JP2526303B2 - Linear filament type electron gun - Google Patents

Linear filament type electron gun

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JP2526303B2
JP2526303B2 JP2126279A JP12627990A JP2526303B2 JP 2526303 B2 JP2526303 B2 JP 2526303B2 JP 2126279 A JP2126279 A JP 2126279A JP 12627990 A JP12627990 A JP 12627990A JP 2526303 B2 JP2526303 B2 JP 2526303B2
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建治 佐野
悟 柴田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はリニアフィラメント型電子銃に関し、特に例
えば短冊状の金属蒸気流を発生させる加熱源として利用
され、蒸気流を発生させる効率を高めることのできるリ
ニアフィラメント型電子銃に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a linear filament type electron gun, and in particular, it is used as a heating source for generating a strip-shaped metal vapor stream, for increasing the efficiency of vapor stream generation. The present invention relates to a linear filament electron gun that can be used.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のリニアフィラメント型電子銃では、リニアフィ
ラメント(又はカソード)の長さが十数センチ程度のも
のが開発されている。しかし、単一装置としてそれ以上
に長いものは現在開発されておらず、より長尺な電子ビ
ームを得るためには、現在のところ複数台のリニアフィ
ラメント型電子銃を隣接させて縦方向に直線的に並べて
配設する必要がある。
As a conventional linear filament type electron gun, a linear filament (or cathode) having a length of about ten and several centimeters has been developed. However, a single device longer than that has not been developed at present, and in order to obtain a longer electron beam, at present, a plurality of linear filament type electron guns are arranged adjacent to each other to form a straight line in the longitudinal direction. It is necessary to arrange them side by side.

従来の典型的なリニアフィラメント型電子銃の構成を
第6図と第7図に従って説明する。このリニアフィラメ
ント型電子銃は、例えば特公平1−204340号公報に開示
される3電極型電子銃と実質的に同じ構成であり、グリ
ッドがリニアフィラメント等に対して後述する如き対称
の位置関係になるような形状に形成され且つ設置される
構成を有している。第6図は全体正面図、第7図はその
部分平面図である。以下、図面に従って詳述する。
The structure of a conventional typical linear filament type electron gun will be described with reference to FIGS. 6 and 7. This linear filament type electron gun has substantially the same structure as the three-electrode type electron gun disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 204340/1989, and the grid has a symmetrical positional relationship with respect to the linear filament and the like as described later. It is formed and installed in such a shape. FIG. 6 is an overall front view, and FIG. 7 is a partial plan view thereof. The details will be described below with reference to the drawings.

第6図において、601はアノード、602はグリッド、60
3はフィラメントである。アノード601は長方形の電子ビ
ーム引出し孔601aを有する金属板で、金属製の支柱604
でフランジ605の上に支持され、一般的にアース電位に
保持されている。グリッド602はアノード601とほぼ相似
の形状を有し、金属板で形成されている。602aは長方形
の電子ビーム引出し孔である。グリッド602は支持碍子6
06によってフランジ605の上に配設され且つ支持碍子606
によって絶縁状態に保持され、負電位に保持される。グ
リッド602の電位はグリッド電流導入端子607とグリッド
リード線608を通して印加される。フィラメント603はタ
ングステン等の電子放射能の高い材料で形成され、フィ
ラメント支持碍子609によって支持され且つフランジ605
から絶縁されている。フィラメント603にはフィラメン
ト電流導入端子610からフィラメントリード線611を通し
て電圧が印加される。第6図で示されたリニアフィラメ
ント型電子銃は、直熱型と呼ばれるもので、電子放出源
であるカソードとカソード加熱用のヒータの機能をフィ
ラメント603が兼ねている。フィラメント603は2000〜25
00℃程度の高温に保持されると共に、同時に数十KVの負
電位に保持される。フィラメント603から放出された熱
電子は加速されて、グリッド602の電子ビーム引出し孔6
02aとアノード601の電子ビーム引出し孔601aを通過し
て、アノード601から電子ビームとして出射される。グ
リッド602はフィラメント603よりも更に数KVだけ負の電
位に保持され、電子ビームの発散を抑制し収束させる機
能を有している。
In FIG. 6, 601 is an anode, 602 is a grid, 60
3 is a filament. The anode 601 is a metal plate having a rectangular electron beam extraction hole 601a, and a metal support 604.
Is supported on the flange 605 and is generally held at ground potential. The grid 602 has a shape similar to that of the anode 601, and is formed of a metal plate. Reference numeral 602a is a rectangular electron beam extraction hole. Grid 602 is a supporting insulator 6
06 mounted on the flange 605 and supporting insulator 606
It is held in an insulated state by a negative potential. The potential of the grid 602 is applied through the grid current introduction terminal 607 and the grid lead wire 608. The filament 603 is formed of a material having a high electron emissivity such as tungsten, is supported by a filament support insulator 609, and has a flange 605.
Insulated from. A voltage is applied to the filament 603 from the filament current introduction terminal 610 through the filament lead wire 611. The linear filament type electron gun shown in FIG. 6 is called a direct heating type, and the filament 603 has the functions of a cathode as an electron emission source and a heater for heating the cathode. Filament 603 is 2000-25
It is held at a high temperature of about 00 ° C and at the same time, held at a negative potential of several tens of KV. The thermoelectrons emitted from the filament 603 are accelerated to generate electron beam extraction holes 6 in the grid 602.
It passes through 02a and the electron beam extraction hole 601a of the anode 601, and is emitted from the anode 601 as an electron beam. The grid 602 is held at a negative potential more than the filament 603 by a few KV, and has a function of suppressing and converging the divergence of the electron beam.

