JP3119285B2 - 光陰極とこれを用いた電子銃並びに加速器 - Google Patents
光陰極とこれを用いた電子銃並びに加速器Info
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Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光電効果を用いた光陰極
に係り、特に、長時間連続的に使用するのに好適な光陰
極とこれを用いた電子銃並びに加速器に関する。
に係り、特に、長時間連続的に使用するのに好適な光陰
極とこれを用いた電子銃並びに加速器に関する。
【０００２】
【従来の技術】高エネルギの電子を得る場合、電子銃か
ら電子を出射させ、これを粒子加速器内に導入して加速
する。ＣＲＴなどの表示装置では、電子銃から出射させ
た電子を蛍光面に当てて発光させ、様々な映像を表現す
る。電子顕微鏡では、電子銃から出射させた電子を静電
レンズ等で集束させ、被検査体に照射する。このよう
に、電子銃は様々な装置に利用されており、その電子銃
の構造は、従来から種々のものがあるが、光陰極を利用
しようとするものはなかった。
ら電子を出射させ、これを粒子加速器内に導入して加速
する。ＣＲＴなどの表示装置では、電子銃から出射させ
た電子を蛍光面に当てて発光させ、様々な映像を表現す
る。電子顕微鏡では、電子銃から出射させた電子を静電
レンズ等で集束させ、被検査体に照射する。このよう
に、電子銃は様々な装置に利用されており、その電子銃
の構造は、従来から種々のものがあるが、光陰極を利用
しようとするものはなかった。
【０００３】光陰極は、光電効果の原理により電子を発
生させる陰極であり、光電子を放出する物質を備え、光
を照射することで電子を発生させるものである。この性
質を示す物質としては、銅，イットリウム，銀などの金
属、砒化ガリウムなどの半導体、またはアンチモンとア
ルカリまたは銀とビスマスとアルカリと酸素などの化合
物などの種々のものがある。金属型光陰極は、寿命は長
いが、光子１個あたりに発生する電子数を表す量である
量子効率が０．０００１％から０．００１％と低く、ま
た有感波長領域が紫外線領域にあるため、大強度の照射
光源が要求される。これに対し、半導体や化合物の光陰
極では、量子効率は１％から１０数％と高く、有感波長
領域が可視光領域であるため、照射光に対する要求は緩
和される。
生させる陰極であり、光電子を放出する物質を備え、光
を照射することで電子を発生させるものである。この性
質を示す物質としては、銅，イットリウム，銀などの金
属、砒化ガリウムなどの半導体、またはアンチモンとア
ルカリまたは銀とビスマスとアルカリと酸素などの化合
物などの種々のものがある。金属型光陰極は、寿命は長
いが、光子１個あたりに発生する電子数を表す量である
量子効率が０．０００１％から０．００１％と低く、ま
た有感波長領域が紫外線領域にあるため、大強度の照射
光源が要求される。これに対し、半導体や化合物の光陰
極では、量子効率は１％から１０数％と高く、有感波長
領域が可視光領域であるため、照射光に対する要求は緩
和される。
【０００４】しかしながら、真空中に電子を引き出す型
の光陰極では、短時間で特性が悪化してしまうという問
題があるので、電子銃には向いておらず、この種の光陰
極は、例えば特開昭５２ー１１２２７１号公報等に見ら
れる様に、光電管に使用されるにすぎなかった。
の光陰極では、短時間で特性が悪化してしまうという問
題があるので、電子銃には向いておらず、この種の光陰
極は、例えば特開昭５２ー１１２２７１号公報等に見ら
れる様に、光電管に使用されるにすぎなかった。
【０００５】このように光陰極は電子銃に不向きであ
る。しかし、大電流がとれるという利点、クリアなパル
ス的電子ビームが取り出せるという利点、レーザーパル
ス波形に忠実に応じた電子ビームが取り出せるという利
点があり、電子銃に利用する試みがある。例えば、１９
９１年埼玉で開催された第８回加速器科学研究会（The8
th Symp. on Accelerator Science and Technology, 19
91. Saitama, Japan）の第６７頁「ＲＦガン・ユージン
グ・レーザ・トリガード・フォトカソード」（"RF gun
using laser-triggered photocathode"）秋山等では、
加速器用の電子銃が提案されている。
る。しかし、大電流がとれるという利点、クリアなパル
ス的電子ビームが取り出せるという利点、レーザーパル
ス波形に忠実に応じた電子ビームが取り出せるという利
点があり、電子銃に利用する試みがある。例えば、１９
９１年埼玉で開催された第８回加速器科学研究会（The8
th Symp. on Accelerator Science and Technology, 19
91. Saitama, Japan）の第６７頁「ＲＦガン・ユージン
グ・レーザ・トリガード・フォトカソード」（"RF gun
using laser-triggered photocathode"）秋山等では、
加速器用の電子銃が提案されている。
【０００６】図８は、半導体や化合物の光陰極を電子銃
に用いたときの従来技術を示す図である。電子銃部とな
る真空容器２と、光陰極を作成する真空容器１３とを、
ゲートバルブ１９で区切る構成となっており、真空容器
１３内で光陰極を作成し、これを真空容器２に持ち込
