RU2055410C1 - Катодно-модуляторный узел для электронно-лучевых приборов - Google Patents
Катодно-модуляторный узел для электронно-лучевых приборов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2055410C1 RU2055410C1 SU5038182A RU2055410C1 RU 2055410 C1 RU2055410 C1 RU 2055410C1 SU 5038182 A SU5038182 A SU 5038182A RU 2055410 C1 RU2055410 C1 RU 2055410C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- modulator
- electron
- vacuum tube
- tip
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Использование: электронно-лучевые приборы, применяемые в электронной микроскопии, в электронно-зондовых приборах для диагностики поверхности твердых тел, в масс-спектрометрических устройствах для ионизации газа электронным ударом и др. Сущность изобретения: катодный узел содержит острийный катод с радиусом кривизны эмиттирующей части меньше 10 мкм и соосно с ним расположенный модулятор с каналом для электронного потока, при этом на кромке модулятора закреплены острийные или лезвийные автокатоды для нагрева острийного катода электронной бомбардировкой. 1 ил.
Description
Изобретение относится к термоэмиссионным электронным источникам, используемым в электронной микроскопии, в электронно-зондовых приборах для диагностики поверхности твердых тел, в масс-спектрометрических устройствах для ионизации газа электронным ударом и др. в которых требуется получать электронные пучки высокой яркости, высокую степень параллельности и однородности луча.
Известен катодно-модуляторный узел для электронно-лучевых приборов, содержащий подогревный катод У-образной формы с острием на вершине [1]
Известен также катодно-модуляторный узел для электронно-лучевых приборов, работающий в импульсном режиме, содержащий острийный термокатод высокой яркости, острие которого размещено в отверстии модулятора [2]
Стержень катода заострен на конце с радиусом острия ≈10 мкм, другой конец стержня закреплен в теплоизоляторе. Катод помещается в спиральный нагреватель из вольфрама, нагреваемый проходящим током. Тепло передается катоду за счет излучения или электронной бамбардировки совместно с излучением. Нагреватель защищен экранами. Плотность тока катода на основе LaB6 при 1600оС на порядок превышает плотность тока чистого вольфрамового катода и составляет ≈65 А/см2. Размеры эмиттирующей поверхности определяются радиусом заточки острия и составляют 10х10 мкм. Эти два фактора позволили создать электронные пушки с высокой яркостью и малым диаметром луча.
Известен также катодно-модуляторный узел для электронно-лучевых приборов, работающий в импульсном режиме, содержащий острийный термокатод высокой яркости, острие которого размещено в отверстии модулятора [2]
Стержень катода заострен на конце с радиусом острия ≈10 мкм, другой конец стержня закреплен в теплоизоляторе. Катод помещается в спиральный нагреватель из вольфрама, нагреваемый проходящим током. Тепло передается катоду за счет излучения или электронной бамбардировки совместно с излучением. Нагреватель защищен экранами. Плотность тока катода на основе LaB6 при 1600оС на порядок превышает плотность тока чистого вольфрамового катода и составляет ≈65 А/см2. Размеры эмиттирующей поверхности определяются радиусом заточки острия и составляют 10х10 мкм. Эти два фактора позволили создать электронные пушки с высокой яркостью и малым диаметром луча.
Однако при такой конструкции пушки требуется достаточно высокая степень вакуума (не хуже 10-6 Торр). Кроме того, пушка не обладает стабильной работоспособностью.
Цель предлагаемого технического решения повышение работоспособности в техническом вакууме.
Цель достигается благодаря тому, что в катодно-модуляторном узле, в котором катод выполнен в виде острия из вольфрама, гексаборида лантана или любого другого материала, используемого в эффективных эмиттерах, соосно с катодом располагается модулятор с отверстием, согласно изобретению, кромки модулятора полностью или частично выполнены в виде острийного или лезвийного автокатода из пирографита, служащего для нагрева эмиттирующей части катода электронной бомбардировкой. Кромки модулятора из пирографита являются самовосстанавливающимся многоострийным автокатодом.
Работоспособность электронной пушки предлагаемого типа была проверена на конструкции, схематически представленной на чертеже.
Термокатод 1 электронной пушки представляет собой стержень из вольфрамовой проволоки диаметром ≈50 мкм с острием на эмиттирующем конце радиусом кривизны менее 5 мкм, полученным электрохимическим перетравливанием проволоки. Противоположный конец катода закреплен через теплоизолирующую прокладку из пирографита в держателе 2. Катод установлен соосно с отверстием модулятора 3. В торце канала модулятора закреплена пластина 4 пирографита толщиной 50-100 мкм с отверстием диаметром ≈200 мкм, торец которого служит лезвийным (многоострийным) автоэлектронным эмиттером в режиме нагрева острия.