また、電子銃を複数台連設する例としては、例えば、
特開昭62−219442号公報に記載されたものが知られてい
る。
Further, as an example of arranging a plurality of electron guns in series, for example,
The one described in JP-A-62-219442 is known.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記の構成を有する従来のリニアフィラメント型電子
銃では、その形状に依存して決まる動作特性について次
のような特徴がある。
The conventional linear filament type electron gun having the above configuration has the following characteristics regarding the operating characteristics determined depending on its shape.

第6図及び第7図において、一点鎖線Aはそれぞれリ
ニアフィラメント型電子銃の中心位置を示す線である。
この中心位置線Aに対して、グリッド602とフィラメン
ト603のそれぞれの長軸方向について開口長Glと長さFl
がその左右に定義される。第6図及び第7図に示された
リニアフィラメント型電子銃の構成では、グリッド602
とフィラメント603は中心位置線Aに対して対称に配置
されている。リニアフィラメント型電子銃で発生する電
子ビームの長軸方向の電流強度分布は、前記の長さFl
開口長Glとの相対関係に依存して決まる。このことを第
8図と第9図に基づいて説明する。
In FIGS. 6 and 7, the alternate long and short dash line A is a line indicating the center position of the linear filament type electron gun.
With respect to the center position line A, the opening length G l and the length F l in the major axis directions of the grid 602 and the filament 603, respectively.
Are defined to the left and right of it. In the configuration of the linear filament type electron gun shown in FIGS. 6 and 7, the grid 602 is used.
And the filament 603 are arranged symmetrically with respect to the center position line A. The current intensity distribution in the long axis direction of the electron beam generated by the linear filament type electron gun is determined depending on the relative relationship between the length F l and the aperture length G l . This will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

第9図では横軸は比Gl/Flを示しており、縦軸は電子
ビーム電流の長軸方向強度分布(ピーク/平均)を示し
ている。第9図において、比が約1.5以上の値になる
と、電子ビームの長軸方向の端部では発散領域が形成さ
れる。この状態を第8図の(a)に示す。第8図におい
て横軸は電子ビーム長軸方向位置、縦軸は電子ビーム電
流強度である。第9図において比が約1.1〜1.5の間の値
をとるときには、電子ビーム電流強度は第8図(b)に
示す如くその頂部が平坦となり且つ両端部が立ち上がる
平坦領域が形成される。比が約1.1以下の値をとるとき
には第8図(c)に示す如く両端部が急激に立上りピー
クが発生するピーキング領域が形成される。
In FIG. 9, the horizontal axis represents the ratio G l / F l , and the vertical axis represents the intensity distribution (peak / average) of the electron beam current in the long axis direction. In FIG. 9, when the ratio is about 1.5 or more, a divergent region is formed at the end of the electron beam in the long axis direction. This state is shown in FIG. In FIG. 8, the horizontal axis represents the position of the electron beam in the long axis direction, and the vertical axis represents the electron beam current intensity. When the ratio takes a value between about 1.1 and 1.5 in FIG. 9, the electron beam current intensity forms a flat region in which the top is flat and both ends rise as shown in FIG. 8 (b). When the ratio takes a value of about 1.1 or less, peaking regions where sharp rising peaks occur at both ends are formed as shown in FIG. 8 (c).