み、ここで発生させた電子を真空中に引き出す構成とし
ている。まず、真空容器１３中に設置した金属棒２０の
先端表面を基板３０に対向させ、基板３０を加熱するこ
とで、この基板３０中に含浸させてある物質３１を蒸発
させて、金属棒２０の先端表面に蒸着させる。このと
き、光陰極構成物質を蒸着し光陰極活性化物質を付着さ
せるか、又は光陰極構成物と光陰極活性化物質を交互に
蒸着することにより、金属棒２０の先端表面に光陰極を
作成する。そして、その後に基板３０を下降させ、ゲー
トバルブ１９を開放して、金属棒２０を真空容器２にま
で挿入し、ここで光陰極に光を照射して、光電子を放出
させ、これを電界で真空中に引き出す様にしている。
に用いたときの従来技術を示す図である。電子銃部とな
る真空容器２と、光陰極を作成する真空容器１３とを、
ゲートバルブ１９で区切る構成となっており、真空容器
１３内で光陰極を作成し、これを真空容器２に持ち込
み、ここで発生させた電子を真空中に引き出す構成とし
ている。まず、真空容器１３中に設置した金属棒２０の
先端表面を基板３０に対向させ、基板３０を加熱するこ
とで、この基板３０中に含浸させてある物質３１を蒸発
させて、金属棒２０の先端表面に蒸着させる。このと
き、光陰極構成物質を蒸着し光陰極活性化物質を付着さ
せるか、又は光陰極構成物と光陰極活性化物質を交互に
蒸着することにより、金属棒２０の先端表面に光陰極を
作成する。そして、その後に基板３０を下降させ、ゲー
トバルブ１９を開放して、金属棒２０を真空容器２にま
で挿入し、ここで光陰極に光を照射して、光電子を放出
させ、これを電界で真空中に引き出す様にしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、作成した光陰極面が真空中に露出する構成の
ため、光陰極面から光陰極活性化物質が真空中に離脱
し、また、真空中の残留ガスの影響によって、光陰極の
寿命を短くするという問題がある。また、光陰極表面よ
り光陰極活性化物質が離脱し光陰極の特性が悪化した場
合には、光陰極の使用を中断し、新たに光陰極活性化物
質を付着させ再活性化せざるを得ないという問題もあ
る。つまり、従来の光陰極を用いた電子銃は、長時間安
定に連続使用することができないという問題がある。
来技術は、作成した光陰極面が真空中に露出する構成の
ため、光陰極面から光陰極活性化物質が真空中に離脱
し、また、真空中の残留ガスの影響によって、光陰極の
寿命を短くするという問題がある。また、光陰極表面よ
り光陰極活性化物質が離脱し光陰極の特性が悪化した場
合には、光陰極の使用を中断し、新たに光陰極活性化物
質を付着させ再活性化せざるを得ないという問題もあ
る。つまり、従来の光陰極を用いた電子銃は、長時間安
定に連続使用することができないという問題がある。
【０００８】本発明の目的は、上記問題を解決し、長時
間安定に連続使用することができる光陰極とこれを用い
た電子銃並びに加速器を提供することにある。
間安定に連続使用することができる光陰極とこれを用い
た電子銃並びに加速器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、開口面が光
陰極活性化物質を拡散させる拡散物質で閉塞され、内部
に光陰極活性化物質を封入し、前記拡散物質の外側表面
に光陰極面を有する容器を設けることで、達成される。
陰極活性化物質を拡散させる拡散物質で閉塞され、内部
に光陰極活性化物質を封入し、前記拡散物質の外側表面
に光陰極面を有する容器を設けることで、達成される。
【００１０】また、開口面が光陰極活性化物質を拡散さ
せる拡散物質で閉塞され、内部に光陰極活性化物質を封
入し、前記拡散物質の外側に光陰極構成物質でなる薄膜
を備え、該薄膜と前記拡散物質との境界面に光陰極面が
形成される構成の容器を備えることで、達成される。
せる拡散物質で閉塞され、内部に光陰極活性化物質を封
入し、前記拡散物質の外側に光陰極構成物質でなる薄膜
を備え、該薄膜と前記拡散物質との境界面に光陰極面が
形成される構成の容器を備えることで、達成される。
【００１１】また、好ましくは、前記拡散物質は前記光
陰極活性化物質を含浸し、該拡散物質を加熱する加熱手
段を備える。
陰極活性化物質を含浸し、該拡散物質を加熱する加熱手
段を備える。
【００１２】また、開口面が多孔質板で閉塞され内部に
光陰極活性化物質を封入し、前記多孔質板の外側に接し
該多孔質板との境界面に光陰極面を有すると共に、光を
透過する光陰極構成物質とを有する容器を設けること
で、達成される。
光陰極活性化物質を封入し、前記多孔質板の外側に接し
該多孔質板との境界面に光陰極面を有すると共に、光を
透過する光陰極構成物質とを有する容器を設けること
で、達成される。
【００１３】
【００１４】
【００１５】また、光陰極面の一側に光陰極活性化物質
を含浸した拡散物質と、該光陰極面の他側に光を透過す
る光陰極構成物質と、前記拡散物質を加熱する加熱手段
とを備えた構成とすることで、達成される。
を含浸した拡散物質と、該光陰極面の他側に光を透過す
る光陰極構成物質と、前記拡散物質を加熱する加熱手段
とを備えた構成とすることで、達成される。
【００１６】また、光陰極面の一側に光陰極活性化物質
との合金で構成される拡散物質を備え、該光陰極面の他
側に光を透過する光陰極構成物質を備えると共に、前記
拡散物質を加熱する加熱手段を備えた構成とすること
で、達成される。
との合金で構成される拡散物質を備え、該光陰極面の他
