JPS63121235A - 電界放出イオン源 - Google Patents

電界放出イオン源

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Publication number
JPS63121235A
JPS63121235A JP26636086A JP26636086A JPS63121235A JP S63121235 A JPS63121235 A JP S63121235A JP 26636086 A JP26636086 A JP 26636086A JP 26636086 A JP26636086 A JP 26636086A JP S63121235 A JPS63121235 A JP S63121235A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
ion beam
needle
pole electrode
quadrupole
Prior art date
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Pending
Application number
JP26636086A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Tamura
田村 好広
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.)
Canon Anelva Corp
Original Assignee
Anelva Corp
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Filing date
Publication date
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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、針状陽極と陰極を備え、咳針状陽極の先端に
電界を形成してイオンビームを放出する電界放出イオン
源に関する。
(従来の技術) 第3図に、液体金属イオン源と呼ばれている従来の電界
放出イオン源の概略を示す。図において、1は針状陽極
、2はイオン化すべき溶融状態の被イオン化物質、4は
陰極、5は高電圧電源、7はイオンビーム、8は光軸で
ある。
陰極4にはイオンが通過するように開孔部40が設けら
れており、該開孔部40の中心を光軸8が通過している
動作原理は次の如くである、針状陽極1には高電圧電源
5により陰極4に対し正の高電圧が印加されており、針
状陽極1の先端には強電界が形成されている。そのため
被イオン化物質2は、該強電界により針状陽極1の先端
まで引き出され、溶融状態の被イオン化物質2の表面張
力と強電界がつり合って、Taylar  corn 
(ティラーコーン)と呼ばれる円錐状の突起が先端に形
成される。この円錐状突起には特に強い電界が集中する
ため被イオン化物質2は電界放出を起こしイオン化して
一定の放出角でイオンビームが放出される。
ところで針状陽極1の先端に形成される前記の円錐状突
起の位置と方向は電界に依存し、かつ、電界に大きく影
響を与えて円錐状突起は必ずしも光軸8上に形成される
とは限らず、また該円錐状突起より放出されるイオンビ
ーム7も光軸方向に放出されるとは限らない。
時には、第3図(a)に示す如くイオンビーム7の放出
方向が光軸からはずれてしまい効率的にイオンビームを
陰極開孔部40の後方へ、輸送できないという問題が生
ずる。
また、外乱や高電圧電源のりプルあるいはノイズにより
不安定となり易く、実際に当該イオン源を集束レンズ等
を備えるイオンビーム装置に搭載して運用をする場合に
は、光軸に対して、円錐状突起の位置が時間と共に変化
して不特定となり、その結果収差の増大を招きイオンビ
ームの品質を低下させるという問題を生じる。
更には、円錐状突起の位置、方向が不安定であると、電
界放出イオン源としての正常なイオン放出動作が損なわ
れ、ひいてはイオン源自身の寿命を低下させるという問
題も生ずる。
(発明の目的) 本発明は電界放出イオン源において、上記問題を解決し
、安定でかつ高品質のイオンビームを提供することを目
的とする。
(問題点を解決するための手段) 本願の第1の発明は、針状陽極と陰極の中間に四極子以
上の多極子電極を配設することにより上記の目的を達成
する電界放出イオン源である。
本願の第2の発明は、陰極を四極子以上の多極子電極に
構成することで上記の目的を達成する電界放出イオン源
である。
本願の第3の発明は、陰極を四極子以上の多極子電極に
構成するとともに、針状陽極と当該陰極の中間に四極子
以上の多極子電極を配設することで上記目的を達成する
電界放出イオン源である。
(実施例) 第1図は本願の第1の発明の実施例であり、1は針状陽
極、2は被イオン化物質、3は四極子電極、4は陰極、
5は高電圧電源、6は四極子電極用制御電源、7はイオ
ンビーム、88は光軸、9はファラデーカップ、10は
電流計である。四極子電極6は四極子電極用制御電源6
に接続されており、陰極電位あるいは接地電位に独立に
、四極子電極を構成する4つの電極に対して電圧印加が
可能となっている。動作原理は次の如くである。
第1図(a)は前記した理由などで、針状陽極1の先端
に形成された被イオン化物質2の円錐状突起が光軸8方
向になく、イオンビーム7が該光軸方向に放出されてい
ない状況を示すものである。
このときでは、イオンビーム7は陰極に設けられた開孔
部を通過せず、ファラデーカップ9にイオンビーム7が
流れ込まない。
第1図(b)は四極子電極用制御電源6により四極子電
極3に制御電圧を印加し、針状電極1の先端の電界を制
御して、円錐状突起が光軸8の方向に向き、イオンビー
ム7が該光軸方向に正しく放出されている状況を示すも
のである。
四極子電極に印加する電圧は、ファラデーカップ9に流
