JPH05121022A - Electron gun - Google Patents

Electron gun

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JPH05121022A
JPH05121022A JP27803891A JP27803891A JPH05121022A JP H05121022 A JPH05121022 A JP H05121022A JP 27803891 A JP27803891 A JP 27803891A JP 27803891 A JP27803891 A JP 27803891A JP H05121022 A JPH05121022 A JP H05121022A
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JP
Japan
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ionization chamber
extraction grid
chamber
electron gun
wall
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Application number
JP27803891A
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Japanese (ja)
Inventor
Sukeyuki Yasui
祐之 安井
Koichi Yasuoka
康一 安岡
Akira Ishii
彰 石井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

PURPOSE:To adjust the intensity of electron beams easily, and reduce an electric power supply capacity connected to a cathode and pulse voltage impressed upon an anode wire. CONSTITUTION:An insulating material 20 is arranged between an electrically conductive extraction grid 11 and an ionization chamber wall 4, and a bias voltage source 21 is also connected between the electrically conductive extraction grid 11 and the ionization chamber wall 4. This bias voltage source 21 is arranged to produce an electric potential difference between the electrically conductive extraction grid 11 and the ionization chamber wall 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高電力電子銃に係り、
特に、電子ビーム強度を効率良く、容易に変化させるこ
とができるように改良を施した電子銃に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high power electron gun,
In particular, the present invention relates to an electron gun improved so that the electron beam intensity can be changed efficiently and easily.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、化学反応、顕微鏡、分析、溶接等
の多くの先端材料の分野で電子ビームが使用され、この
電子ビームの発生源として電子銃が用いられている。図
3に従来から用いられている電子銃の一例を示した。即
ち、電子銃は、絶縁物2を介して陽極ワイヤ1をその内
部に貫通配置したイオン化室3と、後述する導電性抽出
グリッド11を介して前記イオン化室3と連通する高電
圧室5とから構成されている。また、前記イオン化室3
には、高電圧室5とは反対側に、電子に対して透過性の
ある出口窓10が形成され、高電圧室5との連結部に
は、出口窓10の電圧にほぼ等しい電圧の導電性抽出グ
リッド11が形成されている。
2. Description of the Related Art In recent years, an electron beam has been used in many fields of advanced materials such as chemical reaction, microscopy, analysis, welding, etc., and an electron gun is used as a source of this electron beam. FIG. 3 shows an example of an electron gun conventionally used. That is, the electron gun is composed of an ionization chamber 3 in which an anode wire 1 is penetrated through an insulator 2 and a high voltage chamber 5 communicating with the ionization chamber 3 via a conductive extraction grid 11 described later. It is configured. Also, the ionization chamber 3
Has an exit window 10 that is transparent to electrons on the side opposite to the high voltage chamber 5, and has a conductive portion of a voltage substantially equal to the voltage of the exit window 10 at the connection portion with the high voltage chamber 5. A sex extraction grid 11 is formed.

【0003】一方、前記高電圧室5内には、高い負のバ
イアス電圧にある陰極7が絶縁物8に支持されて収納さ
れ、この陰極7から高電圧室5の外部へ電圧導入端子9
が引出されている。また、高電圧室5には排気口12が
設けられ、これを排気装置(図示せず)に連結すること
によって、前記イオン化室3及び高電圧室5内の圧力を
制御できるように構成されている。
On the other hand, a cathode 7 having a high negative bias voltage is accommodated in the high voltage chamber 5 while being supported by an insulator 8, and a voltage introducing terminal 9 from the cathode 7 to the outside of the high voltage chamber 5.
Has been withdrawn. Further, the high voltage chamber 5 is provided with an exhaust port 12 and is connected to an exhaust device (not shown) so that the pressures in the ionization chamber 3 and the high voltage chamber 5 can be controlled. There is.

【0004】なお、イオン化室3と高電圧室5の両者
は、イオン化を達成できる極めて低い圧力の気体を含有
しており、通常は、10〜50ミリ・トールのヘリウム
が用いられる。また、イオン化室3の壁4と高電圧室5
の壁6は、共にアース電位になっている。さらに、イオ
ン化を行う際には、陽極ワイヤ1に10〜20キロ・ボ
ルトのパルス電圧が印加される。
Both the ionization chamber 3 and the high voltage chamber 5 contain a gas having an extremely low pressure capable of achieving ionization, and usually helium of 10 to 50 millitorr is used. In addition, the wall 4 of the ionization chamber 3 and the high voltage chamber 5
Both walls 6 are at ground potential. Further, when performing ionization, a pulse voltage of 10 to 20 kilovolts is applied to the anode wire 1.