側に光を透過する光陰極構成物質を備えると共に、前記
拡散物質を加熱する加熱手段を備えた構成とすること
で、達成される。
【００１７】
【作用】本発明では、開口面が光陰極活性化物質を拡散
させる拡散物質で閉塞され内部に光陰極活性化物質を封
入し、前記拡散物質の外側表面に光陰極面を備えた容器
を設けることにより、光陰極面から失われる光陰極活性
化物質を拡散物質を通して光陰極面に常時供給すること
ができるので、光陰極を長時間安定に連続して使用する
ことができる。
させる拡散物質で閉塞され内部に光陰極活性化物質を封
入し、前記拡散物質の外側表面に光陰極面を備えた容器
を設けることにより、光陰極面から失われる光陰極活性
化物質を拡散物質を通して光陰極面に常時供給すること
ができるので、光陰極を長時間安定に連続して使用する
ことができる。
【００１８】また、開口面が光陰極活性化物質を拡散さ
せる拡散物質で閉塞され内部に光陰極活性化物質を封入
し、前記拡散物質の外側に光陰極構成物質でなる薄膜を
備え、該薄膜と前記拡散物質との境界面に光陰極面が形
成される構成の容器を設けたので、更に、上記の作用に
加え、真空中の残留ガスの付着を防ぐことができ、光陰
極の連続使用時間を更に延ばすことができる。
せる拡散物質で閉塞され内部に光陰極活性化物質を封入
し、前記拡散物質の外側に光陰極構成物質でなる薄膜を
備え、該薄膜と前記拡散物質との境界面に光陰極面が形
成される構成の容器を設けたので、更に、上記の作用に
加え、真空中の残留ガスの付着を防ぐことができ、光陰
極の連続使用時間を更に延ばすことができる。
【００１９】また、好ましくは、前記拡散物質は前記光
陰極活性化物質を含浸し、該拡散物質を加熱する加熱手
段を備えたことにより、拡散物質に含浸された光陰極活
性化物質も光陰極面に供給することができ、光陰極を長
時間安定に連続して使用することができる。
陰極活性化物質を含浸し、該拡散物質を加熱する加熱手
段を備えたことにより、拡散物質に含浸された光陰極活
性化物質も光陰極面に供給することができ、光陰極を長
時間安定に連続して使用することができる。
【００２０】
【００２１】
【００２２】また、光陰極面の一側に光陰極活性化物質
を含浸した拡散物質を備え、該光陰極面の他側に光を透
過する光陰極構成物質を備えると共に、前記拡散物質を
加熱する加熱手段を備えたことにより、拡散物質を加熱
してこれに含浸された光陰極活性化物質を光陰極面に供
給できるので、光陰極を長時間安定に連続して使用する
ことができる。
を含浸した拡散物質を備え、該光陰極面の他側に光を透
過する光陰極構成物質を備えると共に、前記拡散物質を
加熱する加熱手段を備えたことにより、拡散物質を加熱
してこれに含浸された光陰極活性化物質を光陰極面に供
給できるので、光陰極を長時間安定に連続して使用する
ことができる。
【００２３】また、光陰極面の一側に光陰極活性化物質
との合金で構成される拡散物質を備え、該光陰極面の他
側に光を透過する光陰極構成物質を備えると共に、前記
拡散物質を加熱する加熱手段を備えたことにより、拡散
物質を加熱してこれに含まれる光陰極活性化物質を光陰
極面に供給できるので、光陰極を長時間安定に連続して
使用することができる。
との合金で構成される拡散物質を備え、該光陰極面の他
側に光を透過する光陰極構成物質を備えると共に、前記
拡散物質を加熱する加熱手段を備えたことにより、拡散
物質を加熱してこれに含まれる光陰極活性化物質を光陰
極面に供給できるので、光陰極を長時間安定に連続して
使用することができる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の第１実施例に係る光陰極を用い
た電子銃の構成図である。図１において、容器１の開口
端面は多孔質板４により閉塞されている。この容器１内
には光陰極活性化物質３が封入されており、且つ、この
容器１内に外部の光陰極活性化物質源１０から光陰極活
性化物質３を供給するパイプ９が接続されており、容器
１内の光陰極活性物質３が多孔質板４を通して外部に拡
散するようになっている。多孔質板４の外側表面には光
陰極構成物質の薄膜が蒸着されており、多孔質板４中を
拡散してきた光陰極活性化物質３と光陰極構成物質（薄
膜）とが反応して光陰極面６が形成される。容器１内に
は常に光陰極活性物質３が補給されるので、光陰極活性
化物質３が光陰極面６から離脱しても、その特性は劣化
しない。
する。図１は、本発明の第１実施例に係る光陰極を用い
た電子銃の構成図である。図１において、容器１の開口
端面は多孔質板４により閉塞されている。この容器１内
には光陰極活性化物質３が封入されており、且つ、この
容器１内に外部の光陰極活性化物質源１０から光陰極活
性化物質３を供給するパイプ９が接続されており、容器
１内の光陰極活性物質３が多孔質板４を通して外部に拡
散するようになっている。多孔質板４の外側表面には光
陰極構成物質の薄膜が蒸着されており、多孔質板４中を
拡散してきた光陰極活性化物質３と光陰極構成物質（薄
膜）とが反応して光陰極面６が形成される。容器１内に
は常に光陰極活性物質３が補給されるので、光陰極活性
化物質３が光陰極面６から離脱しても、その特性は劣化
しない。
【００２５】照射光源３３から出射した照射光７を、真
空窓３５，反射鏡３４を介して光陰極面６に照射する
と、光陰極面６から電子８が発生される。この電子８
を、絶縁体１１と電源１２によって与えられた電場によ