なお、第9図で示した発散領域の分布特性、平坦領域
の分布特性、ピーキング領域の分布特性を実測したデー
タをそれぞれ第10図の(a),(b),(c)に示す。
この測定では、加速電圧を50KV,電子ビーム出力を数百K
W程度としている。
Data obtained by actually measuring the distribution characteristic of the divergent area, the distribution characteristic of the flat area, and the distribution characteristic of the peaking area shown in FIG. 9 are shown in (a), (b), and (c) of FIG. 10, respectively.
In this measurement, the acceleration voltage was 50 KV and the electron beam output was several hundred K.
It is about W.

従って、複数台のリニアフィラメント型電子銃を、長
軸方向に隣接し、連ねて配設して長尺のリニアフィラメ
ント型電子銃を作る場合において、従来のリニアフィラ
メント型電子銃を用いるとき、その形状に起因して次の
ような問題が発生する。
Therefore, when a plurality of linear filament type electron guns are arranged adjacent to each other in the long axis direction and arranged in series to make a long linear filament type electron gun, when using a conventional linear filament type electron gun, The following problems occur due to the shape.

第8図(a)の電子ビーム電流強度特性を有したリニ
アフィラメント型電子銃を連設した場合には、並べたリ
ニアフィラメント型電子銃全体の一番外側の両端で電子
ビームが発散状態となり、電子ビームの利用効率が低下
する不具合がある。またるつぼ等の容器を破損するおそ
れがある。また第8図(b)又は(c)の電子ビーム電
流特性を有したリニアフィラメント型電子銃を連設した
場合には、前記両端部で電子ビームが発散するという不
具合はなくなるが、電子銃の間での電子ビーム電流強度
が大幅に低下するという不具合が発生する。
When the linear filament type electron guns having the electron beam current intensity characteristics shown in FIG. 8 (a) are connected in series, the electron beams are diverged at the outermost ends of all the aligned linear filament type electron guns, There is a problem that the utilization efficiency of the electron beam is reduced. There is also a risk of damaging the crucible and other containers. When the linear filament type electron gun having the electron beam current characteristic shown in FIG. 8B or 8C is connected in series, the problem that the electron beam diverges at both ends is eliminated, but This causes a problem that the electron beam current intensity between the two is greatly reduced.

また、特開昭62−219442号公報に記載されたように、
中央のフィラメント長を左右のフィラメント長より長く
する方式を、長尺のフィラメントに適用しようとする
と、中央フィラメントから取り出される電子ビーム電流
密度が低下するという問題がある。
Further, as described in JP-A-62-219442,
If a method of making the central filament length longer than the left and right filament lengths is applied to a long filament, there is a problem that the electron beam current density extracted from the central filament is reduced.

本発明の目的は、複数台のリニアフィラメント型電子
銃を長軸方向に連設して長尺のリニアフィラメント型電
子銃を作る場合に、電子銃の間においては十分な電子ビ
ーム電流強度を得ることができ、一番外側の端では電子
ビームの発散を抑制し、このように相反する技術的要求
を両立させることのできる長尺のリニアフィラメント型
電子銃を提供することにある。
An object of the present invention is to obtain a sufficient electron beam current intensity between electron guns when a plurality of linear filament electron guns are connected in a longitudinal direction to form a long linear filament electron gun. It is to provide a long linear filament type electron gun capable of suppressing the divergence of the electron beam at the outermost end and satisfying the contradictory technical requirements.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明に係るリニアフィラメント型電子銃は、アノー
ドとグリッドとフィラメントを備えてなる3電極形の電
子銃を長軸方向に複数台連設して長尺化したリニアフィ
ラメント型電子銃において、連設される上記複数台の電
子銃の上記フィラメントは、同一の長さを有するととも
に、両端に位置する上記電子銃の上記グリッドの長軸方
向に関する形状を非対称形状とし、この非対称形状は、
上記フィラメントの中心位置に対するフィラメント長F
ιとグリッド開口長Gιの比(Gι/Fι)を、グリッド
の内側では、(Gι/Fι)≧1.5とし、グリッドの外側
では、1.1<(Gι/Fι)<1.5としたことを特徴として
有する。
The linear filament type electron gun according to the present invention is a linear filament type electron gun in which a plurality of three-electrode type electron guns each including an anode, a grid and a filament are consecutively arranged in a long axis direction so as to be elongated. The filaments of the plurality of electron guns having the same length have the same length, and the shape in the long axis direction of the grid of the electron guns located at both ends is an asymmetrical shape.
Filament length F with respect to the center position of the filament
The ratio (Gι / Fι) of ι to the grid aperture length Gι is (Gι / Fι) ≧ 1.5 inside the grid and 1.1 <(Gι / Fι) <1.5 outside the grid. .