【0005】一方、陰極7は高電圧供給源(図示せず)
に接続された電圧導入端子9を通じて、負のバイアス電
圧(例えば、−150キロ・ボルト)に恒常的に維持さ
れている。また、出口窓10は高エネルギーに対して透
過性のある幾分薄いシートで構成されている。このシー
トはアルミニウムまたはチタンのような金属で作成する
ことが可能であり、数10マイクロ・メータの厚さを有
している。さらに、この窓幅としては、多くの適用例、
特に照射による材料の処理に関連した適用例において
は、1cmを越える窓幅を要している。
On the other hand, the cathode 7 is a high voltage supply source (not shown).
A negative bias voltage (e.g., -150 kilovolts) is constantly maintained through a voltage introduction terminal 9 connected to. Also, the exit window 10 is constructed of a somewhat thin sheet that is transparent to high energy. The sheet can be made of a metal such as aluminum or titanium and has a thickness of tens of micrometers. Furthermore, as this window width, many application examples,
Especially in applications relating to the treatment of materials by irradiation, window widths in excess of 1 cm are required.

【0006】この様に構成された従来の電子銃において
は、以下に述べる様にして、電子ビーム源となる電子が
放出される。即ち、イオン化室3に貫通配置された陽極
ワイヤ1に、低圧力下でパルス電圧を印加すると、アー
ス電位にあるイオン化室の壁4との間で放電が起こり、
イオン化室3内にプラズマが発生する。一方、高電圧室
5内に配設された陰極7は、イオン化室3から導電性抽
出グリッド11方向に拡散してきた前記プラズマ中から
陽イオンを引出す。
In the conventional electron gun constructed as described above, electrons serving as an electron beam source are emitted as described below. That is, when a pulse voltage is applied to the anode wire 1 penetrating the ionization chamber 3 under a low pressure, a discharge occurs between the anode wire 1 and the wall 4 of the ionization chamber at the ground potential,
Plasma is generated in the ionization chamber 3. On the other hand, the cathode 7 arranged in the high voltage chamber 5 extracts cations from the plasma diffused from the ionization chamber 3 toward the conductive extraction grid 11.

【0007】この陽イオンは、イオン化室3と高電圧室
5との間に配設された導電性抽出グリッド11を通って
高電圧室5内に侵入し、陰極7に当たる。すると、陰極
7の表面において、前記陽イオンの衝撃によって電子が
放出される。この様にして放出された電子は、陽イオン
とは逆方向に進み、導電性抽出グリッド11に向かって
加速され、さらに、イオン化室3を通過して出口窓10
に至り、電子ビーム源として供給される。
The cations penetrate into the high voltage chamber 5 through the conductive extraction grid 11 arranged between the ionization chamber 3 and the high voltage chamber 5 and hit the cathode 7. Then, on the surface of the cathode 7, electrons are emitted by the impact of the cations. The electrons thus emitted travel in the opposite direction to the cations, are accelerated toward the conductive extraction grid 11, pass through the ionization chamber 3 and exit window 10.
And is supplied as an electron beam source.

【0008】ここで、導電性抽出グリッド11の近辺に
おける陽イオンの初期エネルギーを無視し、負のバイア
ス電圧をVHT、陽イオンの電荷量をeとすれば、陽イオ
ンは(単一の荷電イオンに関係があることを念頭におけ
ば)、e・VHTに等しいエネルギーをもって陰極7に到
達するものと考えることができる。また、陰極7の表面
上で、抽出グリッドより引出された陽イオンの衝撃によ
り2次放出された電子は、導電性抽出グリッド11に向
かって加速され、そこで電子は、e・VHTのエネルギー
に到達する。これらの状態下において、1個の陽イオン
と、この陽イオンによって放出される電子は、同じ電場
線に対応して、ほぼ重畳する軌道を呈する。
Here, ignoring the initial energy of positive ions in the vicinity of the conductive extraction grid 11, and assuming that the negative bias voltage is VHT and the charge amount of positive ions is e, the positive ions are (single charged ions). Can be considered to reach the cathode 7 with energy equal to e · VHT. Further, on the surface of the cathode 7, the electrons secondary-emitted by the impact of the cations extracted from the extraction grid are accelerated toward the conductive extraction grid 11, where the electrons reach the energy of e · VHT. To do. Under these conditions, one cation and an electron emitted by this cation have substantially overlapping orbits corresponding to the same electric field line.