って加速し、図示しない加速器に入射する。
空窓３５，反射鏡３４を介して光陰極面６に照射する
と、光陰極面６から電子８が発生される。この電子８
を、絶縁体１１と電源１２によって与えられた電場によ
って加速し、図示しない加速器に入射する。
【００２６】斯かる構成の光陰極では、電子８を加速す
る電場は、光陰極面６より発生した電子８を真空容器２
中に引き出し、かつ管３２内に導入して加速することが
できる。また、容器１内の光陰極活性化物質３が減少し
た場合、容器１に取り付けたパイプ９を通して外部の光
陰極活性化物質源１０より光陰極活性化物質３を供給す
ることができる。そのため、光陰極の使用を中断するこ
となく連続的に安定して使用することができる。
る電場は、光陰極面６より発生した電子８を真空容器２
中に引き出し、かつ管３２内に導入して加速することが
できる。また、容器１内の光陰極活性化物質３が減少し
た場合、容器１に取り付けたパイプ９を通して外部の光
陰極活性化物質源１０より光陰極活性化物質３を供給す
ることができる。そのため、光陰極の使用を中断するこ
となく連続的に安定して使用することができる。
【００２７】光陰極活性化物質３としては、セシウム，
カリウム，ナトリウム，、ルビンシウム，リチウムなど
のアルカリ金属を、単独または複数組み合わせて使用す
る。多孔質板４の表面に設ける光陰極構成物質の薄膜と
しては、アンチモンを使用する。
カリウム，ナトリウム，、ルビンシウム，リチウムなど
のアルカリ金属を、単独または複数組み合わせて使用す
る。多孔質板４の表面に設ける光陰極構成物質の薄膜と
しては、アンチモンを使用する。
【００２８】多孔質板４としては、光陰極活性化物質３
を光陰極構成物質の薄膜まで透過することが可能な空隙
を持つタングステン，モリブデン，タンタルあるいはセ
ラミックスを用いる。
を光陰極構成物質の薄膜まで透過することが可能な空隙
を持つタングステン，モリブデン，タンタルあるいはセ
ラミックスを用いる。
【００２９】光陰極活性化物質３としては、セシウム，
カリウム、ナトリウム、ルビンシウム、リチウムなどの
アルカリ金属及び酸素を単独または複数組み合わせて使
用し、光陰極構成物質としては、銀、または、銀及びビ
スマスを使用する場合も考えられる。また、光陰極活性
化物質３としてセシウムおよび酸素を使用し、光陰極構
成物質として砒化ガリウムを使用する場合もある。
カリウム、ナトリウム、ルビンシウム、リチウムなどの
アルカリ金属及び酸素を単独または複数組み合わせて使
用し、光陰極構成物質としては、銀、または、銀及びビ
スマスを使用する場合も考えられる。また、光陰極活性
化物質３としてセシウムおよび酸素を使用し、光陰極構
成物質として砒化ガリウムを使用する場合もある。
【００３０】図２は、本発明の第２実施例に係る光陰極
を用いた電子銃の構成図である。本実施例と第１実施例
とが異なる点は、多孔質板４の外側表面に設けた光陰極
構成物質の薄膜５と、多孔質板４との間に、光陰極面６
が形成されるようにしたところである。この様に、光陰
極面６を真空中に露出しない構成とすることで、真空容
器２内の残留ガスの影響は受けないようにすることがで
きる。
を用いた電子銃の構成図である。本実施例と第１実施例
とが異なる点は、多孔質板４の外側表面に設けた光陰極
構成物質の薄膜５と、多孔質板４との間に、光陰極面６
が形成されるようにしたところである。この様に、光陰
極面６を真空中に露出しない構成とすることで、真空容
器２内の残留ガスの影響は受けないようにすることがで
きる。
【００３１】照射光源３３から出射した照射光７を、真
空窓３５，反射鏡３４を用い、薄膜５を通して光陰極面
６に照射すると、光陰極面６から電子８が発生される。
この電子８を、絶縁体１１と電源１２によって与えられ
た電場によって加速し、図示しない加速器に入射する。
空窓３５，反射鏡３４を用い、薄膜５を通して光陰極面
６に照射すると、光陰極面６から電子８が発生される。
この電子８を、絶縁体１１と電源１２によって与えられ
た電場によって加速し、図示しない加速器に入射する。
【００３２】かかる構成の光陰極では、電子８を加速す
る電場は、薄膜５を通して光陰極面６に達し、照射光７
によって発生した電子８を真空中に引き出し管３２内に
導入して加速することができる。密閉容器１内の光陰極
活性化物質３が減少した場合、密閉容器１に取り付けた
パイプ９を通して外部の光陰極活性化物質源１０より光
陰極活性化物質３を供給することで、光陰極の使用を中
断することなく連続的に安定して使用することができる
ことは第１実施例と同様である。
る電場は、薄膜５を通して光陰極面６に達し、照射光７
によって発生した電子８を真空中に引き出し管３２内に
導入して加速することができる。密閉容器１内の光陰極
活性化物質３が減少した場合、密閉容器１に取り付けた
パイプ９を通して外部の光陰極活性化物質源１０より光
陰極活性化物質３を供給することで、光陰極の使用を中
断することなく連続的に安定して使用することができる
ことは第１実施例と同様である。
【００３３】図３は、本発明の第３実施例に係る光陰極
を用いた電子銃の構成図である。本実施例の光陰極で
は、光陰極活性化物質供給源１０を密閉容器１内部に配
設し、光陰極活性化物質３が常に多孔質板４に供給さ
れ、光陰極面の連続使用を可能にしたものである。
を用いた電子銃の構成図である。本実施例の光陰極で
は、光陰極活性化物質供給源１０を密閉容器１内部に配
