JPH0422053A - Linear filament type electron gun - Google Patents

Linear filament type electron gun

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JPH0422053A
JPH0422053A JP2126279A JP12627990A JPH0422053A JP H0422053 A JPH0422053 A JP H0422053A JP 2126279 A JP2126279 A JP 2126279A JP 12627990 A JP12627990 A JP 12627990A JP H0422053 A JPH0422053 A JP H0422053A
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filament
electron beam
type electron
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electron gun
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藤井 正昭
Kenji Sano
佐野 建治
Satoru Shibata
悟 柴田
Fuchio Kadota
門田 二千男
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Hitachi Nuclear Engineering Co Ltd
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Hitachi Nuclear Engineering Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain sufficient electron beam current intensity between electron guns and restrain divergence of an electron beam at the outermost end of each electron gun by making the form of the grid of one electron gun regarding the direction of the major axis nonsymmetrical, the electron guns being located at both ends. CONSTITUTION:The outside and inside portions of each filament 2a, 2b with respect to a center position line A extending in the direction of the major axis of an electron beam opening 21a are G11, G12, respectively, and each filament 2a, 2b is formed in a non-symmetrical way. In this case, G11<G12, and each filament 2a, 2b is so formed that each length G11,G12 and the length of each filament in the direction of its major axis are in such a relation to each other as to cause a grid to generate a flat area within the area of the length G11 outside the center position line A and generate a divergence area within the area of the length G12 inside the center position line A. An electron beam emitted from each filament 3a, 3b therefore diverges on the inside portion of each filament 2a, 2b but scarcely diverges on the outside portion.

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。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a linear filament type electron gun, and in particular, to a linear filament type electron gun that is used as a heating source for generating a rectangular metal vapor flow to increase the efficiency of generating the vapor flow. The present invention relates to a linear filament type electron gun that can perform

〔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
か開発されている。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。
Conventional linear filament type electron guns have been developed in which the length of the linear filament (or cathode) is about ten centimeters. However, no single device longer than that has currently been developed, and in order to obtain a longer electron beam, the current method is to use multiple linear filament type electron guns adjacent to each other in a straight line in the vertical direction. They need to be placed 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 configuration of a typical conventional linear filament type electron gun will be explained with reference to FIGS. 6 and 7. This linear filament type electron gun has substantially the same configuration as the three-electrode type electron gun disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 1-204340,
The grid has a configuration in which the grid is formed and installed in a symmetrical positional relationship with respect to the linear filament etc. as will be described later. FIG. 6 is an overall front view, and FIG. 7 is a partial plan view thereof. The details will be explained below according to the drawings.

第6図において、601はアノード、602はグリッド
、603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606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60
2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。
In FIG. 6, 601 is an anode, 602 is a grid, and 603 is a filament. The anode 601 is a metal plate having a rectangular electron beam extraction hole 601a, is supported on a flange 605 by a metal support 604, and is generally held at ground potential. The grid 602 has a substantially similar shape to the anode 601 and is made of a metal plate. 602a is a rectangular electron beam extraction hole. Grid 602 is disposed over flange 605 and is held insulated and at a negative potential by support insulator 606. grid 60
The potential No. 2 is applied through the grid current introduction terminal 607 and the grid lead wire 608. Filament 603 is made of a material with high electron radiation, such as tungsten, and is supported by filament support insulator 609 and insulated from flange 605 . A voltage is applied to the filament 603 from a filament current introducing terminal 610 through a filament lead wire 611.

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2000〜2500℃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
602aとアノード601の電子ビーム引出し孔601
a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。
The linear filament type electron gun shown in FIG. 6 is called a direct heating type, and a filament 603 serves both as a cathode as an electron emission source and as a heater for heating the cathode. The filament 603 is held at a high temperature of about 2000 to 2500°C and at the same time held at a negative potential of several tens of kilovolts. Thermionic electrons emitted from the filament 603 are accelerated and pass through the electron beam extraction hole 602a of the grid 602 and the electron beam extraction hole 601 of the anode 601.
a, and is emitted from the anode 601 as an electron beam. The grid 602 is held at a potential several kilovolts more negative than the filament 603, and has the function of suppressing divergence and converging the electron beam.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem 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 with respect to operating characteristics determined depending on its shape.

第6図及び第7図において、−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・ソド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G、と
長さF、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F、と開口長G、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 dashed-dotted line A indicates the center position of the linear filament type electron gun, respectively. With respect to this center position line A, an opening length G and a length F are defined on the left and right sides of each of the grid 602 and the filament 603 in the long axis direction. In the configuration of the linear filament type electron gun shown in FIGS. 6 and 7, the grid 602 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 and the aperture length G. This will be explained based on FIGS. 8 and 9.