【0009】上記の様な電子銃は、主として、電子銃を
電子励起によるガス・レーザー、マグネット・ハイドロ
ダイナミック発電機に、また、出口窓10をX線発生用
ターゲットに置換えることで、X線発生装置に適用し得
るものである。
The electron gun as described above is mainly constructed by replacing the electron gun with a gas laser or a magnet hydrodynamic generator by electronic excitation, and by replacing the exit window 10 with an X-ray generating target. It is applicable to a generator.

【0010】ところで、電子銃より発生する電子ビーム
に要求される強度は、適用対象(例えば、電子励起によ
るガス・レーザー等)に著しく依存するものである。そ
こで、従来より上記のビーム強度対策として、図4に示
した様な電子銃が提案されている。即ち、イオン化室3
の両端にアパーチャ13を装備することにより、イオン
化室3内で生成されるプラズマ密度を高め、イオン化室
から引出す陽イオン数を変化させ、それによって、陰極
表面における陽イオン衝撃によって放出される電子数を
変化させて、電子ビーム強度を制御するものである。
By the way, the intensity required for the electron beam generated by the electron gun remarkably depends on the object to be applied (for example, a gas laser by electron excitation). Therefore, conventionally, an electron gun as shown in FIG. 4 has been proposed as a measure against the above beam intensity. That is, the ionization chamber 3
By installing apertures 13 at both ends of the ionization chamber, the density of plasma generated in the ionization chamber 3 is increased and the number of cations extracted from the ionization chamber is changed, whereby the number of electrons emitted by cation impact on the cathode surface is increased. To control the electron beam intensity.

【0011】なお、イオン化室3の両端にアパーチャ1
3を装備する以外は、図3に示した電子銃と同様に構成
され、また、イオン化室3の壁4、アパーチャ13及び
高電圧室5の壁6は、共にアース電位になっている。
It should be noted that the apertures 1 are provided at both ends of the ionization chamber 3.
3, except that the electron gun shown in FIG. 3 is provided, and the wall 4, the aperture 13 and the wall 6 of the high voltage chamber 5 of the ionization chamber 3 are all at the ground potential.

【0012】この様に構成された従来の電子銃において
は、以下に述べる様にして、電子ビーム源となる電子が
放出される。即ち、イオン化室3に貫通配置された陽極
ワイヤ1に、低圧力下でパルス電圧を印加すると、アー
ス電位にあるイオン化室の壁4及びイオン化室両端のア
パーチャ13とに囲まれた空間に放電が起こり、イオン
化室3内にプラズマが発生する。一方、高電圧室5内に
配設された陰極7は、前記プラズマから陽イオンを引出
す。
In the conventional electron gun constructed as described above, electrons serving as an electron beam source are emitted as described below. That is, when a pulse voltage is applied to the anode wire 1 penetrating the ionization chamber 3 under a low pressure, a discharge is generated in the space surrounded by the wall 4 of the ionization chamber at the ground potential and the apertures 13 at both ends of the ionization chamber. Then, plasma is generated in the ionization chamber 3. On the other hand, the cathode 7 arranged in the high voltage chamber 5 extracts positive ions from the plasma.