れ込むイオンビーム7の電流を電流計10(第1図)で
測定し、これが最大となるように四極子電極用制御電源
に帰還をかけることで制御される。
第2図は、本願の第2発明の実施例であり、41は四極
子陰極制御電源、42は電流計、43は絞り部材である
。他の部材は第1図と同様であるので省略する。
動作原理は前述とほぼ同様であり、第1の発明では針状
陽極1の先端の電界を針状陽極と陰極の中間に設けた四
極子電極に電圧を印加して制御したのに対して、第2の
発明では四極子陰極(4)そのものを四極子電極に構成
しそれによって同様の制御を行なうものである。この陰
極を構成する四極子電極の4枚の電極の各に持続された
電流計42により、四極子陰極の4枚の電極に流れ込む
イオンビーム電流をモニターして、各種に流れ込むイオ
ンビーム電流が同一値になるように、四極子陰極制御電
源41により四極子陰極に印加する電圧を制御して第1
の発明と同様の効果を得ることができる。
なお絞り部材43はビーム形状を整形するためのもので
ある。
本願の第3の発明の実施例は、図示を省略するが、第1
の発明と第2の発明を組み合わせたものである。第1図
の陰極4の位置に、第2図の陰極4が配置されることに
なる。針状陽極先端の電界を、2種類の四極子電極で制
御することになるので、第1、第2の発明のそれぞれよ
り効果的である。
動作については前述の各実施例により容易に推察できる
のでここでは省略する。
なお、上記の実施例では四極子電極で説明しているが八
極子などの多極子電極でもその効果は同様である。
また、実施例では陰極ならびに電流計(制御電源類)は
、接地電位上に配置されているが他の電源によりある電
位上に配置されても何ら支障はない。
更にまた本発明は、電界放出液体金属イオン源や電界放
出ガスイオン源などのような、電界電離、電界蒸発現象
を含む電界放出現象によってイオンビームを放出する全
てのイオン源に適用し得ることは明らかである。
従って、針状陽極が複数本で構成されてるときにもこれ
に適用し得るし、針状陽極と陰極の間にイオンビーム電
流制御用の電極があるときにもこれは適用し得るのは言
うまでもない。
(発明の効果) 本発明は電界放出イオン源のイオンビーム放出特性。特
に放出位置、方向の正常化および安定化に著しい効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)はその動作原理の説明の図。 第2図は、本願の第2の発明の電界放出イオン源の実施
例の概要図。 第3図及び第3図aは従来の同様の図。 第1図は本願の第1の発明の電界放出イオン源の実施例
の概要図。 1・・・針状陽極 2・・・被イオン化物質 3・・・四極子電極 4・・・陰極 5・・・高電圧電源 6・・・四極子電極用制御電源 7・・・イオンビーム 8・・・光軸 9・・・ファラデーカップ IO・・・電流計 40・・・開孔部 41・・・四極子陰極制御電源 42・・・電流計 r:n凸 43・・・絞り部材 特許出願人 日電アネルバ株式会社 代理人   弁理士 村上 健次 FIG、3 FIG、3(a)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)針状陽極と陰極を備え、該針状陽極の先端に電界
    を形成してイオンビームを放出する電界放出イオン源に
    おいて、 当該針状陽極と陰極の中間に四極子以上の多極子電極を
    配設することを特徴とする電界放出イオン源。
  2. (2)針状陽極と陰極を備え、該針状陽極の先端に電界
    を形成してイオンビームを放出する電界放出イオン源に
    おいて、 当該陰極を四極子以上の多極子電極で構成することを特
    徴とする電界放出イオン源。
  3. (3)針状陽極と陰極を備え、該針状陽極の先端に電界
    を形成してイオンビームを放出する電界放出イオン源に
    おいて、 該陰極を四極子以上の多極子電極で構成するとともに、
    針状陽極と当該陰極との中間に四極子以上の多極子電極
    を配設することを特徴とする電界放出イオン源。
JP26636086A 1986-11-08 1986-11-08 電界放出イオン源 Pending JPS63121235A (ja)

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JP26636086A JPS63121235A (ja) 1986-11-08 1986-11-08 電界放出イオン源

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JP26636086A JPS63121235A (ja) 1986-11-08 1986-11-08 電界放出イオン源

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ID=17429861

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JP26636086A Pending JPS63121235A (ja) 1986-11-08 1986-11-08 電界放出イオン源

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5630242A (en) * 1979-08-20 1981-03-26 Jeol Ltd Automatic axis-matching device for electron rays device
JPS5944754A (ja) * 1982-09-06 1984-03-13 Jeol Ltd 荷電粒子源
JPS61190839A (ja) * 1985-02-19 1986-08-25 Canon Inc 荷電粒子線装置

Patent Citations (3)

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