Диодная электронная пушка для формирования тонких ленточных электронных потоков Советский патент 1991 года по МПК H01J29/56 

Изобретение относится к области электронньк устройств для формировани тонких ленточных потоков с плотностями токов порядка десятков и сотен ампер на квадратный сантиметр.

Для формирования ленточньк электронных потоков широкое применение находят диодные электронные пушки с Lкатодом в качестве эмиттера,

Такие пушки, обеспечивая большие плотности тока, просты в изготовлении и юстировке, имеют малые поперечные размеры, устойчивы в работе, катоды в них взаимозаменяемы.

Однако при формировании тонких ленточных электронных потоков, необходимых для работы генераторов миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, когда поперечные размеры пучка становятся соизмеримыми с толщиной фокусирующего электрода, существенным

оказывается экранирование фокусирующим электродом электрического поля диода на катоде. В этом случае напряженность поля на катоде оказывается значительно меньше поля диода, а распределение поля в поперечном сечении эмиттирующей поверхности становится неоднородным. Это обуславливает уменьшение плотности тока и неоднородное распределение его по сечению пучка. Кроме того, в случае толстого фокусирующего электрода, в режиме ограниченвя эмиссии с катода пространственным зарядом, виртуальный катод, как показывают оценки, находится в области экранирования электрического поля. Так как положение виртуального катода зависит от температуры катода, для смещения его в область меньшего экранирования электрического поля прико-с дится увеличивать температуру катода. А8 Это приводит к повьшению температуры фокусирующего электрода и обуславлива ет неуправляемую эмиссию с его поверхности. Цель изобретения - устранение экранирующего действия фокусирующего электрода и, таким образом, обеспечение возможности формирования тонких ленточных электронных потоков с достаточной плотностью тока при обеспечении устойчивой работы электронной пушки. В предлагаемой диодной пущке плостг кий L-катод заменен на L-катод с выступом в виде прямоугольной призмы, имею1цим поперечные размеры, равные размерам формируемого электронного потока, и высоту, равную толщине фокусирующего электрода. Предлагаемая диодная пушка схемати чески изображена на чертеже. Диодная пушкасодержит; анод 1, фокусирующий электрод 2, керн 3 катода, наполни4тель - карбонат бария 4, герметизирующий 5 цилиндр, подогреватель 6. Выступ, который L-катод 3 имеет на своей поверхности, входит в прямоугольное отверстие в фокусирующем электроде 2 так, что ег;о поверхность находится заподлицо с поверхностью фокусирующего электрода, обращенной к аноду пушки. В этом случае фокусирующий электрод не экранирует рабочую поверхность катода и электрическое поле на катоде, определяющее эмисию с его поверхности, равно электрическому йолю в диоде. Это обуславливает существенное повьщ1ение плотности тока с катода, кроме того, в такой пущке представляется возможным обеспечить режим ограничения эмисии пространственным зарядом при меньшей температуре катода, а следовательно, и фокусирукнцего электрода, что, в свою очередь, обеспечивает устойчивую работу пущки.

ДИОДНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКИХ ЛЕНТОЧНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ПОТОКОВ, содержащая анод, фокусирующий электрод и металло-по- ристьй L-катод, отличающий-с я тем, что, с целью получения большой плотности тока в электронном потоке за счет устранения экранирования фокусирующим электродом электрического поля на эмиттирующей поверхности катода и обеспечения устойчивой рабо— • ты электронной пушки, керн катода имеет выступ в виде прямоугольной призмы с размерами основания, равными размерам поперечного сечения пучка, встав-' ленньш в прямоугольное отверстие фокусирующего электрода заподлицо с его поверхностью, обращенной к аноду пушки.