〔作用〕[Action]

本発明によるリニアフィラメント電子銃では、グリッ
ドとフィラメントの長軸方向の寸法関係で決まる電子ビ
ーム電流密度分布特性を考慮して、フィラメント長は同
一としたまま、従来のリニアフィラメント型電子銃のグ
リッドの長軸方向の対称形状をやめ、この形状を非対称
形状とするとともに、フィラメントの中心位置に対する
フィラメント長Fιとグリッド開口長Gιの比(Gι/F
ι)を、グリッドの内側では、(Gι/Fι)≧1.5と
し、グリッドの外側では、1.1<(Gι/Fι)<1.5とす
ることによって、長尺なリニアフィラメント型電子銃に
とって最適な電子ビーム電流分布特性を発生させること
ができる。
In the linear filament electron gun according to the present invention, in consideration of the electron beam current density distribution characteristic determined by the dimensional relationship between the grid and the filament in the long axis direction, while keeping the filament length the same, The symmetrical shape in the long axis direction is stopped and this shape is made asymmetrical, and the ratio of the filament length Fι to the grid aperture length Gι with respect to the center position of the filament (Gι / F
i) is set to (Gι / Fι) ≧ 1.5 inside the grid and 1.1 <(Gι / Fι) <1.5 outside the grid, so that the optimal electron beam for a long linear filament electron gun is obtained. A current distribution characteristic can be generated.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明に係るリニアフィラメント型電子銃の
第1実施例を示す正面図であり、この実施例では2組の
フィラメント及びグリッドを長軸方向に連設している。
1組のフィラメント及びグリッドで基本となる1台のリ
ニアフィラメント型電子銃が構成される。1はアノー
ド、2a,2bはグリッド、3a,3bはフィラメントである。グ
リッド2aとフィラメント3a、グリッド2bとフィラメント
3bはそれぞれリニアフィラメント型電子銃を構成し、ア
ノード1はこれらの電子銃に対して共通のものとして配
設されている。アノード1はフランジ5の上に立設され
たアノード支柱4によって支持され、電子ビーム引出し
孔1aを有している。グリッド2a,2bはそれぞれフランジ
5の上に立設された支持碍子6a,6bによって支持され、
電子ビーム引出し孔21a,21bを有している。フィラメン
ト3a,3bはそれぞれフランジ5の上に立設されたフィラ
メント支持碍子7a,7bによって支持されている。8a,8bは
それぞれグリッド2a,2bに所要の電圧を印加させるため
のグリッド電流導入端子であり、9a,9bはフィラメント
電流導入端子である。また10a,10bはそれぞれフィラメ
ントリード線である。
FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a linear filament type electron gun according to the present invention. In this embodiment, two sets of filaments and grids are connected in a longitudinal direction.
One linear filament electron gun, which is a basic unit, is composed of one set of filament and grid. Reference numeral 1 is an anode, 2a and 2b are grids, and 3a and 3b are filaments. Grid 2a and filament 3a, grid 2b and filament
3b each constitutes a linear filament type electron gun, and the anode 1 is arranged in common for these electron guns. The anode 1 is supported by an anode column 4 standing on a flange 5, and has an electron beam extraction hole 1a. The grids 2a and 2b are respectively supported by support insulators 6a and 6b which are erected on the flange 5,
It has electron beam extraction holes 21a and 21b. The filaments 3a and 3b are supported by filament supporting insulators 7a and 7b which are erected on the flange 5, respectively. Reference numerals 8a and 8b are grid current introduction terminals for applying a required voltage to the grids 2a and 2b, respectively, and 9a and 9b are filament current introduction terminals. 10a and 10b are filament lead wires, respectively.

