JPH0384838A - 電子ビーム発生機用イオントラップ - Google Patents

電子ビーム発生機用イオントラップ

Info

Publication number
JPH0384838A
JPH0384838A JP2139559A JP13955990A JPH0384838A JP H0384838 A JPH0384838 A JP H0384838A JP 2139559 A JP2139559 A JP 2139559A JP 13955990 A JP13955990 A JP 13955990A JP H0384838 A JPH0384838 A JP H0384838A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
elements
ion trap
cylindrical
fins
electron gun
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2139559A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans J Kolpin
ハンス ジェイ.コルピン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Original Assignee
Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atomic Energy of Canada Ltd AECL filed Critical Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Publication of JPH0384838A publication Critical patent/JPH0384838A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/40Traps for removing or diverting unwanted particles, e.g. negative ions, fringing electrons; Arrangements for velocity or mass selection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/84Traps for removing or diverting unwanted particles, e.g. negative ions, fringing electrons; Arrangements for velocity or mass selection

Landscapes

  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般的にイオンが電子銃中の陰極の方へ加速さ
れ且つそれに衝突し得るところの電子銃領域中へ陽イオ
ンがドリフトするのを妨げるための電子射出器系用イオ
ントラップに関する。
従来の技術 作動中、電子銃からの電子ビームは気体の分子が電子ビ
ームによって打たれる時にイオンを装置中の残留気体か
らその経路に沿って発生する。電子ビームによって発生
された陽イオンは、それらがおそらく銃電極の電位によ
って集束され、陰極の方へ加速され且つ陰極に衝突する
ところの銃電極領域中へドリフトすることがある。
どんな電子射出系でも陰極の寿命は蒸発及びスパッタリ
ング作用によって制限される。もし陰極が高エネルギイ
オンで衝撃を受けるならば、陰極材料はスパッター作用
を受け、陰極の有効作動寿命を制限する損害を生じる。
それ故、イオントラップはイオンが銃陰極加速領域中へ
入る前にイオンを補足するために多くの系で使用されて
いる。これは、板をイオンの経路中に配置し、それによ
りイオンが銃電極領域中へドリフトするよりは板と衝突
することによってなされることができる。電子が発生し
たイオンと同じ経路に沿って反対方向へ移動しなければ
ならない応用例では、イオンは静電的のような他の手段
によって板上へ偏向されねばならない。
米国特許第4,743,794号は陰極線管のためのイ
オントラップの1つの形式を例示している。この形式の
管では、半導体の陰極が管の中実軸線を取囲む環状放出
領域を有する。陰極に近接する第1の電極グリッドは環
状領域から放出された電子を通すに充分なだけ軸線から
遠方で延びる開口を有する。
別の電極、即ちスクリーングリッドが陰極から更に遠方
に配置され且つ第1の電極よりも高い電位で作動され、
電子ビームが通過するスクリーングリッド中の開口の領
域近くでクロスオーバ中へ環状電子ビームを収斂させる
正レンズを形成する。
スクリーングリッド中の開口は環状放出領域よりも小さ
い直径を有するので、軸線近くで発生されてスクリーン
グリッドの開口を通過する陽イオンは軸線と平行に加速
され且つ陰極の中心領域に当たる。それらは環状放出領
域に当たらない。更に、軸線から更に離れて発生された
陽イオンは軸線及びスクリーングリッドの開口から離れ
る方へ加速される。この設計は管中で発生された陽イオ
ンの大部分が陰極の環状放出領域に衝突するのを阻止す
る。環状放出領域に当たる陽イオンだけが陰極及び第1
の電極の間の小さい領域中で発生された陽イオンである
。しかしながら、これらの特別の゛イオンは比較的低い
エネルギを有するので、非常に少ない損害が放出領域に
なされる。
米国特許第3,586,901号は陽イオンが電子銃の
陰極に衝突する速度を低下させるためのイオントラップ
の別の形式を例示する。この特別のイオントラップは陽
極からの電子ビームが通過する孔と縦に一列に並んだ状
態にある一対の密接して離間したチタン陰極を含む。陰
極に最も近い陽極はより小さい孔を有し且つ他の陽極よ
