Электронно-лучевое устройство Советский патент 1993 года по МПК H01J37/30 

Ё

Использование: электронно-лучевое устройство предназначено для формирования электронного пучка с заданным поперечным размером. Сущность изобретения: устройство содержит электронную пушку, включающую катод, управляющий электрод, анод и датчик поперечного размера пучка, а также схему питания и регулировки размеров пучка. Датчик выполнен в виде кольцевой диафрагмы, охватывающей пучок, сигнал с датчика сравнивается с опорным, а разностный сигнал через схему регулировки воздействует на блок питания управляющего электрода, что обеспечивает стабильность заданного размера пучка. С целью повышения стабильности анод с датчиком объединены в единый протяженный вдоль оси электрод в виде цилиндра Фа радея, что исключает влияние отраженных и вторичных электронов на работу устройства. 2 ил.

Изобретение относится к высокостабильному источнику излучения заряженных частиц с подогревным катодом, вспомогательным электродом и анодом со сквозным отверстием.

В основе настоящего изобретения лежит задача создания высокостабильной электронной пушки, в которой луч. стабилен по исходному размеру, углу раствора и току.

Для решения этой задачи на обратной, по отношению к катоду, стороне вспомогательного электрода предусмотрена окружающая луч соединенная с измерительным резистором измерительная диафрагма, с помощью которой может диафрагмироваться часть пучка, на которую воздействует вспомогательный электрод, причем измерительный резистор в качестве датчика действительных значений соединен с подключенным к опорному напряжению регулятором, а выход регулятора для стабилизации диафрагмируемого посредством диафрагмы пучка соединен с вспомогательным электродом. В зависимости от расположения измерительной диафрагмы может быть благоприятным соединение измерительной диафрагмы с потенциалом, который отличается от нулевого потенциала электронной пушки. Предпочтительный вариант изобретения заключается в том, что диафрагма выполнена в виде клетки Фарадея. Другое предпочтительное выполнение изобретения заключается в том, что анод пушки выполнен в виде измерительной диафрагмы.

. На фиг. 1 показано размещение электродов электронной пушки; на фиг.2 - принципиальная схема выполнения устройства.

На фиг.1 изображена принципиальная конструкция электронной пушки, а именно подогревный катод К, вспомогательный

00

ы о

к

со

электрод W и измерительная диафрагма М. которая окружает выходящий из поверхности катода электронный луч Е. Измерительная диафрагма М соединена через измерительный резистор RM с постоянным потенциалом, например, потенциалом мае- сы. и выполнена таким образом, что улавливает часть пучка, которая больше отверстия В диафрагмы. Для поддержания постоянной эффективности этой диафр.агмы, пространство перед диафрагмой в направлении катода выполнено а виде клетки FK Фара- дея. В электронной пушке измерительная диафрагма может быть анодом или анод, в направлении луча, может быть размещен перед или за измерительной диафрагмой. Если пучок сфокусирован так, что он имеет размер, который изображен граничными лучами EI и Е2, то он может без помех проходить через отверстие В диафрагмы. Если пучок более веерообразный,как это изображено граничными лучами Ез и , то он на- талкивается на внутреннюю стенку измерительной диафрагмы М и через измерительный резистор RM к опорному потенциалу течет ток..

При этом предпочтительно чтобы измерительная диафрагма М была соединена с потенциалом, который отличается от нулевого потенциала электронной пушки.

Практика показывает, что из-за термических дрейфов, прежде всего в фазе разгона, изменяется расстояние между катодом и анодом. При твердо отрегулированном напряжении на вспомогательном электроде W, также называемым цилиндр Венельта, изменяется геометрия пучка и из-за этого при отсутствии измерительной диафрагмы М и предусмотренного согласно изобретению регулятора происходит изменение интенсивности пучка.

Нэ фиг.2 изображена схема, в которой появляющийся в измерительном резисторе RM ток, вызывающий на измерительном резисторе RM падение фактического напряжения Uist подается в регулятор R напряжения, который в свою очередь соединен с опорным напряжением Uraf. Выход регулятора соединен с регулирующей схемой S, которая подает к вспомогательному электроду W регулирующее напряжение, обеспечивающее стабильное напряжение на измерительном резисторе RM. Опорное напряжение

служит в регулирующей схеме в качестве фиксированного базового напряжения, с которым сравнивают регулируемое напряжение и определяют отклонение регулируемой величины. Это является нормальной функцией контура регулирования. На измерительном сопротивлении RM имеется Uist (действующее в качестве меры анодного тока, так как в соответствии с законом Ома напряжение на сопротивлении пропорциональнотоку Регулятор R сравнивает Uistc Uref (действующее с опорным) и определяет отклонение Uist от Uref и передает его далее на исполнительный элемент S. Исполнительный элемент затем в зависимости от

отклонения регулирует напряжение на . вспомогательном электроде W.

Формула изобретения Электронно-лучевое устройство, содержащее электронную пушку, включающую

соосно последовательно установленные вдоль оси подогревной катод, вспомогательный управляющий электрод, анод со сквозным центральным отверстием для прохождения пучка и измерительный датчик в виде охватывающей пучок кольцевой диафрагмы, а также измерительный резистор, блоки электропитания катода и вспомогательного электрода и регулятор блока питания вспомогательного электрода, причем измерительная диафрагма соединена с первым выводом измерительного резистора, второй вывод которого заземлен, первый вывод резистора соединен с входом регулятора, выход регулятора соединен с

управляющим входом блока питания вспомогательного электрода, а выход последнего соединен с вспомогательным электродом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности поперечного размера пучка, анод и измерительная диафрагма объединены в единый электрод, выполненный в виде цилиндра Фарадея с центральным отверстием для прохождения пучка.

У//////////Ь I У//////////Л

v

Фиг.1

Оо

.ti. .

/777/

W

/

Я

Фие. 2