側の面の、貫通孔２ａの開口縁部に、開口縁部の金属基体にセラミックが含浸して形成された環状のセラミック部２１を有する、ようにしている。
セラミック部２１は、カソード２を構成する金属基体のうちの、貫通孔２ａのアノード４側の開口縁部分にセラミックを含浸させることによって形成される。セラミック部２１は、貫通孔２ａの開口部の全周を囲む縁部分の金属基体にセラミックを含浸させて環状に形成される。セラミック部２１の断面寸法（リングの太さ）は、特定の数値には限定されないものの、具体的には例えば０．３～２ｍｍ程度に調節される。セラミックは高温の真空環境においてもガスの発生がない材料が好ましく、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等を用いることができる。
なお、カソード２に対し、円筒状のセラミック層１９が備えられた上で、環状のセラミック部２１がさらに備えられてもよい。
（実施の形態５）
図１１および図１２は、実施の形態５に係る電子銃１の、特にカソード２を拡大して示す断面図である。この実施の形態に係る電子銃１は、電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４（図１参照）と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、カソード２のうちのアノード４側の面の、貫通孔２ａの開口縁部が、Ｃ面取りされている（図１１において符号２２）、または、Ｒ面取りされている（図１２において符号２３）、ようにしている。
図１１および図１２は、実施の形態５に係る電子銃１の、特にカソード２を拡大して示す断面図である。この実施の形態に係る電子銃１は、電子を放出するカソード２と、該カソード２を昇温させるヒータ３と、カソード２に対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノード４（図１参照）と、を有する電子銃であって、カソード２の、電子の進行方向Ａに対する直交面視における中心位置に、電子の進行方向Ａに沿う貫通孔２ａが設けられ、カソード２のうちのアノード４側の面の、貫通孔２ａの開口縁部が、Ｃ面取りされている（図１１において符号２２）、または、Ｒ面取りされている（図１２において符号２３）、ようにしている。
Ｃ面取りやＲ面取りの加工は、カソード２の貫通孔２ａの開口縁部を全周にわたって囲むように行われる。Ｃ面取りやＲ面取りの寸法・程度は、特定の数値に限定されるものではなく、例えば貫通孔２ａの開口縁部から放出された電子がカソードアノード間の電界の影響を受けにくい範囲が考慮されるなどした上で、適当な数値に適宜調節される。
なお、なお、カソード２に対し、円筒状の金属層１１，１５、金属管１４および円筒状の金属層１３、円筒状の金属基体層１７、あるいは円筒状のセラミック層１９が備えられた上で、貫通孔２ａの開口縁部がＣ面取りされたりＲ面取りされたりしてもよい。
（実施の形態６）
図１３は、この発明に係る電子銃１のベースとなる他の構成の概略構造を示す断面図である。図１３に示す電子銃１では、図１に示す電子銃１と同等の構成に加え、ウェネルト５に対してグリッド６が接続されている。すなわち、図１３に示す電子銃１は、３極電子銃である。なお、図１に示す電子銃１と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略する。
図１３は、この発明に係る電子銃１のベースとなる他の構成の概略構造を示す断面図である。図１３に示す電子銃１では、図１に示す電子銃１と同等の構成に加え、ウェネルト５に対してグリッド６が接続されている。すなわち、図１３に示す電子銃１は、３極電子銃である。なお、図１に示す電子銃１と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略する。
グリッド６は、カソード電流を制御するためのものであり、ウェネルト５の、カソード２の側に取り付けられる。グリッド６は、ウェネルト５に与えられる電位によって駆動する。グリッド６は、例えば、導電性を備える材質により、電子が透過可能なメッシュやパンチング状などの開口率を有する構造として形成される。グリッド６にはアノード４に対して負となる電圧が印加され（これにより、電子の流れを制御するためのカソード２に対して正の制御電圧が印加される）、カソード２からの電子をより引き出す電界をかけることにより、カソード電流を制御することが可能となる。