設し、光陰極活性化物質３が常に多孔質板４に供給さ
れ、光陰極面の連続使用を可能にしたものである。
【００３４】この第３実施例においては、光陰極活性化
物質３を発生させる光陰極活性化物質供給源１０とし
て、セシウム，カリウム，ナトリウム，ルビンシウム，
リチウムなどのアルカリ金属を単独または複数組み合わ
せて封じ込めた金属容器とそれを加熱するヒータを使用
する。光陰極活性化物質３を拡散させる多孔質板４とし
ては、光陰極活性化物質３を薄膜５まで透過することが
可能な空隙を持つタングステンを用いる。
物質３を発生させる光陰極活性化物質供給源１０とし
て、セシウム，カリウム，ナトリウム，ルビンシウム，
リチウムなどのアルカリ金属を単独または複数組み合わ
せて封じ込めた金属容器とそれを加熱するヒータを使用
する。光陰極活性化物質３を拡散させる多孔質板４とし
ては、光陰極活性化物質３を薄膜５まで透過することが
可能な空隙を持つタングステンを用いる。
【００３５】また、光陰極活性化物質３を発生させる光
陰極活性化物質供給源１０として、セシウム，カリウ
ム，ナトリウム，ルビンシウム，リチウムなどのアルカ
リ金属の重クロム酸化合物を単独または複数組み合わせ
たものとチタンなどの還元剤を封じ込めた金属容器およ
びそれを加熱するヒータで構成することもできる。この
とき、薄膜５を形成する光陰極構成物質としてはアンチ
モンを使用する。
陰極活性化物質供給源１０として、セシウム，カリウ
ム，ナトリウム，ルビンシウム，リチウムなどのアルカ
リ金属の重クロム酸化合物を単独または複数組み合わせ
たものとチタンなどの還元剤を封じ込めた金属容器およ
びそれを加熱するヒータで構成することもできる。この
とき、薄膜５を形成する光陰極構成物質としてはアンチ
モンを使用する。
【００３６】図４は、本発明の第４実施例に係る光陰極
の構成図である。本実施例の光陰極では、光陰極活性化
物質を含浸させた拡散物質３６と、それを加熱するヒ−
タ３７を備え、ヒ−タ３７により拡散物質３６を加熱
し、この拡散物質３６に含浸させてある光陰極活性化物
質を拡散させ光陰極を形成させる。かかる構成により第
１実施例と同様の効果を実現できる。
の構成図である。本実施例の光陰極では、光陰極活性化
物質を含浸させた拡散物質３６と、それを加熱するヒ−
タ３７を備え、ヒ−タ３７により拡散物質３６を加熱
し、この拡散物質３６に含浸させてある光陰極活性化物
質を拡散させ光陰極を形成させる。かかる構成により第
１実施例と同様の効果を実現できる。
【００３７】この第４実施例においては、拡散物質３６
として、タングステン，タンタル，モリブデン，セラミ
ックスなどの多孔質板を用いる。
として、タングステン，タンタル，モリブデン，セラミ
ックスなどの多孔質板を用いる。
【００３８】また、含浸させる光陰極活性化物質とし
て、セシウム，カリウム，ナトリウム，ルビンシウム，
リチウムなどのアルカリ金属を単独または複数組み合わ
せて使用する。このとき、光陰極構成物質５としてはア
ンチモンを使用する。
て、セシウム，カリウム，ナトリウム，ルビンシウム，
リチウムなどのアルカリ金属を単独または複数組み合わ
せて使用する。このとき、光陰極構成物質５としてはア
ンチモンを使用する。
【００３９】また、含浸させる光陰極活性化物質とし
て、セシウム，カリウム，ナトリウム，ルビンシウム，
リチウムなどのアルカリ金属を単独または複数組み合わ
せて使用する。このとき、光陰極構成物質５としては
銀、または、銀とビスマスを使用する。
て、セシウム，カリウム，ナトリウム，ルビンシウム，
リチウムなどのアルカリ金属を単独または複数組み合わ
せて使用する。このとき、光陰極構成物質５としては
銀、または、銀とビスマスを使用する。
【００４０】また、含浸させる光陰極活性化物質とし
て、セシウム，カリウム，ナトリウム，ルビンシウム，
リチウムなどのアルカリ金属の重クロム酸化合物を単独
または複数組み合わせたものを用いることもできる。こ
のとき、光陰極構成物質５としてはアンチモンを使用す
る。
て、セシウム，カリウム，ナトリウム，ルビンシウム，
リチウムなどのアルカリ金属の重クロム酸化合物を単独
または複数組み合わせたものを用いることもできる。こ
のとき、光陰極構成物質５としてはアンチモンを使用す
る。
【００４１】また、含浸させる光陰極活性化物質とし
て、セシウム，カリウム，ナトリウム，ルビンシウム，
リチウムなどのアルカリ金属の重クロム酸化合物を単独
または複数組み合わせたものを用いることもできる。こ
のとき、光陰極構成物質５としては銀、または、銀とビ
スマスを使用する。
て、セシウム，カリウム，ナトリウム，ルビンシウム，
リチウムなどのアルカリ金属の重クロム酸化合物を単独
または複数組み合わせたものを用いることもできる。こ
のとき、光陰極構成物質５としては銀、または、銀とビ
スマスを使用する。
【００４２】また、第４実施例において、拡散物質３６
としてアルミニウム・リチウム合金などの合金を用いる
こともできる。この場合、拡散物質３６をヒータ３７で
加熱することにより、光陰極活性化物質であるリチウム
を拡散物質３６と光陰極面６との境界に析出させ、光陰
極活性化物質を補給することができる。
としてアルミニウム・リチウム合金などの合金を用いる
こともできる。この場合、拡散物質３６をヒータ３７で
加熱することにより、光陰極活性化物質であるリチウム
を拡散物質３６と光陰極面６との境界に析出させ、光陰
極活性化物質を補給することができる。