【0013】この陽イオンは、イオン化室3と高電圧室
5との間に配設された導電性抽出グリッド11を通って
高電圧室5内に侵入し、陰極7に当たる。すると、陰極
7の表面において、前記陽イオンの衝撃によって電子が
放出される。この様にして、放出された電子は、陽イオ
ンとは逆方向に進み、導電性抽出グリッド11に向かっ
て加速され、さらに、イオン化室3を通過して出口窓1
0に至り、電子ビーム源として供給される。
The cations enter the high voltage chamber 5 through the conductive extraction grid 11 arranged between the ionization chamber 3 and the high voltage chamber 5 and hit the cathode 7. Then, on the surface of the cathode 7, electrons are emitted by the impact of the cations. In this way, the emitted electrons travel in the opposite direction to the cations, are accelerated towards the conductive extraction grid 11, pass through the ionization chamber 3 and exit window 1
It reaches 0 and is supplied as an electron beam source.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た様な従来の電子銃には、以下に述べる様な解決すべき
課題があった。即ち、電子電流を変化させるためには、
上記の様に、陰極表面に到達する陽イオン数、即ち、導
電性抽出グリッド11方向に拡散してくるプラズマ中の
陽イオン数を変化させればよいわけであるが、従来は、
この手段として、イオン化室3の両端にアパーチャ13
を装備することにより、イオン化室3内で生成されるプ
ラズマ密度を高める方法や、陽極ワイヤへの印加パルス
電圧を可変する方法、あるいは、陰極に印加する高電圧
を可変操作する方法等を採用していた。
However, the conventional electron gun as described above has the following problems to be solved. That is, in order to change the electron current,
As described above, the number of cations reaching the cathode surface, that is, the number of cations in plasma diffused in the direction of the conductive extraction grid 11 may be changed.
As this means, apertures 13 are provided at both ends of the ionization chamber 3.
By adopting a method of increasing the plasma density generated in the ionization chamber 3, a method of varying the pulse voltage applied to the anode wire, or a method of varying the high voltage applied to the cathode. Was there.

【0015】しかし、これらの方法では、容易に電子ビ
ームの強度を調整することができず、また、陰極に接続
される電源容量が増大し、陽極ワイヤへの印加パルス電
圧を低減することもできなかった。
However, these methods cannot easily adjust the intensity of the electron beam, increase the capacity of the power source connected to the cathode, and reduce the pulse voltage applied to the anode wire. There wasn't.

【0016】本発明は、上記の様な従来技術の欠点を解
消するために提案されたもので、その目的は、電子ビー
ムの強度の調整を容易に行うことができ、また、陰極に
接続される電源の容量、陽極ワイヤへの印加パルス電圧
を低減することのできる高効率の電子銃を提供すること
にある。
The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and the purpose thereof is to easily adjust the intensity of the electron beam and to connect it to the cathode. Another object of the present invention is to provide a highly efficient electron gun capable of reducing the capacity of the power supply and the pulse voltage applied to the anode wire.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、電子に対して透過性のある出口窓と、その反対側に
設けられた導電性抽出グリッドを備え、また、低圧力で
イオン化すべき気体と、この気体を電離させて陽イオン
を発生させるワイヤを備えたイオン化室と、前記導電性
抽出グリッドを介してイオン化室と連通され、導電性抽
出グリッドに対向する位置に陰極を収容した高電圧室か
ら成る電子銃において、前記導電性抽出グリッドとイオ
ン化室の壁との間に絶縁物が配設され、また、導電性抽
出グリッドとイオン化室の壁との間に、両者間に電位差
をつけるためのバイアス電圧源が接続されていることを
特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an exit window that is transparent to electrons and a conductive extraction grid provided on the opposite side of the exit window, and ionization is performed at a low pressure. Gas to be ionized, an ionization chamber equipped with a wire for ionizing the gas to generate cations, and the ionization chamber is communicated via the conductive extraction grid, and a cathode is housed at a position facing the conductive extraction grid. In the electron gun including the high voltage chamber, an insulator is disposed between the conductive extraction grid and the wall of the ionization chamber, and between the conductive extraction grid and the wall of the ionization chamber, and between the both. It is characterized in that a bias voltage source for making a potential difference is connected.

【0018】また、請求項2に記載の発明は、電子に対
して透過性のある出口窓と、その反対側に設けられた導
電性抽出グリッドを備え、また、低圧力でイオン化すべ
き気体と、この気体を電離させて陽イオンを発生させる
ワイヤを備えたイオン化室と、そのイオン化室内の両端
にイオン化室の壁と電気的に導通したアパーチャを装備
し、前記導電性抽出グリッドを介してイオン化室と連通
され、導電性抽出グリッドに対向する位置に陰極を収容
した高電圧室から成る電子銃において、前記イオン化室
内に設けられたアパーチャとイオン化室の壁との間に絶
縁物が配設され、アパーチャとイオン化室の壁との間
に、両者間に電位差をつけるためのバイアス電圧源が接
続されていることを特徴とするものである。
The invention according to claim 2 further comprises an exit window permeable to electrons, a conductive extraction grid provided on the opposite side, and a gas to be ionized at a low pressure. , An ionization chamber equipped with a wire for ionizing this gas to generate cations, and an aperture electrically connected to the walls of the ionization chamber at both ends of the ionization chamber, and ionized through the conductive extraction grid. In an electron gun comprising a high voltage chamber communicating with the chamber and containing a cathode at a position facing the conductive extraction grid, an insulator is provided between an aperture provided in the ionization chamber and a wall of the ionization chamber. , A bias voltage source for establishing a potential difference between the aperture and the wall of the ionization chamber is connected.