グリッド６により、ウェネルト５に与えられる電位を誘因として、カソード２からグリッド６を通り抜けて矢印Ａの向きに進行する電子の流量つまりカソード電流が制御される。
そして、実施の形態６に係る電子銃１は、カソード２とアノード４との間に、電子の流量を制御するためのグリッド６を有し、該グリッド６の、カソード２の貫通孔２ａと同軸上に、孔６ａが設けられている、ようにしている。
孔６ａは、電子銃１側に進行してくる帰還電子等のバックボンバードメントのエネルギーによってグリッド６が熱変形したり劣化したりすることを防止するためのものである。孔６ａは、グリッド６の、電子の放出方向Ａ（進行方向）に対する直交面視における中心位置に、電子の放出方向Ａに沿ってグリッド６を貫通する円形孔として形成される。グリッド６の孔６ａとカソード２の貫通孔２ａとは、電子の放出方向Ａにおいて同軸となる位置にそれぞれ形成される。
孔６ａの、電子の放出方向Ａに対する直交面視における円形の直径は、カソード２の貫通孔２ａの、電子の放出方向Ａに対する直交面視における円形の直径に対して７５～９７％に設定されることが好ましい。図１４は、カソード２の貫通孔２ａの直径に対するグリッド６の孔６ａの直径の比と、グリッド６に、カソード２に対して一定の負の電位を印加した時のカソードリーク電流の関係を示す図である。カソード２の貫通孔２ａの直径に対するグリッド６の孔６ａの直径の比が９７％以上ではカソードリーク電流が大きくなり、カソード電流のカットオフができなくなる。また、グリット６に、カソード２に対して正の電位を印加して、カソード電流つまり電子の流量を制御する場合も同様に、カソード２の貫通孔２ａの直径に対するグリッド６の孔６ａの直径の比が９７％以上ではグリッド制御電圧を非常に大きくしないと制御することができなくなる。図１５は、カソード２の貫通孔２ａの直径に対するグリッド６の孔６ａの直径の比と、グリッド６の孔６ａの直径と電子ビームの直径の差の関係を示す図である。カソード２の貫通孔２ａの直径に対するグリッド６の孔６ａの直径の比が７５％以下では、グリッド６の孔６ａの直径と電子ビームの直径の差リミットが０．５ｍｍ以下となり、位置の調整が難しくなる。したがって、カソード２の貫通孔２ａの直径に対するグリッド６の孔６ａの直径の比は７５～９７％が最良となる。カソード２の貫通孔２ａおよびグリッド６の孔６ａが円形でない場合は、平均直径を用いればよい。
電子銃１がグリッド６を備えるとともにこのグリッド６に孔６ａが形成されることにより、電子銃１へと進行した帰還電子等は、グリッド６の孔６ａを通過する。このような電子銃１によれば、グリッド６を備えるようにした上で該グリッド６に孔６ａを設けるようにしているので、カソード２からグリッド６を通り抜けて進行する電子の流量つまりカソード電流を制御することができ、電子銃１の操作性を向上させることが可能となり、その上で、グリッド６の中心に於ける局部的な発熱を防止することができ、グリッド６の損傷を防止することが可能となる。
（実施の形態７）
図１６は、この発明に係る電子銃１のベースとなる更に他の構成の概略構造を示す断面図である。図１６に示す電子銃１では、図１に示す電子銃１と同等の構成に加え、カソード２の貫通孔２ａに耐熱部材９が設けられている。なお、図１に示す電子銃１と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略する。
図１６は、この発明に係る電子銃１のベースとなる更に他の構成の概略構造を示す断面図である。図１６に示す電子銃１では、図１に示す電子銃１と同等の構成に加え、カソード２の貫通孔２ａに耐熱部材９が設けられている。なお、図１に示す電子銃１と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略する。
図１６に示す電子銃１は、カソード２の貫通孔２ａを塞ぐ第一の部分（この実施の形態では凸部９２）と、カソード２とヒータ３との間に位置する第二の部分（この実施の形態では板状部９１）とを有する耐熱部材９が配設されている、ようにしている。
