Устройство развертки пучка электронов Советский патент 1984 года по МПК H05H5/02 

-sj

4 СП

сл

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано в ускорителях электронов для прикладных целей.

Прогресс в области использования ускорителей электронов для обработки изделий в направлении увеличения плсщади облучаемого изделия путем, например, увеличения угла сканирования пучка повышает требования к устройству развертки, призванному обеспечить постоянную удельную плотность, тока пучка по площади выпускного окна ..

Известны устройства разверки пучка электронов, содержащие, как правило, вакуумную камеру с выпускным окном, электромагниты продольный и поперечной развертки и генераторы переменных - токов для питания электромагнитов 1.

Недостатком известных устройств является неравномерность удельной плотности тока пучка вдоль выпускного окна. Вызвано это тем, что при перемещении пучка вдоль плоскости выпускного окна от центра к краю с помощью электромагнита продольной развертки размер пучка поперек окна, обусловленный действием электромагнита поперечной развертки, увеличивается с уменьшением расстояния от электромагнита до соответствующего участка окна при угле поперечной развертки независимо от продольной развертки. Так, если максимальный угол продольной развертки составляет то расстояние от электромагнита поперечной развертки до фольги выпускного окна вдоль оси пучка, возрастая пропорционально значению , увеличится на 40% по сравнению с кратчайшим расстоянием до центра окна () . При этом, полагая диаметр неразвернутого пучка пренебрежимо малым по сравнению с шириной окна, размер пучка, развернутого поперек окна, оказывается в 1,4 раза больше соответствующего размера в центре окна. Соответственно плотность тока пучка в центре () будет на 40% выше, чем на краях окла ( ,

Известно устройство развертки пучка электронов 2, содержащее -вакуумную камеру с выпускным окном, электромагниты продольной и поперечной разверток пучка и генераторы переменных токов электромагнитов развертки.

Недостатком устройства является неравномерное распределение тока пучка по окну, что снижает допустимый ток пучка через окна (ограничивается допустимым локальным нагревом участков с наибольшей плотностью тока)- с одной стороны, и ухудшает

равномерность обработки изделия - с другой.

Указанные недостатки особо чувствительны в случаях, когда выпускное окно и облучаемый объект расположены под малым у1лом к оси неразвернутого пучка и вблизи от электромагнитов развертки, в связи с чем расстояния от электромагнитов до ближнего и дальнего концов выпускно0го окна сильно отличается друг от друга.

Целью изобретения является повышение равномерности распределения тока пучка по выпускному окну.

Указанная цель достигается тем,

5 что в устройство введен модулятор тока поперечной развертки, управляющий вход которого подключен к выходу генератора тока продольной развертки.

0

Предлагаемое устройство показано на фиг. 1 и 2,

Устройство содержит вакуумную камеру с выпускным окном 1, электромагнит продольной развертки 2, элект5ромагнит поперечной развертки 3, генератор тока продольной развертки 4, генератор тока поперечной развертки 5, модулятор тока электромагнита поперечной развертки 6,

0

Устройство работает следующим образом.

Когда пучок попадает на ближний участок выпускного окна (траектория пучка L, ) , воздействие модулятора

5 на ток электромагнита поперечной развертки минимально. При перемещении пучка удаленному участку окна (траектория ) изменяющийся ток продольной развертки, управляя моду0лятором, уменьшает амплитуду тока магнита поперечной развертки пропорционально смещению вдоль окна, т.е. в соответствии с увеличением длины траектории, В результате этого поперечный размер пучка вдоль окна и со5ответственно распределение тока по окну остаются не1;13менными, а поставленная цель оказывается достигнутой. При этом следует учесть, что для работы устройства (см. фиг. 1) через

0 обмотку электромагнита продольной развертки, кроме переменного цилообразного тока, должен протекать некоторый постоянный ток начального смещения пучка в середину выпускного

5 окна, (Принцип работы устройства сохраняется независимо от того, каким способом осуществляется начальное смещение - отдельным электромагнитом постоянного тока или путем пропускания постоянного тока по специальной

0 обмотке электромагнита развертки, либо совместно с переменным током по той же обмотке).Поэтому двум крайним положениям пучка (L и ) соответствуют экстремальные значения

5 тока в отрицательный и положительны полупериоды переменного тока магнита продольной развертки. Осуществлять подобную модуляцию можно, например, путем включения в цепь тока магнита поперечной развер .ни транзистора, управляющее напряже ние которого снимается с шунта в цепи тока магнита продольной развер ки. В широко распространенной системе вывода пучка (см.фиг. 2) вакуумная камера с окном симметричны относительно начального положения пучка (неразвернутый пучок находится в центре окна, начального смещения не требуется). В этом случае за один полупериод продольной развертки дважды находится на наиболее отдаленных участках (траектории U). В устройство, изображенное на фиг.2, дополнительно введен умножитель (удвоитель) частоты 7, через который генератор тока продольной развертки соединен с управляющим входом упомянутого модулятора.

1. УСТРОЙСТВО РАЗВЕРТКИ ПУЧКА ЭЛЕКТРОНОВ высоковольтного ускорителя, содержащее вакуумную камеру с выпускным окном, электромагниты продольной и поперечной разверток пучка, и генераторы переменных токов электромагнитов развертки, о тличающееся тем, что, с целью повышения равномерности распределения тока пучка по импульсному окну, в устройство введен модулятор тОка электромагнитной поперечной развертки, управляющий вход которого подключен к выходу генератора тока продольной развертки пучка. 2. Устройство по п. 1, от л. и чающееся тем, что модулятор тока поперечной развертки пучка подключен к выходу генератора тока продольной развертки пучка через умножитель частоты.I