第9図では横軸は比Gt/Ft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
ち上がる平坦領域か形成される。比が約1.1以下の値
をとるききには第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 shows the ratio Gt/Ft, and the vertical axis shows the longitudinal intensity distribution (peak/average) of the electron beam current. In FIG. 9, when the ratio reaches a value of about 1.5 or more, a diverging region is formed at the end of the electron beam in the long axis direction. This state is shown in FIG. 8(a). In FIG. 8, the horizontal axis represents the position in the long axis direction of the electron beam, and the vertical axis represents the electron beam current intensity. In Figure 9, the ratio is approximately 1.1 to 1.5.
When the electron beam current intensity takes a value between the two, a flat region is formed in which the top portion is flat and both end portions rise, as shown in FIG. 8(b). When the ratio takes a value of about 1.1 or less, a peaking region is formed where both ends rise sharply and a peak occurs, 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)。
In addition, data obtained by actually measuring the distribution characteristics of the divergent region, the distribution characteristics of the flat region, and the distribution characteristics of the peaking region shown in FIG. 9 are shown in FIG. 10 (a).

(b)、(c)に示す。この測定では、加速電圧を50
KV、電子ビーム出力を数百KW程度きしている。
Shown in (b) and (c). In this measurement, the accelerating voltage was set to 50
KV, the electron beam output is approximately several hundred kilowatts.

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 long linear filament type electron gun is manufactured by arranging a plurality of linear filament type electron guns adjacent to each other in the long axis direction, 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 linear filament type electron guns having the electron beam current intensity characteristics shown in FIG. 8(a) are arranged in series, the electron beam becomes divergent at both outermost ends of the lined up linear filament type electron guns. There is a problem that the efficiency of using the electron beam decreases. There is also a risk of damaging containers such as crucibles. Furthermore, if linear filament type electron guns having the electron beam current characteristics shown in FIG. A problem occurs in that the electron beam current intensity between the two is significantly 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 sufficient electron beam current intensity between the electron guns when a long linear filament type electron gun is manufactured by connecting a plurality of linear filament type electron guns in the longitudinal direction. The object of the present invention is to provide a long linear filament type electron gun that can suppress the divergence of the electron beam at the outermost end and satisfy these conflicting technical requirements.

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

本発明に係る第1の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、両端に位置する電子銃
のうち少なくとも一方のグリッドの長軸方向に関する形
状を非対称形状としたことを特徴点として有する。
A first 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 having an anode, a grid, and a filament are arranged in series in the longitudinal direction to increase the length. , is characterized in that the shape of at least one of the grids in the long axis direction of the electron guns located at both ends is asymmetrical.

本発明に係る第2のリニアフィラメント型電子銃は、前
記第1の構成において、端に位置する電子銃のグリッド
の非対称形状は、フィラメントから出射される電子ビー
ムの電流強度分布の発生状態に関してグリッド内側が発
散領域を形成し且つグリッド外側が平坦領域を形成する
形状であることを特徴点としている。
In the second linear filament electron gun according to the present invention, in the first configuration, the asymmetric shape of the grid of the electron gun located at the end is a grid with respect to the generation state of the current intensity distribution of the electron beam emitted from the filament. The feature is that the inner side forms a divergent area and the outer side of the grid forms a flat area.

〔作用〕[Effect]

本発明による第1及び第2のリニアフィラメント型電子
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、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に作製すること
により、目的に合った電子ビーム電流分布を発生させる
ことが可能となった。特に、第2のリニアフィラメント
型電子銃では、連設された複数台のリニアフィラメント
型電子銃について例えば両端に位置する電子銃はその内
側は発散が生じるように、外側は平坦分布特性が生じる
ように形成され、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 first and second linear filament type electron guns according to the present invention, the grid length of the conventional linear filament type electron gun is By eliminating the axially symmetrical shape and creating an asymmetrical shape, it has become possible to generate an electron beam current distribution that suits the purpose. In particular, in the second linear filament electron gun, for example, the electron guns located at both ends of a plurality of linear filament electron guns installed in series are arranged so that divergence occurs on the inside and flat distribution characteristics occur on the outside. It is possible to generate electron beam current distribution characteristics that are optimal for a long linear filament type electron gun.