りも陰極に関してより高い正電位で作動される。これは
電位丘を作り、且つ陰極及び陽極の間の領域の外側に形
式された各陽イオンは陰極へ吸引されるためにその丘を
乗り越えねばならない。
米国特許第4,720,832号は不純物イオンがレー
ザー中の光学的窓を汚染するのを防止するための装置の
別の形式を説明している。この米国特許での装置は光学
的軸線の各側に磁石の対を備え、該磁石の対は窓の方へ
軸線に沿って移動する荷電された粒子へ磁場を印加して
荷電された粒子を軸線から離れる方へ偏向させる。軸線
に沿って開口を有する多数の環状円板が磁石から離間さ
れてあり、それにより偏向された荷電粒子は環状円板上
へ堆積される。
発明が解決しようとする課題 電子射出系中で電子ビームによって発生されたイオンが
該第のための電子銃の加速領域へ入るのを阻止する改良
され且つ有効なイオントラップを提供することは本発明
の目的である。
通過する電子ビームによって有効に自己励起され得るイ
オントラップを提供することは本発明の別の目的である
大きい範囲の低エネルギイオンを捕捉し得るイオントラ
ップを提供することは本発明の別の目的である。
課題を解決するための手段 本発明によれば、イオントラップは円筒体のセクターの
形をしている少なくとも2つの要素からなり、該要素は
互いに離間されており且つ円筒形の形を一緒に形成し、
各要素は端板と円筒形の形の中心まで端板に対して実質
的に平行に内方へ延びる多数のフィンとを有し、円形の
セクターの形をした凹部が前記中心に近接して端板及び
フィン中に配置され、電子銃からの電子ビームが通過す
る中心孔を形成し、該要素は導電性を有し且つ絶縁要素
によって外方包囲体へ取付けられ、導電性リードが各要
素へ電気的に連結されてその要素を所定の電位に維持す
る。
本発明の好適な実施例では、中心孔は電子ビームと本質
的に同じ直径を有する。
本発明の別の好適な実施例では、要素の数は2つであり
、それぞれが半円画形の構造を有する。
本発明の別の実施例では、要素の数は4つであり、それ
ぞれが円筒形構造の四分の−の形をしており、各セクタ
ーの電圧は異なる電位に保たれる。
本発明の次に添付図面を参照してより詳細に説明される
実施例 第1図に示した装置で、電子ビームは陰極1によって発
生され且つ陽極2によって中心軸線12に沿って加速器
5の方へ加速される。電子ビームはコイル3及び4によ
って集束され、イオントラ・ノブがコイルの間に配置さ
れる。イオントラップは2つの一半円筒形の要素10及
び11からなり、該要素は互いに離間され且つ互いに絶
縁されている。半円筒形要素10及び11はそれらの対
向する側部に中心の半円筒形開口を有し、その開口は中
心線12を取囲む中心孔を形成し、中心線12に沿って
電子ビームが移動する。要素10は絶縁性セラミック碍
子6によって支持体15へ取付けられると同時に要素1
1は絶縁性セラミック碍子7によって支持体15へ取付
けられる。支持体15は装置のための外方包囲体の一部
分であることができる。
各半円筒形要素はチタンで作られており且つバッフルを
形式するために多数の内方へ延びるフィンを有する。要
素11は陰極に最も近い端板21とその反対端にあるべ
つの端板25とを有する。
内方へ延びるフィン22.23及び24が端板21及び
25の間に配置される。同様に、要素10は端板21′
及び25′  と中間フィン22’ 、23’  及び
24′とを有する。フィン及び端板のそれぞれは前記中
6孔を形成するように一緒に協働するそれらの内方縁部
上に中心半円筒形凹部を設けている。端板21(21’
 )及び隣接するフィン22(22’ )中の半円筒形
凹部16,16’ 、17及び17′  は同じ寸法を
有し且つ軸線と平行にある平らな内方縁部を有する。し
かしながら、次のフィン23(23’ )は僅かに犬き
l/)中心凹部18(18’ )を有し、次のフィン2
4(24’ )は更に僅かに大きい中心凹部19(19
’ )を有し、端板25(25’ )中の中心四部20
(20’ )は−層大きい。これらの最後に述べた中心
凹部は21(21’ )及び22(22′)の中心孔の
ような円筒形の中心孔に形成されておらず、僅かに円錐
形の形状を有する中心孔を形成する。円錐形状の基部は
陰極から最も遠方にある位置に配置される。フィン23
(23’ )、24(24’ )及び端板25(25’
 )の開口の内方縁部は、それらが約7°のテーパを有
する円錐形状の表面と平行にあるように傾斜されている
。、 端板21(21’ )及びフィン22(22’ )によ
って形成された中心孔の内径は僅かなビーム削成りが起
こるように寸法付けられる。要素10及び11は絶縁体
6及び7によってそれぞれ絶縁される。要素10及び1
1はビーム削成りのためにビーム中の電子によって荷電
される。トラップ要素10を約−1500ボルトに保つ
ために、適当なプリード抵抗体及び火花ギャップが要素
10と接地との間で電気リード8によって連結される。
ビームがオフに転じられると、要素10はプリード抵抗
体を通して僅かに放電し且つ成る時間の開成る程度まで
作用状態にとどまる。それ故、要素10上の負電荷によ
って、陰極1の方ヘトリフトしている陽イオンは第1図
に示したように変更された軌道を有する。トラップの第
2の要素11はリード9によって接地へ連結されること
ができ、又はもし要素11を一200ボルトのような一
定の電位に保つことが所望されるならば第2のプリード
抵抗体及び火花ギャップを介して連結されることができ
る。後者の場合、第2の要素11に近接して来る陽イオ
ンは要素11中のチタンバッフニルの1つと衝突する。
リード8及び9は絶縁体26及び27によって支持体1
5からそれぞれ電気的に絶縁される。
つまり、イオントラップは2つより多い要素に区分され
ることができる。例えば、イオントラップは異なる電位
に配置され得る4つの四分の一断面の要素からなること