【0019】[0019]

【作用】請求項1に記載の電子銃によれば、導電性抽出
グリッドとイオン化室の壁との間に絶縁物を配設し、導
電性抽出グリッドとイオン化室の壁との間にバイアス電
圧を印加することにより、導電性抽出グリッドの電位を
イオン化室の壁の電位より低くすることができる。その
結果、イオン化室内に発生したプラズマ中の陽イオン
を、従来よりも強い引力で導電性抽出グリッドに引き付
けることができ、イオン化室内のイオン化効率を格段と
高めることができる。
According to the electron gun of claim 1, an insulator is provided between the conductive extraction grid and the wall of the ionization chamber, and a bias voltage is applied between the conductive extraction grid and the wall of the ionization chamber. Can be applied to lower the potential of the conductive extraction grid below the potential of the walls of the ionization chamber. As a result, the positive ions in the plasma generated in the ionization chamber can be attracted to the conductive extraction grid with a stronger attractive force than before, and the ionization efficiency in the ionization chamber can be significantly increased.

【0020】請求項2に記載の電子銃によれば、イオン
化室内の両端に設けられたアパーチャとイオン化室の壁
との間に絶縁物を配置し、アパーチャとイオン化室の壁
との間にバイアス電圧を印加することにより、アパーチ
ャの電位をイオン化室の壁の電位より低くすることがで
きる。その結果、イオン化室内に発生した電子は、前記
アパーチャによって従来よりも電気的に強い反発力を受
けて、イオン化室内に閉じ込められ、それにより、イオ
ン化室内のイオン化効率を格段と高めることができる。
According to the electron gun of the second aspect, an insulator is arranged between the apertures provided at both ends of the ionization chamber and the wall of the ionization chamber, and a bias is provided between the aperture and the wall of the ionization chamber. By applying the voltage, the potential of the aperture can be made lower than the potential of the wall of the ionization chamber. As a result, the electrons generated in the ionization chamber receive a stronger repulsive force than the conventional one due to the aperture, and are confined in the ionization chamber, whereby the ionization efficiency in the ionization chamber can be remarkably increased.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1及び図2に基
づいて具体的に説明する。なお、図3及び図4に示した
従来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省
略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to FIGS. The same members as those of the conventional type shown in FIGS. 3 and 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0022】(A)第1実施例 本実施例においては、図1に示した様に、導電性抽出グ
リッド11とイオン化室の壁4との間に絶縁物20が配
設され、また、導電性抽出グリッド11とイオン化室の
壁4との間に、バイアス電圧源21が接続されている。
このバイアス電圧源21は、導電性抽出グリッド11と
イオン化室の壁4との間に電位差をつけるために設けら
れている。他の構成は図3に示した従来型と同様であ
る。
(A) First Embodiment In the present embodiment, as shown in FIG. 1, an insulator 20 is provided between the conductive extraction grid 11 and the wall 4 of the ionization chamber, and the conductive material is used. A bias voltage source 21 is connected between the sex extraction grid 11 and the wall 4 of the ionization chamber.
This bias voltage source 21 is provided to create a potential difference between the conductive extraction grid 11 and the wall 4 of the ionization chamber. Other configurations are similar to those of the conventional type shown in FIG.