【００４３】図５は、本発明の第５実施例に係る光陰極
を用いた高周波電子銃の構成図である。図５おいて、照
射光源３３から出射した照射光７により発生した電子８
は、高周波電場により加速され、図５の右側に出射され
る。この加速用の高周波電場は、導波管１５から加速空
胴１４に供給された高周波電力により発生される。
を用いた高周波電子銃の構成図である。図５おいて、照
射光源３３から出射した照射光７により発生した電子８
は、高周波電場により加速され、図５の右側に出射され
る。この加速用の高周波電場は、導波管１５から加速空
胴１４に供給された高周波電力により発生される。
【００４４】図６は、本発明の第６実施例に係る光陰極
を用いた線形加速器の構成図である。図６において、光
陰極を用いた電子銃１６より発生した電子は、加速管１
７によって高エネルギに加速され、加速管１７から出射
される。
を用いた線形加速器の構成図である。図６において、光
陰極を用いた電子銃１６より発生した電子は、加速管１
７によって高エネルギに加速され、加速管１７から出射
される。
【００４５】図７は、本発明の第７実施例にかかる光陰
極を用いた電子銃の構成図である。図７において、密閉
容器１の端面には細孔４０が複数個穿設されている。容
器１内には光陰極活性化物質３が封入されており、且
つ、この容器１内に外部の光陰極活性化物質源１０から
光陰極活性化物質３を供給するパイプ９が接続されてい
る。密閉容器１の端面には光陰極面が形成される。密閉
容器１の端面には開けられた細孔４０より光陰極活性化
物質３が光陰極面６に連続的に供給されるため、光陰極
は劣化しない。
極を用いた電子銃の構成図である。図７において、密閉
容器１の端面には細孔４０が複数個穿設されている。容
器１内には光陰極活性化物質３が封入されており、且
つ、この容器１内に外部の光陰極活性化物質源１０から
光陰極活性化物質３を供給するパイプ９が接続されてい
る。密閉容器１の端面には光陰極面が形成される。密閉
容器１の端面には開けられた細孔４０より光陰極活性化
物質３が光陰極面６に連続的に供給されるため、光陰極
は劣化しない。
【００４６】この第７実施例においては、光陰極活性化
物質３として、セシウム，カリウム，ナトリウム，ルビ
ンシウム，リチウムなどのアルカリ金属を単独または複
数組み合わせて使用する。また、光陰極面６を形成する
物質としては、アンチモンを用いる。
物質３として、セシウム，カリウム，ナトリウム，ルビ
ンシウム，リチウムなどのアルカリ金属を単独または複
数組み合わせて使用する。また、光陰極面６を形成する
物質としては、アンチモンを用いる。
【００４７】また、光陰極活性化物質３として、セシウ
ム及び酸素を使用し、光陰極面６を形成する物質として
砒化ガリウムを用いる。
ム及び酸素を使用し、光陰極面６を形成する物質として
砒化ガリウムを用いる。
【００４８】また、光陰極活性化物質３としては、セシ
ウム，カリウム，ナトリウム，ルビンシウム，リチウム
などのアルカリ金属及び酸素を単独または複数組み合わ
せて使用し、光陰極面６を形成する物質としては銀、ま
たは、銀及びビスマスを使用する場合も考えられる。
ウム，カリウム，ナトリウム，ルビンシウム，リチウム
などのアルカリ金属及び酸素を単独または複数組み合わ
せて使用し、光陰極面６を形成する物質としては銀、ま
たは、銀及びビスマスを使用する場合も考えられる。
【００４９】尚、本発明による光陰極を用いた電子銃
は、加速器に使用できるだけでなく、ＣＲＴ等の表示装
置や電子顕微鏡等、電子銃を使用する機器一般に使用で
きることはいうまでもない。
は、加速器に使用できるだけでなく、ＣＲＴ等の表示装
置や電子顕微鏡等、電子銃を使用する機器一般に使用で
きることはいうまでもない。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、光陰極面から失われる
光陰極活性化物質を補給することにより光陰極の寿命を
延ばすことができるので、光陰極の長時間の連続使用を
可能にする効果がある。
光陰極活性化物質を補給することにより光陰極の寿命を
延ばすことができるので、光陰極の長時間の連続使用を
可能にする効果がある。
【図１】本発明の第１実施例に係る光陰極を用いた電子
銃の構成図である。
銃の構成図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る光陰極を用いた電子
銃の構成図である。
銃の構成図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る光陰極を用いた電子
銃の構成図である。
銃の構成図である。
【図４】本発明の第４実施例に係る光陰極を用いた電子
銃の構成図である。
銃の構成図である。
【図５】本発明の第５実施例に係る光陰極を用いた高周
波電子銃の構成図である。
波電子銃の構成図である。
【図６】本発明の第６実施例に係る光陰極を用いた線形
加速器の構成図である。
加速器の構成図である。
【図７】本発明の第７実施例に係る光陰極を用いた電子
銃の構成図である。
銃の構成図である。
【図８】従来の技術による光陰極の説明図である。
１…密閉容器、２…電子銃部真空容器、３…光陰極活性
化物質、４…多孔質板、５…光陰極構成物質の薄膜、６
…光陰極面、７…照射光、８…電子、９…パイプ、１０
…光陰極活性化物質源、１１…絶縁体、１２…電源、１
３…真空容器、１４…加速空胴、１５…導波管、１６…