耐熱部材９は、カソード２に設けられた貫通孔２ａを通って進行する帰還電子等を衝突させて熱拡散させるためのものである。耐熱部材９は、カソード２に設けられた貫通孔２ａを隙間なくカバーして塞ぐものとして形成され、カソード２の、ヒータ３側の端面に取り付けられる。また、耐熱部材９は、一部がスリーブ７と接触するように設けられることが好ましい。耐熱部材９がスリーブ７と接触することにより、耐熱部材９の熱がスリーブ７へと伝導される。さらにまた、耐熱部材９はカソード２と、絶縁材８を含むヒータ３側とを遮断することで、カソード２に含まれる電子放出物質の例えばバリウムイオンがヒータ３側に流入することによる絶縁不良の発生を防止する。
耐熱部材９は、高耐熱性を備える材質によって形成され、電子銃１の使用時において耐熱部材９について想定される温度でも熱変形やガス放出を起こすこと無く安定に使用可能な材質によって形成されることが好ましい。耐熱部材９は、また、仕事関数が高く、２次電子増倍係数が低い金属によって形成されることが好ましい。これにより、電子銃１側に進行してきた帰還電子等が耐熱部材９に衝突した際の２次電子、３次電子の発生を抑えることができ、電子銃１から放出される電子ビームに影響が及ぶことを防止することが可能となる。耐熱部材９は、具体的には例えば、モリブデン、タングステン、タンタル、もしくはハフニウム、または、前記物質の化合物や混合物、或いは、前記物質を含む合金などの高耐熱部材によって形成される。耐熱部材９は、セラミックやＳｉＣ（シリコンカーバイド）によって形成されるようにしてもよい。
耐熱部材９を金属によって形成してカソード２と同電位となっている箇所へと電気的に接続させること（耐熱部材９をカソード２に対して取り付けることでもよい）により、耐熱部材９とカソード２とを同電位とすることができる。これにより、カソード２から放出された電子をアノード４に与えられる電位とカソード２に与えられる電位との差としての電圧によってアノード４の開口部４ａへと向かうように進行させる働きが阻害されることが無い。すなわち、電子銃１としての機能が阻害されることを回避した上で、耐熱部材９を設けることが可能となる。
ここで、絶縁材８が耐熱性を備える材質によって形成されているため、カソード２の加熱は、ヒータ３からの直接的な輻射ではなく、絶縁材８やスリーブ７を通じての熱伝導によるものが殆どとなる。発明者の検討によると、耐熱部材９の厚さなどが適切に調整されることにより、ヒータ３によるカソード２の加熱効率は著しくは低下しないことが確認されている。つまり、耐熱部材９は、カソード２に進行してくる帰還電子等を衝突させて適切に熱拡散させることができ、かつ、ヒータ３によるカソード２の加熱効率を著しく低下させないように調整され形成されて配設される。
耐熱部材９の物性にもよるが、発明者の検討によると、耐熱部材９の、ヒータ３とカソード２との間に存在する部分の厚さを例えば１ｍｍ以下とすることにより、ヒータ３によるカソード２の加熱効率を著しくは低下させないようにすることが可能であることが確認されている。
耐熱部材９は、表裏がどちらも平面である単なる平板状に形成されても（言い換えると、電子の放出方向Ａにおいて一定の厚さであるように形成されても）よいが、帰還電子等のバックボンバードメントのエネルギーによる耐熱部材９の変形や表面状態の変化などの機械的な劣化を効果的に防止しつつ、ヒータ３によるカソード２の加熱効率を著しく低下させないようにするため、カソード２の貫通孔２ａを通る帰還電子等が衝突する部分（貫通孔２ａと対向する部分）を厚くし、その他の部分（貫通孔２ａと対向しない部分）を薄くするようにしてもよい。
耐熱部材９は、具体的には例えば、図１７に示すような形状に形成されてもよい。図１７に示す耐熱部材９は、カソード２の貫通孔２ａを通る帰還電子等が衝突する部分（貫通孔２ａと対向する部分）だけ厚くするようにしたものであり、板状部９１と、該板状部９１のうちの一面に形成される凸部９２とを有する。板状部９１がカソード２のヒータ３側の端面に接合されることによって耐熱部材９がカソード２に対して取り付けられ、この状態で、凸部９２は、カソード２の貫通孔２ａへと嵌まり込む。図１７に示す例では、板状部９１は、板面視において円形に形成され、円形板状部９１とされている。凸部９２の形態は、図１７に示すような太鼓型／コイン型に限定されるものではなく、すそ野を有する山型でもよい。
耐熱部材９の円形板状部９１の周端９３は、全周にわたってスリーブ７と接触するようにしている。これにより、耐熱部材９の熱をスリーブ７へと伝導させる作用が良好に確保される。