〔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3 a %グリッド2
b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21
a、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 which two sets of filaments and grids are arranged in series in the longitudinal direction. 1
One basic linear filament type electron gun is composed of a set of filaments and a grid. 1 is the anode,
2a and 2b are grids, and 3a and 3b are filaments. Grid 2a and filament 3 a % grid 2
b and filament 3b each constitute a linear filament type electron gun, and the anode 1 is disposed in common to these electron guns. The anode 1 is supported by an anode support 4 erected on a flange 5, and has an electron beam extraction hole 1a. grid 2a
, 2b are supported by support insulators 6a and 6b respectively erected on the flange 5, and are connected to the electron beam extraction hole 21.
a, 21b. The filaments 3a and 3b are supported by filament support insulators 7a and 7b respectively erected on the flange 5. 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. Further, 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−30
KV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8
a、8bを通してそれぞれに独立にフィラメント3a、
3bよりもlKV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。
A voltage is applied from a separately installed filament power source through the filament current introduction terminal to the elongated linear filament type electron gun having the above configuration and having two linear filament type electron guns installed in series as described above, and the filament 3a , 3b independently to about 2300°C, and about -30°C to the flange 5 which is at ground potential.
Hold at KV. Also, for grids 2a and 2b,
Grid current introduction terminal 8 from a separately installed grid power supply
filaments 3a and 8b respectively independently.
A negative potential approximately 1KV lower than 3b is applied. 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。
When the filaments 3a and 3b are heated to a high temperature, thermoelectrons are emitted from each filament.

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la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2a、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。
The emitted thermoelectrons are transferred to the anode 1 and the filament 3a,
Accelerated by the electric field formed between 3b and 30KeV
The electron beam passes through the electron beam extraction holes 21a, 21b and la and is emitted into the space above the anode 1 as an electron beam having an energy of . The electrons forming the electron beam repel each other due to their own negative charges, and the electron beam tends to diverge along its range. Therefore, a predetermined negative potential is applied to the grids 2a and 2b located in the middle of the accelerating electric field to converge 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GIl、内側がG、2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Gfl<GI2てあり、各長さG、、、G、2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Gtl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G、2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。
Next, the shape characteristics of the grids 2a and 2b will be explained. 1st
As shown in the figure, regarding the dimensional form of the electron beam extraction hole 21a in the long axis direction, the filaments 2a and 2b are formed asymmetrically with respect to the center position line A, with the outside being GI1 and the inside being G and 2. ing. In this case, Gfl<GI2, and describing the relationship between each length G, , G, 2 and the length in the long axis direction of the filament, in the area of length Gtl outside the center position line A, the grid is is formed to generate a flat area, while the center position line A
In a region of length G, 2 inside, the grid is formed to generate a divergent region. As a result, the electron beam emitted from the filament 3a diverges inward in FIG. 1, but hardly diverges outward. Similarly, the electron beam emitted from the filament 3b is also
Divergence occurs inwardly, but hardly any divergence occurs outwardly. As a result, as shown in FIG. 2(b), the electron beam intensity in the gap between the two filaments 3a and 3b increases due to mutual divergence, and the second
Compared to the electron beam intensity characteristics of the linear filament type electron gun with the conventional configuration shown in FIG. 3(a), the distribution is flatter.

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。
In addition, in FIG. 2(b), the broken line indicates the filament 3a.
, 3b shows the intensity characteristics of the electron beams emitted from each of them.

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, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. In this embodiment, three basic linear filament type electron guns are arranged in series to form a longer linear filament type electron gun. In FIG. 3, elements that are substantially the same as those explained in FIG. 1 are designated by 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のうち左右側側
に位置するグリッド2a、2bとフィラメント3a、3
bは前記第1実施例で説明したものと同しである。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
の場合と同しである。他方、中央に位置するグリッド2
C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か
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
施例の場合と同しである。
1 is an anode, 1a is an electron beam extraction hole, 4 is an anode support, and 5 is a flange. In each case, the overall length in the major axis direction is increased due to the increase in the number of linear filament type electron guns. Of the three grids 2a, 2b, 2c and the three filaments 3a, 3b, 3c, the grids 2a, 2b and filaments 3a, 3 located on the left and right sides
b is the same as that explained in the first embodiment. Therefore, regarding the configuration of their surroundings, for example, the configuration of the grid current introduction terminal 8a, the filament current introduction terminal 9a, etc., and the asymmetry regarding the shape of the electron beam extraction holes 21a and 21b in the long axis direction of the grid, the above-mentioned first This is the same as in the embodiment. On the other hand, grid 2 located in the center
C is formed such that the dimension in the long axis direction of the electron beam extraction hole 21c is formed symmetrically with respect to the above-mentioned center position line, and the length thereof forms a divergence region with respect to the filament. Therefore, the electron beam emitted from the filament 3c has a characteristic that it diverges to both sides. In addition, filament 3C and grid current introduction terminal 8a
The configurations of the filament current introducing terminal 9a, etc. are the same as the others, and the electrical conditions are also the same as in the first 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 elongated linear filament type electron gun having the above configuration, the electron beam diverges inside the linear filament type electron guns on both sides, and the electron beam diverges at both ends of the linear filament type electron gun located in the center. Since the electron beam diverges at a certain point, an electron beam current intensity distribution as shown by the solid line in FIG. 4 can be obtained. According to this embodiment, a relatively high electron beam current intensity can be obtained even in the gaps between the linear filament type electron guns 3a, 3b, and 3c. Furthermore, there is almost no dispersion in the distribution of the electron beam current intensity at the outer ends of the linear filament type electron guns on both sides, which is the same as in the first embodiment. In FIG. 4, the broken line indicates the electron beam current intensity distribution from 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 described above, three linear filament type electron guns are installed in a row, but the linear filament type electron guns on both sides remain as they are, and if the number of linear filament type electron guns in the center position is further increased, more linear filament type electron guns will be generated. It is possible to increase the number of guns that can be connected in series, and thereby it is possible to further increase the length of 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。
In the above embodiment, a filament was used as the electron generating means, but even if a cathode that emits electrons and a heater that heats the cathode are used, it is possible to maintain the same dimensional relationship in the long axis direction and create a long filament. A linear filament type electron gun can be manufactured. Furthermore, although the voltage application to each of the grids is performed independently, in principle, it is also possible to configure the grid so that the current is supplied all at once from a single power source.