【0023】この様な構成を有する本実施例の電子銃に
おいては、以下に述べる様にして、電子ビームの強度を
容易に調整することができる。即ち、イオン化室3内に
配設された陽極ワイヤ1とイオン化室の壁4との間にパ
ルス電圧を印加すると、パルス放電によってイオン化室
3の気体が電離してプラズマが発生する。この場合、パ
ルス放電によって発生したプラズマの内、導電性抽出グ
リッド11方向に拡散する陽イオンは、バイアス電圧源
21によりイオン化室の壁4に対して負の電位になって
いる導電性抽出グリッド11によって、従来方式よりも
電気的に強い引力を受ける。その結果、導電性抽出グリ
ッド11を通過する陽イオン数が大幅に増加する。つま
り、陰極表面に到達する陽イオン数が増加し、この陽イ
オンによって2次放出される電子数も増加することにな
る。
In the electron gun of this embodiment having such a structure, the intensity of the electron beam can be easily adjusted as described below. That is, when a pulse voltage is applied between the anode wire 1 arranged in the ionization chamber 3 and the wall 4 of the ionization chamber 3, the gas in the ionization chamber 3 is ionized by the pulse discharge and plasma is generated. In this case, in the plasma generated by the pulse discharge, the cations diffused toward the conductive extraction grid 11 have a negative potential with respect to the wall 4 of the ionization chamber by the bias voltage source 21. Receives a stronger electric attraction than the conventional method. As a result, the number of cations passing through the conductive extraction grid 11 is significantly increased. That is, the number of cations reaching the cathode surface increases, and the number of electrons secondary-emitted by the cations also increases.

【0024】従って、電子ビーム強度を大幅に増加させ
る必要がある場合には、従来と同様に、陽極ワイヤ1へ
の印加パルス電圧を増加し、さらに、負のバイアス電圧
が印加された導電性抽出グリッド11を装備することに
より、高電圧室内に引き出される陽イオン数を増加させ
ることにより、効率良く電子ビーム強度を増加させるこ
とができる。
Therefore, when it is necessary to greatly increase the electron beam intensity, the pulse voltage applied to the anode wire 1 is increased and the conductivity extraction is performed by applying a negative bias voltage, as in the conventional case. By equipping the grid 11, the number of cations extracted into the high voltage chamber can be increased, and the electron beam intensity can be efficiently increased.

【0025】一方、従来と同様の電子ビーム強度が必要
である場合においても、負のバイアス電圧が印加された
導電性抽出グリッド11を装備することにより、導電性
抽出グリッド方向へ拡散してくる陽イオン数の増加を図
ることができるので、陽極ワイヤ1に印加するパルス電
圧を低減することが可能となる。さらに、陽極ワイヤ1
に印加するパルス電圧の低減が可能となることから、パ
ルスの高繰返し化に適し、パルス発生装置の長寿命化も
図れる。
On the other hand, even in the case where the electron beam intensity similar to the conventional one is required, by installing the conductive extraction grid 11 to which a negative bias voltage is applied, the positive diffusion diffused in the direction of the conductive extraction grid. Since the number of ions can be increased, the pulse voltage applied to the anode wire 1 can be reduced. Furthermore, anode wire 1
Since the pulse voltage applied to the pulse generator can be reduced, it is suitable for increasing the pulse repetition rate and the life of the pulse generator can be extended.

【0026】(B)第2実施例 本実施例においては、図2に示した様に、イオン化室3
内の両端に設けられたアパーチャ13とイオン化室の壁
4との間に絶縁物22が配設され、また、アパーチャ1
3とイオン化室の壁4との間に、バイアス電圧源23が
接続されている。このバイアス電圧源23は、アパーチ
ャ13とイオン化室の壁4との間に電位差をつけるため
に設けられている。他の構成は図4に示した従来型と同
様である。この様な構成を有する本実施例の電子銃にお
いては、以下に述べる様にして、電子ビームの強度を容
易に調整することができる。即ち、イオン化室3内に配
設された陽極ワイヤ1とイオン化室の壁4との間にパル
ス電圧を印加すると、パルス放電によってイオン化室3
の気体が電離して電子が発生する。
(B) Second Embodiment In this embodiment, as shown in FIG.
Insulators 22 are provided between the apertures 13 provided at both ends of the inside and the wall 4 of the ionization chamber.
A bias voltage source 23 is connected between 3 and the wall 4 of the ionization chamber. The bias voltage source 23 is provided to create a potential difference between the aperture 13 and the wall 4 of the ionization chamber. Other configurations are the same as those of the conventional type shown in FIG. In the electron gun of this embodiment having such a configuration, the intensity of the electron beam can be easily adjusted as described below. That is, when a pulse voltage is applied between the anode wire 1 disposed in the ionization chamber 3 and the wall 4 of the ionization chamber 3, the ionization chamber 3 is pulse-discharged.
The gas is ionized and electrons are generated.