光陰極を用いた電子銃、１７…加速管又は加速空胴、１
９…ゲートバルブ、２０…金属基板または金属棒、３０
…基板、３１…含浸させた物質の蒸気、３２…管、３３
…照射光源、３４…反射鏡、３５…真空窓、３６…光陰
極活性化物質を含浸させた物質、３７…ヒ−タ、４０…
細孔。
化物質、４…多孔質板、５…光陰極構成物質の薄膜、６
…光陰極面、７…照射光、８…電子、９…パイプ、１０
…光陰極活性化物質源、１１…絶縁体、１２…電源、１
３…真空容器、１４…加速空胴、１５…導波管、１６…
光陰極を用いた電子銃、１７…加速管又は加速空胴、１
９…ゲートバルブ、２０…金属基板または金属棒、３０
…基板、３１…含浸させた物質の蒸気、３２…管、３３
…照射光源、３４…反射鏡、３５…真空窓、３６…光陰
極活性化物質を含浸させた物質、３７…ヒ−タ、４０…
細孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 1/34 H01J 37/073
Claims (10)
- 【請求項１】 開口面が光陰極活性化物質を拡散させる
拡散物質で閉塞され、内部に光陰極活性化物質が封入さ
れ、前記拡散物質の外側表面に光陰極面が設けられる容
器を備えることを特徴とする光陰極。 - 【請求項２】 開口面が光陰極活性化物質を拡散させる
拡散物質で閉塞され、内部に光陰極活性化物質が封入さ
れ、前記拡散物質の外側に光陰極構成物質でなる薄膜を
備え、該薄膜と前記拡散物質との境界面に光陰極面が形
成される構成の容器を備えることを特徴とする光陰極。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、前記
拡散物質は前記光陰極活性化物質を含浸すると共に、該
拡散物質を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする
光陰極。 - 【請求項４】 開口面が多孔質板で閉塞され内部に光陰
極活性化物質を封入した容器と、 前記多孔質板の外側に接し、該多孔質板との境界面に光
陰極面を有すると共に、光を透過する光陰極構成物質と
を備えたことを特徴とする光陰極。 - 【請求項５】 請求項２乃至請求項４のいずれかにおい
て、前記光陰極構成物質は膜形状であることを特徴とす
る光陰極。 - 【請求項６】 光陰極面の一側に光陰極活性化物質を含
浸した拡散物質を備え、該光陰極面の他側に光を透過す
る光陰極構成物質を備えると共に、前記拡散物質を加熱
する加熱手段を備えたことを特徴とする光陰極。 - 【請求項７】 光陰極面の一側に光陰極活性化物質との
合金で構成される拡散物質を備え、該光陰極面の他側に
光を透過する光陰極構成物質を備えると共に、前記拡散
物質を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする光陰
極。 - 【請求項８】 請求項６又は請求項７において、前記拡
散物質は、前記加熱手段で加熱されることにより前記光
陰極活性化物質を前記光陰極面に拡散させることを特徴
とする光陰極。 - 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載
の光陰極と、前記光陰極面に光を照射する光照射手段
と、該光照射により前記光陰極面から放出される電子を
加速する電場を印加する手段とを備えたことを特徴とす
る電子銃。 - 【請求項１０】 請求項９の電子銃と、該電子銃から出
射された電子を所要エネルギまで加速する加速管とを備
えたことを特徴とする加速器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05209400A JP3119285B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 光陰極とこれを用いた電子銃並びに加速器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05209400A JP3119285B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 光陰極とこれを用いた電子銃並びに加速器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765707A JPH0765707A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3119285B2 true JP3119285B2 (ja) | 2000-12-18 |
Family
ID=16572271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05209400A Expired - Fee Related JP3119285B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 光陰極とこれを用いた電子銃並びに加速器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3119285B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3024012A1 (en) * | 2013-07-16 | 2016-05-25 | National University Corporation Nagoya