ができる。これはトラップされ得るよりも大きい範囲の
低エネルギイオンを生ずる。
全体を通しての孔直径及びイオントラップは作動ポンプ
作用系の単一段を形成するように一緒に設計される。電
子ビームのための入口孔は特別の電子ビームの直径と注
意深く適合されねばならない。しかしながら、端板21
及びフィン22によって削成るビームの程度は集束コイ
ル3を用いて調節されることができる。系がビーム削成
りを必要とされない系である時、高電圧電力供給が必要
な電位を要素10上に維持するためにリード8へ連結さ
れることができる。
イオンポンプ40及び41が陰極の近くに配置され且つ
その領域における気体分子の数を低い値に維持する助け
をする。
種々の修正が特許請求の範囲で規定されるような本発明
の精神及び範囲から逸脱せずに好適な実施例へなされる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による改良されたイオントラップを有す
る電子ビーム装置の好適な実施例の線図である。 1・・・陰極、2・・・陽極、3,4・・・コイル、5
・・・加速器、6.7・・・碍子、8,9・・・リード
、10,11・・・要素、12・・・中心線、15・・
・支持体、16.16’ 、17.17’ 、18.1
8’ 、19.19’ 、20.20’・・・凹部、 21.21’ 、25.25’ ・・・端板、22.2
2’ 、23,23’ 、24.24’ ・・・フィン
、26、27・・・絶縁体。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)円筒体のセクターの形をしている少なくとも2つ
    の導電性要素からなり、該要素は互いに離間されており
    且つ円筒形の形を一緒に形成し、各要素は端板と円筒形
    の形の中心まで端板に対して実質的に平行に内方へ延び
    る多数のフィンとを有し、円形のセクターの形をした凹
    部が前記中心に近接して端板及びフィンのそれぞれに配
    置され、電子銃からの電子ビームが通過する中心孔を形
    成し、該要素は絶縁要素によって外方包囲体へ取付けら
    れ、導電性リードが各要素へ電気的に連結されてその要
    素を所定の電位に維持し、且つ前記中心孔が電子ビーム
    と本質的に同じ直径を有する、電子ビーム発生機用イオ
    ントラップ。
  2. (2)電子銃に最も近い端板とそれら端板に隣接するフ
    ィンとが円筒形の中心孔を形成する同一の寸法の凹部を
    有し、他のフィン及び他の端板の凹部が僅かに寸法を増
    加し、最小のものが電子銃に最も近く且つ最大寸法の凹
    部が電子銃から最も遠方にある端板にあり、僅かなテー
    パを有する円錐形の中心孔を形成し、円錐形の中心孔が
    電子銃から最も遠方にある端体に配置された基部を有す
    る請求項1に記載されたイオントラップ。
  3. (3)円錐形の中心孔のテーパが約7゜である請求項2
    に記載されたイオントラップ。
  4. (4)電子銃に最も近い端板及び隣接のフィンの凹部に
    よって形成された内方縁部が中心軸線と平行であり、且
    つ他のフィン及び端板の凹部によって形成された内方縁
    部が前記テーパと平行になるように傾斜されている請求
    項3に記載されたイオントラップ。
  5. (5)円筒形の孔がその位置における電子ビームよりも
    僅かに小さい直径を有し、それによりビームの外方縁部
    が前記内方縁部に対して擦れて要素を負荷し、少なくと
    も1つの要素への導電性リードがプリード抵抗体及び空
    隙を介して接地へ連結されてその要素を所定の電位に維
    持する請求項4に記載されたイオントラップ。
  6. (6)円筒形の孔がその位置における電子ビームよりも
    僅かに大きい直径を有し、且つ少なくとも1つの要素へ
    の導電性リードが高電圧源へ連結されて関連した要素を
    所定の電圧に維持する請求項4に記載されたイオントラ
    ップ。
  7. (7)端板及びフィンを含む要素がチタンで作られた請
    求項5に記載されたイオントラップ。
  8. (8)端板及びフィンを含む要素がチタンで作られた請
    求項6に記載されたイオントラップ。
  9. (9)前記要素が数で2個あり且つ要素が半円筒形であ
    る請求項5に記載されたイオントラップ。
  10. (10)前記要素が数で4個あり且つ要素が円筒体の四
    分の一断面の形をしており、要素へのリードが異なる所
    定の電位に維持された請求項5に記載されたイオントラ
    ップ。
  11. (11)少なくとも1つの要素への導電性リードが接地
    へ連結された請求項5に記載されたイオントラップ。
  12. (12)前記要素が数で2個あり且つ要素が半円筒形で
    ある請求項6に記載されたイオントラップ。
  13. (13)前記要素が数で4個あり且つ要素が円筒体の四
    分の一断面の形をしており、要素へのリードが異なる所
    定の電位に維持された請求項6に記載されたイオントラ
    ップ。
  14. (14)少なくとも1つの要素への導電性リードが接地
    へ連結された請求項6に記載されたイオントラップ。
JP2139559A 1989-05-29 1990-05-29 電子ビーム発生機用イオントラップ Pending JPH0384838A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA601265 1989-05-29
CA601265 1989-05-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0384838A true JPH0384838A (ja) 1991-04-10