Известна устойчивая работоспособность автоэмиттеров этого типа в условиях технического вакуума. Отверстие в пластине-автоэмиттере выполнено соосно с каналом модулятора.
Высота установки острия катода относительно верхнего края пирографитовой пластины 4 составляет ≈0,5 толщины пластины.
Проверка работоспособности узла осуществлялась в импульсном режиме. При подаче между катодом и модулятором импульса разогрева катода полярностью "+" на катод, "-" на модулятор, амплитудой до 1,5 кВ в промежутке катод-модулятор протекал устойчивый автоэлектронный ток. При этом эмиттирующая часть катода нагревалась до температуры порядка 2700 К, а средняя мощность, затрачиваемая на нагрев катода, не превышала 0,1 Вт. Традиционные флуктуации автоэлектронного тока не влияли на уровень температуры катода из-за его тепловой инерционности. При отборе тока с катода высокотемпературный импульс нагрева отключался и подавался импульс напряжения, полярность и амплитуда которого определялись условиями оптимальной фокусировки луча в область кроссовера пушки. Соотношение длительностей импульсов разогрева и токоотбора определяет максимальный ток луча. Он составлял величину порядка 10-6 10-7 А при минимальном диаметре в кроссовере. Влияние микрорельефа кромок модулятора при включении рабочего импульса на форму электронного потока несущественно, так как размеры неоднородностей кромки много меньше диаметра отверстия.
Claims (1)
- КАТОДНО-МОДУЛЯТОРНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫХ ПРИБОРОВ, работающий в импульсном режиме, содержащий острийный термокатод высокой яркости из тугоплавких металлов или гексаборида лантана, острие которого размещено в отверстии модулятора, отличающийся тем, что на кромке модулятора, обращенного к оси узла, закреплены острийные или лезвийные автокатоды из пирографита для нагрева острийного термокатода электронной бомбардировкой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5038182 RU2055410C1 (ru) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | Катодно-модуляторный узел для электронно-лучевых приборов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5038182 RU2055410C1 (ru) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | Катодно-модуляторный узел для электронно-лучевых приборов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2055410C1 true RU2055410C1 (ru) | 1996-02-27 |
Family
ID=21602289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5038182 RU2055410C1 (ru) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | Катодно-модуляторный узел для электронно-лучевых приборов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2055410C1 (ru) |
-
1992
- 1992-04-20 RU SU5038182 patent/RU2055410C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Патент США N 3355618, кл. 313-85, опубл. 1967. * |
2. Кресанов В.С. и др. Высокэффективный эмиттер на основе лантана. М.: Энергоатомиздат, 1987, с.124, 125. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6661876B2 (en) | Mobile miniature X-ray source | |
US6259765B1 (en) | X-ray tube comprising an electron source with microtips and magnetic guiding means | |
US3374386A (en) | Field emission cathode having tungsten miller indices 100 plane coated with zirconium, hafnium or magnesium on oxygen binder | |
JP5525104B2 (ja) | 電子銃および電子ビーム装置 | |
US3866077A (en) | Electron emitters | |
US4012656A (en) | X-ray tube | |
US3751701A (en) | Convergent flow hollow beam x-ray gun with high average power | |
US3138729A (en) | Ultra-soft X-ray source | |
EP0788653B1 (en) | High temperature specimen stage and detector for an environmental scanning electron microscope | |
Charbonnier | Developing and using the field emitter as a high intensity electron source | |
US3864572A (en) | Electron beam apparatus comprising a point cathode | |
US3809899A (en) | Electron-beam tube including a thermionic-field emission cathode for a scanning electron microscope | |
US10614994B2 (en) | Electron microscope | |
JP2021500729A (ja) | 電子源 | |
EP1133784B1 (en) | X-ray tube providing variable imaging spot size | |
US4126805A (en) | X-ray tubes | |
JPS6138575B2 (ru) | ||
RU2055410C1 (ru) | Катодно-модуляторный узел для электронно-лучевых приборов | |
US4468564A (en) | Ion source | |
EP0196710A1 (en) | Electron beam apparatus comprising an anode which is included in the cathode/Wehnelt cylinder unit | |
US7235796B2 (en) | Method and apparatus for the generation of anionic and neutral particulate beams and a system using same | |
JPH04212248A (ja) | 出口窓を有するx線管 | |
JP2530591B2 (ja) | 大電流密度の電子放出に適するパルス状レ−ザ−光励起による電子源装置 | |
EP0112345B1 (en) | X-ray source apparatus | |
Latham et al. | The development of a high-definition cathode-ray tube using a carbon-fibre field-emission electron source |