【0027】この場合、パルス放電によって発生した電
子の内、陽極ワイヤ1の長手方向に運動を行う電子は、
バイアス電圧源23によりイオン化室の壁4に対して負
の電位になっているアパーチャ13によって、従来方式
よりも電気的に強い反発力を受け、イオン化室内に閉じ
こめられる。その結果、気体原子との衝突がより促進さ
れ、イオン化効率が高まり、プラズマ密度も高いものと
なる。
In this case, among the electrons generated by the pulse discharge, the electrons that move in the longitudinal direction of the anode wire 1 are
The aperture 13 having a negative potential with respect to the wall 4 of the ionization chamber by the bias voltage source 23 receives an electrically stronger repulsive force than that of the conventional method, and is confined in the ionization chamber. As a result, collision with gas atoms is further promoted, ionization efficiency is increased, and plasma density is also high.

【0028】こうして、放電により生成したプラズマ中
の陽イオンは、高電圧室5内の陰極7に向かって加速さ
れ、抽出グリッド11を通過して陰極7に当たる。つま
り、陰極表面に到達する陽イオン数が増加し、この陽イ
オンによって2次放出される電子数も増加することにな
る。
Thus, the positive ions in the plasma generated by the discharge are accelerated toward the cathode 7 in the high voltage chamber 5, pass through the extraction grid 11 and hit the cathode 7. That is, the number of cations reaching the cathode surface increases, and the number of electrons secondary-emitted by the cations also increases.

【0029】従って、電子ビーム強度を大幅に増加させ
る必要がある場合には、従来と同様に陰極7に印加する
負のバイアス電圧Vを増加し、陽極ワイヤ1への印加パ
ルス電圧を増加し、さらに、負のバイアス電圧が印加さ
れたアパーチャ13を装備することにより、イオン化室
内のイオン化効率を高めれば、効率良く電子ビーム強度
を増加させることができる。
Therefore, when it is necessary to greatly increase the electron beam intensity, the negative bias voltage V applied to the cathode 7 is increased and the pulse voltage applied to the anode wire 1 is increased as in the conventional case. Furthermore, by equipping the aperture 13 to which a negative bias voltage is applied to improve the ionization efficiency in the ionization chamber, the electron beam intensity can be efficiently increased.

【0030】一方、従来と同様の電子ビーム強度が必要
である場合においても、負のバイアス電圧が印加された
アパーチャ13を装備することにより、イオン電流の増
大を図ることができるので、陰極7に印加する負のバイ
アス電圧V及び陽極ワイヤ1に印加するパルス電圧を低
減することが可能となり、電源容量の低減を実現でき
る。さらに、陽極ワイヤ1に印加するパルス電圧の低減
が可能となることから、パルスの高繰返し化に適し、パ
ルス発生装置の長寿命化も図れる。
On the other hand, even in the case where the electron beam intensity similar to the conventional one is required, the ion current can be increased by equipping the aperture 13 to which the negative bias voltage is applied, so that the cathode 7 can be provided. The negative bias voltage V to be applied and the pulse voltage to be applied to the anode wire 1 can be reduced, and the power supply capacity can be reduced. Further, since the pulse voltage applied to the anode wire 1 can be reduced, it is suitable for increasing the pulse repetition rate and the life of the pulse generator can be extended.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、導電
性抽出グリッドとイオン化室の壁との間、あるいはイオ
ン化室内の両端に設けられたアパーチャとイオン化室の
壁との間に絶縁物を配設し、また、両者間に電位差をつ
けるためのバイアス電圧源を接続することによって、電
子ビームの強度の調整を容易に行うことができ、また、
陰極に接続される電源の容量、陽極ワイヤへの印加パル
ス電圧を低減することのできる高効率の電子銃を提供す
ることができる。
As described above, according to the present invention, insulation is provided between the conductive extraction grid and the wall of the ionization chamber, or between the apertures provided at both ends of the ionization chamber and the wall of the ionization chamber. By arranging an object and connecting a bias voltage source for making a potential difference between the two, it is possible to easily adjust the intensity of the electron beam.
It is possible to provide a highly efficient electron gun capable of reducing the capacity of the power supply connected to the cathode and the pulse voltage applied to the anode wire.