Family

ID=4140131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2139559A Pending JPH0384838A (ja) 1989-05-29 1990-05-29 電子ビーム発生機用イオントラップ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5028837A (ja)
JP (1) JPH0384838A (ja)
DE (1) DE4017288A1 (ja)
FR (1) FR2647593A1 (ja)
GB (1) GB2233148A (ja)
SE (1) SE9001778L (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019050141A (ja) * 2017-09-11 2019-03-28 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子装置、荷電粒子描画装置および荷電粒子ビーム制御方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5475227A (en) * 1992-12-17 1995-12-12 Intevac, Inc. Hybrid photomultiplier tube with ion deflector
US7411187B2 (en) 2005-05-23 2008-08-12 The Regents Of The University Of Michigan Ion trap in a semiconductor chip

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3586901A (en) * 1969-06-04 1971-06-22 Gen Electric Electron gun for use in contaminated environment
US3886399A (en) * 1973-08-20 1975-05-27 Varian Associates Electron beam electrical power transmission system
US4521900A (en) * 1982-10-14 1985-06-04 Imatron Associates Electron beam control assembly and method for a scanning electron beam computed tomography scanner
US4625150A (en) * 1984-04-16 1986-11-25 Imatron, Inc. Electron beam control assembly for a scanning electron beam computed tomography scanner
NL8403537A (nl) * 1984-11-21 1986-06-16 Philips Nv Kathodestraalbuis met ionenval.
JPS6269575A (ja) * 1985-09-21 1987-03-30 Ushio Inc ガスレ−ザ管の汚損防止装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019050141A (ja) * 2017-09-11 2019-03-28 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子装置、荷電粒子描画装置および荷電粒子ビーム制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE4017288A1 (de) 1990-12-06
GB2233148A (en) 1991-01-02
SE9001778D0 (sv) 1990-05-17
SE9001778L (sv) 1990-11-30
FR2647593A1 (fr) 1990-11-30
US5028837A (en) 1991-07-02
GB9011969D0 (en) 1990-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3425154B2 (ja) イオン銃
US5215703A (en) High-flux neutron generator tube
US4122347A (en) Ion source
US5164594A (en) Charged particle extraction arrangement
JP5337028B2 (ja) 装置
JP6983012B2 (ja) イオンポンプ内のイオン軌道操作アーキテクチャ
EP0291185B1 (en) Improved ion source
US3937958A (en) Charged particle beam apparatus
US8159118B2 (en) Electron gun
US3517240A (en) Method and apparatus for forming a focused monoenergetic ion beam
US6242749B1 (en) Ion-beam source with uniform distribution of ion-current density on the surface of an object being treated
JPH0384838A (ja) 電子ビーム発生機用イオントラップ
US3311772A (en) Focussing system for an ion source having apertured electrodes
US4918358A (en) Apparatus using charged-particle beam
JP2010500713A (ja) X線管及びx線管のイオン偏向及び収集機構の電圧供給の方法
US4149055A (en) Focusing ion accelerator
JPH0475622B2 (ja)
JP2637948B2 (ja) ビームプラズマ型イオン銃
JP2615300B2 (ja) 加速管
JP2000504143A (ja) 線状焦点電子ビームデバイスのための陰極アセンブリ
US11778717B2 (en) X-ray source with multiple grids
JP2778227B2 (ja) イオン源
GB1410262A (en) Field optical systems
JP2550033B2 (ja) 荷電粒子引き込み機構
TW202338884A (zh) 環狀運動加強型離子源