上記構成を有する上記の如く2台のリニアフィラメン
ト型電子銃を連設してなる長尺のリニアフィラメント型
電子銃に対し、別に設置したフィラメント電源からフィ
ラメント電流導入端子を通して電圧を印加し、フィラメ
ント3a,3bをそれぞれ独立に約2300℃に加熱すると共
に、アース電位であるフランジ5に対して約−30KVに保
持する。またグリッド2a,2bに対しては、別に設置した
グリッド電源からグリッド電流導入端子8a,8bを通して
それぞれ独立にフィラメント3a,3bよりも1KV程度低い負
の電位を印加する。アノード1はアノード支柱4を介し
てフランジ5に電気的に接続されているので、フィラメ
ント3a,3bに対しては約30KVの正の電位となる。
As described above, a voltage is applied from a separately installed filament power supply to a filament linear current introducing terminal to a long linear filament type electron gun in which two linear filament type electron guns are connected in series as described above. , 3b are independently heated to about 2300 ° C. and kept at about −30 KV with respect to the flange 5, which is the ground potential. Further, to the grids 2a and 2b, a negative potential lower than that of the filaments 3a and 3b by about 1 KV is independently applied from a separately installed grid power source through the grid current introduction terminals 8a and 8b. Since the anode 1 is electrically connected to the flange 5 via the anode support 4, it has a positive potential of about 30 KV with respect to the filaments 3a and 3b.

フィラメント3a,3bが高温に加熱されると、それぞれ
のフィラメントから熱電子が放出される。放出された熱
電子は、アノード1とフィラメント3a,3bの間に形成さ
れた電界により加速され、30KeVのエネルギを有する電
子ビームとして、電子ビーム引出し孔21a,21bと1aを通
過してアノード1の上方の空間に放出される。電子ビー
ムを形成する各電子は相互に自分自身の負電荷のために
反発して、電子ビームはその飛程に沿って発散する傾向
にある。そこで、加速電界の途中に位置するグリッド2
a,2bには所定の負の電位を印加して電子ビームを収束さ
せる。
When the filaments 3a and 3b are heated to a high temperature, thermoelectrons are emitted from each filament. The emitted thermoelectrons are accelerated by the electric field formed between the anode 1 and the filaments 3a, 3b, pass through the electron beam extraction holes 21a, 21b and 1a as an electron beam having an energy of 30 KeV, and are emitted from the anode 1 It is released into the upper space. Each electron forming the electron beam repels each other due to its own negative charge, and the electron beam tends to diverge along its range. Therefore, the grid 2 located in the middle of the accelerating electric field
A predetermined negative potential is applied to a and 2b to focus the electron beam.

次にグリッド2a,2bの形状的特徴を説明する。第1図
に示されるように、電子ビーム引出し孔21aの長軸方向
の寸法的形態に関してフィラメント2a,2bでは中心位置
線Aに対して外側がG、内側がGl2となり、それぞ
れ非対象に形成されている。この場合においてG
Gl2であり、各長さG,Gl2とフィラメントの長軸方
向の長さとの関係で述べると、中心位置線Aの外側の長
さGの領域ではグリッドが前記平坦領域を発生する
ように形成され、一方、中心位置線Aの内側の長さGl2
の領域ではグリッドが発散領域を発生するように形成さ
れている。この結果、フィラメント3aから出射された電
子ビームは第1図中内側には発散していくが、外側では
発散はほとんど生じない。同様にして、フィラメント3b
から出射された電子ビームも、内側には発散していく
が、外側では発散はほとんど生じない。この結果第2図
(b)に示されるように、全体としては、2つのフィラ
メント3aと3bとの間隙部の電子ビーム強度が相互の発散
作用によって高くなり、第2図(a)の従来の構成によ
るリニアフィラメント型電子銃の電子ビーム強度特性に
比較して平坦な分布となる。なお、第2図(b)におい
て破線は、フィラメント3a,3bのそれぞれから出射され
た電子ビームの強度特性を示すものである。 次に第3
図及び第4図を参照して本発明の第2実施例を説明す
る。この実施例では3台の基本となるリニアフィラメン
ト型電子銃を連設し、より長尺なリニアフィラメント型
電子銃を形成している。第3図において第1図で説明し
た要素と実質的に同一のものには同一の符号を付してい
る。
Next, the geometrical features of the grids 2a and 2b will be described. As shown in FIG. 1, with respect to the dimensional form of the electron beam extraction hole 21a in the long axis direction, the filaments 2a and 2b have G 1 on the outer side and G 12 on the inner side with respect to the center position line A, which are asymmetrical . Has been formed. In this case G 1 <
G l2 , and in terms of the relationship between the lengths G 1 and G l2 and the length of the filament in the long axis direction, the grid generates the flat region in the region of the length G 1 outside the center position line A. While the length G l2 inside the center line A is
In the area of, the grid is formed so as to generate a divergent area. As a result, the electron beam emitted from the filament 3a diverges inward in FIG. 1, but hardly diverges outside. Similarly, filament 3b
The electron beam emitted from the laser also diverges inward, but hardly diverges outside. As a result, as shown in FIG. 2 (b), the electron beam intensity in the gap between the two filaments 3a and 3b is increased due to the mutual divergence action as a whole. The distribution is flat as compared with the electron beam intensity characteristic of the linear filament type electron gun having the configuration. The broken line in FIG. 2 (b) shows the intensity characteristic of the electron beam emitted from each of the filaments 3a and 3b. Then the third
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, three basic linear filament type electron guns are connected in series to form a longer linear filament type electron gun. In FIG. 3, elements that are substantially the same as the elements described in FIG. 1 are given the same reference numerals.