耐熱部材９の板状部９１に、１つもしくは複数の穴が形成されるようにしてもよい。板状部９１に穴が形成されることにより、耐熱部材９の熱をスリーブ７へと伝導させる作用を確保しつつ、ヒータ３からの熱（絶縁材８やスリーブ７を通じての熱）をカソード２へと効率よく伝導させてカソード２の加熱効率を確保することが可能となる。
耐熱部材９は、カソード２の貫通孔２ａを通って耐熱部材９へと至る帰還電子等が衝突する部分（貫通孔２ａと対向する部分。図１７に示す例では凸部９２）が耐熱性を備える材質によって形成されれば、全体が一体（１片の部品）として形成されるようにしてもよく、或いは、複数の部品が組み合わせられて構成されるようにしてもよい。
ここで、カソード２から放出された電子の一部は、アノード４の開口部４ａを通過し、主として矢印Ａの向きにさらに進行し、電子ビームが利用される次のセクション（例えば、ＬｉｎａｃやＴＷＴなど）へと向かう。そして、次のセクションにおいて反射したり発生したりした帰還電子等が、カソード２へと向かって進行する。しかしながら、この実施の形態に係る電子銃１の場合には、カソード２へと進行した帰還電子等は貫通孔２ａを通って耐熱部材９に衝突し、この帰還電子等のバックボンバードメントで発生した熱は、耐熱部材９で拡散し、主にスリーブ７側に伝達される。熱の一部は、カソード２の昇温に寄与するものの、ヒータ３による加熱の熱量に対しては僅かである。したがって、従来のようにカソード２の中心に於ける局部的な発熱とならなければ、カソード２の表面やベースメタルの気孔に含まれる熱電子放出物質が異常に蒸発を起こすことが防止される。
この実施の形態に係る電子銃１によれば、次のセクション（例えば、ＬｉｎａｃやＴＷＴなど）から進行してくる帰還電子等がカソード２に向かってきた場合にも、カソード２の中心に設けられた貫通孔２ａを通過するので、カソード２の中心に於ける局部的な発熱を防止することができ、かつ、貫通孔２ａを通過した帰還電子等は耐熱部材９に衝突するので、前記帰還電子等のバックボンバードメントによる発熱を耐熱部材９で拡散することができる。このため、非常に高いビーム電流密度で設計した電子銃においても、カソード２の損傷を防止することが可能となり、さらに、ヒータ３やポッティング材８の昇温や劣化を低減することが可能となる。この結果、電子銃１の特性が変化することを防止して安定な熱電子放出を長く確保することが可能となる。
ここで、電子銃１側に進行してきた帰還電子等のバックボンバードメントによる発熱が無視できない程度となる場合には、ヒータ３の熱量を予め下げて設定することにより、耐熱部材９の昇温による影響を排除する（差し引く）ことができる。すなわち、この実施の形態に係る電子銃１によれば、耐熱部材９をカソード２の近傍に於いてヒータ３との間に配置することにより、ヒータ３の設計の自由度を向上させることが可能となる。従来のホローカソードでは、カソード２の貫通孔２ａと同軸上にヒータ３の電熱線や絶縁材８を配置するとバックボンバードメントの影響を受けるために設計上の制約が厳しくなるのに対し、この実施の形態に係る電子銃１によれば、カソード２の貫通孔２ａと同軸上にヒータ３および絶縁材８を配置し易くなる。
また、耐熱部材９が図１７に示すように板状部９１と凸部９２とを有するものとして形成される場合には、カソード２の貫通孔２ａを通って耐熱部材９へと至る帰還電子等は耐熱部材９の厚さが厚くなっている凸部９２に衝突するため、帰還電子等のバックボンバードメントによる発熱を十分に拡散させることが可能となり、かつ、カソード２とヒータ３との間に存在する耐熱部材９については板状部９１として厚さを薄くしてヒータ３からの熱（絶縁材８やスリーブ７を通じての熱）によるカソード２の加熱効率を良好に確保することが可能となる。
なお、実施の形態７は、実施の形態１ないし実施の形態５のうちのいずれか、および／または、実施の形態６と組み合わせて用いられてもよい。例えば、実施の形態１と実施の形態７とを組み合わせて、カソード２に対し、金属層１１、環状の金属部１２、ならびに金属層１３および金属管１４のうちの少なくとも一つが備えられた上で、耐熱部材９がさらに備えられてもよい。また、実施の形態１、実施の形態７、および実施の形態６を組み合わせて、カソード２に対し、金属層１１、環状の金属部１２、ならびに金属層１３および金属管１４のうちの少なくとも一つが備えられるとともに耐熱部材９が備えられた上で、グリッド６に環状の金属部２４がさらに備えられてもよい。