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

【図1】本発明の電子銃の第1実施例を示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of an electron gun of the present invention.

【図2】本発明の電子銃の第2実施例を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the electron gun of the present invention.

【図3】従来の電子銃の一例を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing an example of a conventional electron gun.

【図4】従来の電子銃の他の例を示す断面図FIG. 4 is a sectional view showing another example of a conventional electron gun.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…陽極ワイヤ 2…絶縁物 3…イオン化室 4…イオン化室の壁 5…高電圧室 6…高電圧室の壁 7…陰極 8…絶縁物 9…電圧導入端子 10…出口窓 11…導電性抽出グリッド 13…アパーチャ 20,22…絶縁物 21,23…バイアス電圧源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Anode wire 2 ... Insulator 3 ... Ionization chamber 4 ... Ionization chamber wall 5 ... High-voltage chamber 6 ... High-voltage chamber wall 7 ... Cathode 8 ... Insulator 9 ... Voltage introduction terminal 10 ... Exit window 11 ... Conductivity Extraction grid 13 ... Aperture 20, 22 ... Insulator 21, 23 ... Bias voltage source

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子に対して透過性のある出口窓と、そ
の反対側に設けられた導電性抽出グリッドを備え、ま
た、低圧力でイオン化すべき気体と、この気体を電離さ
せて陽イオンを発生させるワイヤを備えたイオン化室
と、前記導電性抽出グリッドを介してイオン化室と連通
され、導電性抽出グリッドに対向する位置に陰極を収容
した高電圧室から成る電子銃において、 前記導電性抽出グリッドとイオン化室の壁との間に絶縁
物が配設され、また、導電性抽出グリッドとイオン化室
の壁との間に、両者間に電位差をつけるためのバイアス
電圧源が接続されていることを特徴とする電子銃。
1. An exit window permeable to electrons, and a conductive extraction grid provided on the opposite side of the exit window, the gas to be ionized at a low pressure, and the cation by ionizing the gas. And an ionization chamber having a wire for generating an electric field, and an electron gun including a high voltage chamber communicating with the ionization chamber via the conductive extraction grid and containing a cathode at a position facing the conductive extraction grid. An insulator is arranged between the extraction grid and the wall of the ionization chamber, and a bias voltage source for establishing a potential difference between the conductive extraction grid and the wall of the ionization chamber is connected between the two. An electron gun characterized by that.
【請求項2】 電子に対して透過性のある出口窓と、そ
の反対側に設けられた導電性抽出グリッドを備え、ま
た、低圧力でイオン化すべき気体と、この気体を電離さ
せて陽イオンを発生させるワイヤを備えたイオン化室
と、そのイオン化室内の両端にイオン化室の壁と電気的
に導通したアパーチャを装備し、前記導電性抽出グリッ
ドを介してイオン化室と連通され、導電性抽出グリッド
に対向する位置に陰極を収容した高電圧室から成る電子
銃において、 前記イオン化室内に設けられたアパーチャとイオン化室
の壁との間に絶縁物が配設され、アパーチャとイオン化
室の壁との間に、両者間に電位差をつけるためのバイア
ス電圧源が接続されていることを特徴とする電子銃。
2. An exit window permeable to electrons, and a conductive extraction grid provided on the opposite side of the exit window, the gas to be ionized at a low pressure and the cation by ionizing the gas. Is equipped with an ionization chamber equipped with a wire for generating, and an aperture electrically connected to the walls of the ionization chamber at both ends of the ionization chamber, and is communicated with the ionization chamber via the conductive extraction grid, and a conductive extraction grid In an electron gun consisting of a high voltage chamber containing a cathode at a position opposite to, an insulator is disposed between the aperture provided in the ionization chamber and the wall of the ionization chamber, and the aperture and the wall of the ionization chamber are An electron gun characterized in that a bias voltage source for establishing a potential difference between the two is connected therebetween.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180096747A (en) * 2016-01-19 2018-08-29 레이저 시스템즈 앤드 솔루션즈 오브 유럽 Low pressure wire ion plasma discharge source, and application to an electron source with secondary electron emission

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180096747A (en) * 2016-01-19 2018-08-29 레이저 시스템즈 앤드 솔루션즈 오브 유럽 Low pressure wire ion plasma discharge source, and application to an electron source with secondary electron emission
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