1はアノード、1aは電子ビーム引出し孔、4はアノー
ド支柱、5はフランジである。それぞれ、リニアフィラ
メント型電子銃の台数が増した分全体の長軸方向の長さ
が長くなっている。3台のグリッド2a,2b,2c及び3台の
フィラメント3a,3b,3cのうち左右両側に位置するグリッ
ド2a,2bとフィラメント3a,3bは前記第1実施例で説明し
たものと同じである。従って、それらの周辺の構成、例
えばグリッド電流導入端子8aやフィラメント電流導入端
子9a等の構成、グリッドの電子ビーム引出し孔21a,21b
の長軸方向の形状に関する非対称性等の特徴については
前記第1実施例の場合と同じである。他方、中央に位置
するグリッド2cは、電子ビーム引出し孔21cの長軸方向
の寸法が前述の中央位置線に対して対称に形成され且つ
その長さがフィラメントに対して発散領域を形成するよ
うな寸法で形成されている。従って、フィラメント3cか
ら出射された電子ビームは両側に発散するという特性を
有している。またフィラメント3cやグリッド電流導入端
子8aやフィラメント電流導入端子9a等の構成については
他のものと同じであり、更に電気的な諸条件も前記第1
実施例の場合と同じである。
Reference numeral 1 is an anode, 1a is an electron beam extraction hole, 4 is an anode support, and 5 is a flange. As the number of linear filament type electron guns increases, the length in the major axis direction of each increases. Of the three grids 2a, 2b, 2c and the three filaments 3a, 3b, 3c, the grids 2a, 2b and the filaments 3a, 3b located on the left and right sides are the same as those described in the first embodiment. Therefore, the configuration around them, for example, the configuration of the grid current introduction terminal 8a and the filament current introduction terminal 9a, the electron beam extraction holes 21a, 21b of the grid
The characteristics such as the asymmetry regarding the shape in the long axis direction are the same as those in the first embodiment. On the other hand, the grid 2c located at the center is such that the dimension of the electron beam extraction hole 21c in the major axis direction is formed symmetrically with respect to the above-mentioned center position line and the length thereof forms a divergence region for the filament. It is formed with dimensions. Therefore, the electron beam emitted from the filament 3c has a characteristic of diverging to both sides. Further, the configuration of the filament 3c, the grid current introduction terminal 8a, the filament current introduction terminal 9a, etc. is the same as the other ones, and the electrical conditions are the same as those of the first embodiment.
This is the same as in the embodiment.

上記構成を有する長尺のリニアフィラメント型電子銃
によれば、両側のリニアフィラメント型電子銃ではその
内側で電子ビームが発散し、また中央に位置するリニア
フィラメント型電子銃では電子ビームがその両側端部で
発散するため、第4図の実線で示されるような電子ビー
ム電流強度分布を得ることができる。本実施例によれば
リニアフィラメント型電子銃3a,3b,3cのそれぞれの間隙
部分においても、比較的に高い電子ビーム電流強度を得
ることができる。また両側のリニアフィラメント型電子
銃のそれぞれの外側端部の電子ビーム電流強度の分布で
は、分散はほとんど発生しておらず、この点は第1実施
例の場合と同じである。なお第4図中、破線は個々のリ
ニアフィラメント型電子銃による電子ビーム電流強度分
布を示している。
According to the long linear filament electron gun having the above structure, the electron beam diverges inside the linear filament electron guns on both sides, and the electron beams diverge on both sides at the central linear filament electron gun. Since it diverges at the part, it is possible to obtain the electron beam current intensity distribution as shown by the solid line in FIG. According to this embodiment, a relatively high electron beam current intensity can be obtained even in the gaps of the linear filament type electron guns 3a, 3b, 3c. Further, in the distribution of the electron beam current intensities at the outer ends of the linear filament type electron guns on both sides, there is almost no dispersion, and this point is the same as in the case of the first embodiment. In FIG. 4, broken lines indicate the electron beam current intensity distribution by each linear filament type electron gun.