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では耐熱部材９が板状部９１を介してカソード２に対して取り付けられているが、カソード２とヒータ３との間に配設される限りにおいて、耐熱部材９の取り付け方は特定の態様には限定されない。
１ 電子銃
２ カソード
２ａ 貫通孔
３ ヒータ
４ アノード
４ａ 開口部
５ ウェネルト
６ グリッド
６ａ 孔
７ スリーブ
８ 絶縁材
９ 耐熱部材
９１ 板状部
９２ 凸部
９３ 周端
１１ 金属層（実施の形態１）
１２ 金属部（実施の形態１）
１３ 金属層（実施の形態１）
１４ 金属管
１５ 金属層（実施の形態２）
１６ 金属部（実施の形態２）
１７ 金属基体層
１８ 金属基体部
１９ セラミック層
２１ セラミック部
２２ Ｃ面取りされた部分
２３ Ｒ面取りされた部分
１０１ 従来の構成の電子銃
１０２ カソード
１０３ アノード
１０４ ウェネルト
１０５ ヒータ
１０６ グリッド
Ａ 電子の放出方向（進行方向）
２ カソード
２ａ 貫通孔
３ ヒータ
４ アノード
４ａ 開口部
５ ウェネルト
６ グリッド
６ａ 孔
７ スリーブ
８ 絶縁材
９ 耐熱部材
９１ 板状部
９２ 凸部
９３ 周端
１１ 金属層（実施の形態１）
１２ 金属部（実施の形態１）
１３ 金属層（実施の形態１）
１４ 金属管
１５ 金属層（実施の形態２）
１６ 金属部（実施の形態２）
１７ 金属基体層
１８ 金属基体部
１９ セラミック層
２１ セラミック部
２２ Ｃ面取りされた部分
２３ Ｒ面取りされた部分
１０１ 従来の構成の電子銃
１０２ カソード
１０３ アノード
１０４ ウェネルト
１０５ ヒータ
１０６ グリッド
Ａ 電子の放出方向（進行方向）
Claims (6)
- 金属基体と電子放出物質とを備えて電子を放出するカソードと、前記カソードを昇温させるヒータと、前記カソードに対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノードと、を有する電子銃であって、
前記カソードの、前記電子の進行方向に対する直交面視における中心位置に、前記電子の進行方向に沿う貫通孔が設けられ、
前記貫通孔の内面部分に、前記貫通孔の前記内面部分の前記金属基体から前記電子放出物質が除去された部分が設けられた金属基体層を有する、
ことを特徴とする電子銃。 - 金属基体と電子放出物質とを備えて電子を放出するカソードと、前記カソードを昇温させるヒータと、前記カソードに対して正の電位を印加して電子を一定方向に引き出すアノードと、を有する電子銃であって、
前記カソードの、前記電子の進行方向に対する直交面視における中心位置に、前記電子の進行方向に沿う貫通孔が設けられ、
前記カソードのうちの前記アノード側の面の、前記貫通孔の開口縁部に、前記開口縁部の前記金属基体から前記電子放出物質が除去された部分が設けられた環状の金属基体部を有する、
ことを特徴とする電子銃。 - 前記カソードと前記アノードとの間に、電子の流量を制御するためのグリッドを有する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子銃。 - 前記グリッドの、前記カソードの前記貫通孔と同軸上に、孔が設けられており、
前記カソードの前記貫通孔の直径に対して前記グリッドの前記孔の直径が、７５～９７％である、
ことを特徴とする請求項３に記載の電子銃。 - 前記貫通孔を塞ぐ第一の部分と、前記カソードと前記ヒータとの間に位置する第二の部分とを有する耐熱部材が配設されている、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子銃。 - 請求項１または２に記載の電子銃を製造する方法であって、
前記金属基体に前記電子放出物質を含浸させた後に、前記カソードの所定の部位に純水、エタノール、または純水とエタノールとの混合液を浸漬させることにより、前記金属基体に含浸している前記電子放出物質を前記金属基体から除去する、
ことを特徴とする電子銃の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2023176880A JP2023176007A (ja) | 2019-10-28 | 2023-10-12 | 電子銃および電子銃の製造方法 |
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