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。
However, even in such a case, it is desirable to be able to adjust the applied voltage 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 arranged in series, the object of the present invention can be achieved if at least one of the electron guns at both ends is configured as described above.

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。
FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of the use of the linear filament type electron gun according to each of the embodiments described above. In this example,
The metal 31 housed in the crucible 32 is irradiated with an electron beam 34 emitted from the elongated linear filament type electron gun 33 according to each of the embodiments described above, and the metal 31 is evaporated. . 35 is metal vapor, and the metal vapor 35 rises in a space surrounded by a vapor enclosing plate 36 and is supplied to a sample 37. The crucible 32 is disposed within a main vacuum vessel 38, and the main vacuum vessel 38 is brought to a predetermined vacuum state by a main vacuum pump 39. On the other hand, the linear filament type electron gun 33 is disposed within a sub-vacuum container 40, and this sub-vacuum container 40 is brought into a predetermined vacuum state by a sub-vacuum pump 41. electron beam 34
is radiated into the main vacuum vessel 38 through a window formed in the wall 42 at the boundary between the main vacuum vessel 38 and the sub-vacuum vessel 40.

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。
This window is provided with a shutter device 43 that can be opened and closed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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 connected in series to produce a long linear filament type electron gun that operates effectively. Furthermore, by using a grid having an asymmetrical shape, various electron beam current distributions can be generated depending on the purpose.

〔符号の説明〕[Explanation of symbols]

11 ・ ・ ・ 1 a ・ ・ ・ ・ 2b。 3b。 3a。 2a。 5 目 ・ 33 ・ ・ ・アノード ・電子ビーム引出し孔 C ・グリッド C ・フィラメント ・フランジ ・リニアフィラメント型電子銃 11 ・ ・ ・ 1 a ・・・・・ 2b. 3b. 3a. 2a. 5th ・ 33 ・・ ·anode ・Electron beam extraction hole C ·grid C ·filament ・Flange ・Linear filament type electron gun

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (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、両端に位置す
る前記電子銃のうち少なくともいずれか一方の前記グリ
ッドの長軸方向に関する形状を非対称形状としたことを
特徴とするリニアフィラメント型電子銃。
(1) In a linear filament type electron gun that is elongated by arranging a plurality of three-electrode type electron guns including an anode, a grid, and a filament in the longitudinal direction, at least one of the electron guns located at both ends A linear filament type electron gun characterized in that one of the grids has an asymmetrical shape with respect to the long axis direction.
(2)請求項1記載のリニアフィラメント型電子銃にお
いて、前記電子銃の前記グリッドの非対称形状は、前記
フィラメントから出射される電子ビームの電流強度分布
の発生状態に関してグリッド内側が発散領域を形成し且
つグリッド外側が平坦領域を形成する形状であることを
特徴とするリニアフィラメント型電子銃。
(2) In the linear filament type electron gun according to claim 1, the asymmetrical shape of the grid of the electron gun is such that the inner side of the grid forms a divergent region with respect to the generation state of the current intensity distribution of the electron beam emitted from the filament. A linear filament type electron gun characterized in that the outside of the grid forms a flat area.
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JP2003513168A (en) * 1999-08-04 2003-04-08 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Electron beam physical vapor deposition coating equipment

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