上記の第2実施例では、リニアフィラメント型電子銃
を3台連設したが、両側のリニアフィラメント型電子銃
はそのままで、中央位置のリニアフィラメント型電子銃
を更に増加すれば更にリニアフィラメント型電子銃の連
設台数を増すことができ、これによりリニアフィラメン
ト型電子銃の長尺化を一層図ることができる。
In the second embodiment, three linear filament type electron guns are arranged in series, but the linear filament type electron guns on both sides are left as they are, and if the number of linear filament type electron guns in the central position is further increased, the linear filament type electron guns are further increased. It is possible to increase the number of guns connected in series, which makes it possible to further lengthen the linear filament type electron gun.

前記の実施例では、電子発生手段としてフィラメント
を使用したが、電子を放出するカソードとこのカソード
を加熱するヒータを用いても、前記と同様な長軸方向の
寸法関係を維持して長尺なリニアフィラメント型電子銃
を作製することができる。また前記各グリッドの電圧印
加を独立に行うように構成したが、原理的に一括して単
一電源から電流を供給するように構成することもでき
る。ただし、このような場合であっても、各グリッドご
とに印加電圧を調整できるようにしておくことが望まし
い。
Although the filament is used as the electron generating means in the above-mentioned embodiment, even if a cathode that emits an electron and a heater that heats this cathode are used, a long dimensional relationship similar to the above is maintained while maintaining the same dimensional relationship in the long axis direction. A linear filament type electron gun can be manufactured. Further, the voltage is applied to each grid independently, but in principle it is also possible to collectively supply current from a single power source. However, even in such a case, it is desirable that the applied voltage can be adjusted for each grid.

また連設した複数台のリニアフィラメント型電子銃に
おいて、両端の電子銃のうち少なくとも一方を前記の如
き構成にすれば本発明の目的は達することができる。
Further, in a plurality of linear filament type electron guns connected in series, if at least one of the electron guns at both ends is configured as described above, the object of the present invention can be achieved.