University | Activation chamber and kit used in treatment device for lowering electron affinity, treatment device that contains said kit and is used to lower electronic affinity, photocathode electron-beam source, electron gun containing photocathode electron-beam source, free-electron laser accelerator, transmission electron microscope, scanning electron microscope, electron-beam holography microscope, electron-beam lithography device, electron-beam diffraction device, and electron-beam scanning device |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5007034B2 (ja) * | 2005-09-14 | 2012-08-22 | 公益財団法人高輝度光科学研究センター | 光電変換素子及びそれを用いた電子線発生装置 |
| KR101041271B1 (ko) * | 2009-08-21 | 2011-06-14 | 포항공과대학교 산학협력단 | 전자빔 발생장치 및 전자빔 발생방법 |
| JP5828429B2 (ja) | 2010-09-27 | 2015-12-09 | 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 | 光陰極高周波電子銃空洞装置 |
| KR101364104B1 (ko) * | 2012-08-21 | 2014-02-20 | 포항공과대학교 산학협력단 | 전자 빔 발생 장치 및 이를 이용한 전자 빔 발생 방법 |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP05209400A patent/JP3119285B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3024012A1 (en) * | 2013-07-16 | 2016-05-25 | National University Corporation Nagoya University | Activation chamber and kit used in treatment device for lowering electron affinity, treatment device that contains said kit and is used to lower electronic affinity, photocathode electron-beam source, electron gun containing photocathode electron-beam source, free-electron laser accelerator, transmission electron microscope, scanning electron microscope, electron-beam holography microscope, electron-beam lithography device, electron-beam diffraction device, and electron-beam scanning device |
| EP3024012A4 (en) * | 2013-07-16 | 2016-06-15 | Univ Nagoya Nat Univ Corp | ACTIVATION OF APPEAL AND KIT FOR TREATMENT DEVICE FOR REDUCTION OF ELECTRON AFFINITY, TREATMENT DEVICE WITH THE KIT AND REDUCTION OF ELECTRON AFFINITY, PHOTO CATHODE ELECTRON SOURCE, ELECTRON GUN WITH PHOTO CATHODE ELECTRON SOURCE, FREE ELECTRON LASER ACCELERATOR, TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPE, scanning electron microscope, ELEKTRONENSTRAHLHOLOGRAFIEMIKROSKOP, ELECTRON LITHOGRAPHY DEVICE, ELEKTRONENSTRAHLDIFFRAKTIONSVORRICHTUNG AND ELECTRON SCANNING DEVICE |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0765707A (ja) | 1995-03-10 |
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