КАТОДНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ПУШКИ Советский патент 1973 года по МПК H01J1/20 H03J3/02 

1

Изобретение относится к источникам электронов и может быть использовано в электронной оптике, в частности в электронных микроскопах и интерферометрах, в рентгеновской аппаратуре.

В электронных микроскопах в качестве эмиттера используют игольчатые катоды. К вершине У-образной дужки приваривается вольфрамовая проволока, заостренная электролитическим травлением. Источником электронов в таких катодах является остриё, разогретое до высокой температуры пропусканием тока по дужке. Однако эти катоды имеют неустойчивую эмиссию, большой разброс по сроку службы и весьма критичны в отношении центровки. Эти недостатки в основном связаны с тем, что при прогревании катода пропусканием тока по дужке температура вершины острия ниже температуры его конической части вследствие потерь энергии на излучение при высоких температурах (3000°С).

Для реализации преимуществ точечного катода необходимо тш;ательно юстировать оптическую систему, обеспечивая попадание в электронно-оптическую систему микроскопа электронов, эмиттированных только вершиной игольчатого катода. В противном случае изображение будет создаваться в основном электронами, эмиттированными наиболее горячими участками остроконечного катода

(конусом и дужкой).

Цель изобретения состоит в разработке катодного узла с игольчатым катодом, характеризующегося повышенной устойчивостью эмиссии. Для этого необходимо снизить требования к юстировке катодного узла и устранить тепловой дрейф острия. Цель достигается созданием катодного узла, в котором осуществляется непосредственный нагрев вершины острия игольчатого катода, эмиттирующей электроны путем электронной бомбардировки. В качестве эмиттера используется вольфрамовое острие с малым радиусом закругления.

Конструкция предлагаемого катода представлена на чертеже.

В центре держателя / из изоляционного материала установлена цанга 2, в которой закрепляется вольфрамовая игла 3. Кончик её стравлен электролитически до радиуса закругления 0,1 мк. На изоляционном держателе смонтированы также две токопроводящие стойки 4, к которым приварен вольфрамовый электрод в виде петли 5. На одной из стоек вблизи петли укреплен экран 6 в виде пластины с отверстием, через которое проходит игла, входящая в центр петли, причем острие иглы {расположено на уровне петли.

Работает катоД следующим образом.

Вольфрамовая петля 5 нагревается пропусканием через неё тока, подводимого через токоподводы 7 к стойкам 4. Между петлей и иглой 3 (эмиттером) проходит постоянное напряжение от батареи, которое обеспечивает бомбардировку игольчатого эмиттера электронами, испускаемыми петлей. С целью локализации электронного потока у вершины эмиттера используется экран 6, находящийся под потенциалом не ниже потенциала петли. В противном случае электроны, испускаемые петлей, бомбардируют не только вершину острия, но и большую площадь иглы.

Предмет изобретения

Катодный узел для электронной пушки, содержащий катод в виде иглы и источник электронов для нагрева катода, в центре которого расположена игла, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и локализации эмиссии, источник электронов для нагрева катода выполнен в виде петли, расположенной на уровне острия иглы, а со стороны иглы вблизи петли установлен экран в виде пластины с отверстием, через которое проходит игла, находящийся под потенциалом не ниже потенциала петли.