第5図は上述した各実施例によるリニアフィラメント
型電子銃の利用例を示す構成図である。この実施例で
は、るつぼ32に収容された金属31に対して、前記の各実
施例による長尺に形成されたリニアフィラメント型電子
銃33から放射される電子ビーム34を照射させ、当該金属
31を蒸発させるものである。35は金属蒸気であり、金属
蒸気35は蒸気封入板36で囲まれた空間内を上昇し、試料
37に供給される。るつぼ32は主真空容器38内に配設さ
れ、この主真空容器38は主真空ポンプ39で所定の真空状
態にせしめられる。これに対して、リニアフィラメント
型電子銃33は副真空容器40内に配設され、この副真空容
器40は副真空ポンプ41によって所定の真空状態にせしめ
られる。電子ビーム34は主真空容器38と副真空容器40の
境界の壁部42に形成された窓より主真空容器38内に放射
される。この窓には、開閉自在なシャッタ装置43が設け
られている。
FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of use of the linear filament type electron gun according to each of the above-mentioned embodiments. In this embodiment, the metal 31 housed in the crucible 32 is irradiated with an electron beam 34 emitted from the linear filament electron gun 33 formed in a long length according to each of the above embodiments, and the metal
It is to evaporate 31. 35 is metal vapor, and the metal vapor 35 rises in the space surrounded by the vapor sealing plate 36,
Supplied to 37. The crucible 32 is arranged in a main vacuum container 38, and the main vacuum container 38 is made to have a predetermined vacuum state by a main vacuum pump 39. On the other hand, the linear filament type electron gun 33 is disposed in the sub vacuum container 40, and the sub vacuum container 40 is brought into a predetermined vacuum state by the sub vacuum pump 41. The electron beam 34 is radiated into the main vacuum vessel 38 through a window formed in a wall 42 at the boundary between the main vacuum vessel 38 and the sub vacuum vessel 40. A shutter device 43 that can be opened and closed is provided in this window.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、既存
のリニアフィラメント型電子銃を複数台使用して、これ
を連設し、有効に作動する長尺なリニアフィラメント型
電子銃を作製することができ、更に非対称な形状を有す
るグリッドを利用することにより、目的に応じて各種の
電子ビーム電流分布を発生させることができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, a plurality of existing linear filament type electron guns are used, and the linear filament type electron guns are arranged in series to effectively produce a long linear filament type electron gun. Further, by using a grid having an asymmetric shape, various electron beam current distributions can be generated according to the purpose.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係るリニアフィラメント型電子銃の第
1実施例を示す正面図、第2図は本発明によるリニアフ
ィラメント型電子銃の電子ビーム分布特性と従来の分布
特性を比較したグラフ、第3図は本発明に係る第2実施
例を示す正面図、第4図は第2実施例のリニアフィラメ
ント型電子銃による電子ビーム電流分布特性を示すグラ
フ、第5図はリニアフィラメント型電子銃の利用の一例
を示す構成図、第6図は従来のリニアフィラメント型電
子銃の一例を示す正面図、第7図は従来の電子銃の部分
平面図、第8図は電子ビーム電流の分布特性を説明する
ためのグラフ、第9図はグリッド開口長とフィラメント
長の比と電子ビーム電流分布との関係を説明するための
特性図、第10図は各種分布特性を実測したグラフであ
る。 〔符号の説明〕 1……アノード 1a……電子ビーム引出し孔 2a,2b,2c……グリッド 3a,3b,3c……フィラメント 5……フランジ 33……リニアフィラメント型電子銃
FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a linear filament type electron gun according to the present invention, and FIG. 2 is a graph comparing electron beam distribution characteristics of a linear filament type electron gun according to the present invention with conventional distribution characteristics, FIG. 3 is a front view showing a second embodiment according to the present invention, FIG. 4 is a graph showing an electron beam current distribution characteristic of the linear filament electron gun of the second embodiment, and FIG. 5 is a linear filament electron gun. 6 is a front view showing an example of a conventional linear filament type electron gun, FIG. 7 is a partial plan view of a conventional electron gun, and FIG. 8 is an electron beam current distribution characteristic. 9 is a characteristic diagram for explaining the relationship between the ratio of the grid aperture length to the filament length and the electron beam current distribution, and FIG. 10 is a graph for actually measuring various distribution characteristics. [Explanation of symbols] 1 ... Anode 1a ... Electron beam extraction hole 2a, 2b, 2c ... Grid 3a, 3b, 3c ... Filament 5 ... Flange 33 ... Linear filament electron gun

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 建治 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 日立 ニュークリアエンジニアリング株式会社 内 (72)発明者 柴田 悟 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 門田 二千男 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭62−219442(JP,A) 特開 昭61−114449(JP,A) 特開 昭63−141246(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenji Sano 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi, Ibaraki Prefecture Hitachi Nuclear Engineering Co., Ltd. (72) Satoru Shibata 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi, Ibaraki No. 1 Hitachi Ltd., Hitachi Plant (72) Inventor Nichio Kadota 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Ltd., Hitachi Plant (56) References JP-A-62-219442 (JP) , A) JP 61-114449 (JP, A) JP 63-141246 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アノードとグリッドとフィラメントを備え
てなる3電極形の電子銃を長軸方向に複数台連設して長
尺化したリニアフィラメント型電子銃において、 連設される上記複数台の電子銃の上記フィラメントは、
同一の長さを有するとともに、 両端に位置する上記電子銃の上記グリッドの長軸方向に
関する形状を非対称形状とし、 この非対称形状は、上記フィラメントの中心位置に対す
るフィラメント長Fιとグリッド開口長Gιの比(Gι
/Fι)を、グリッドの内側では、(Gι/Fι)≧1.5と
し、グリッドの外側では、1.1<(Gι/Fι)<1.5とし
たことを特徴とするリニアフィラメント型電子銃。
1. A linear filament electron gun in which a plurality of three-electrode type electron guns each comprising an anode, a grid and a filament are connected in a longitudinal direction in a continuous manner to obtain a linear filament type electron gun. The filament of the electron gun is
In addition to having the same length, the shape of the electron guns located at both ends in the long axis direction of the grid is asymmetrical, and this asymmetrical shape is the ratio of the filament length Fι to the grid opening length Gι with respect to the center position of the filament. (Gι
/ Fι) is (Gι / Fι) ≧ 1.5 inside the grid and 1.1 <(Gι / Fι) <1.5 outside the grid. A linear filament electron gun.
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