基于电-磁场阵列的丝束同轴冷阴极电子枪及使用方法与流程

文档序号:35193361发布日期:2023-08-21 11:12阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于电-磁场阵列的丝束同轴冷阴极电子枪,其特征在于,包括送丝机构以及沿电子枪轴线依次同轴设置的预抽真空腔室(11)、放电腔室(14)、束流导引腔室(15),送丝机构的丝材(12)依次穿过各腔室后到达成形基板(17)的表面;所述放电腔室(14)内设有阴极阵列(100),所述阴极阵列(100)的阴极通过高压端子与外部的高压电源连接,在放电腔室(14)的下端设有阳极孔阵列(4),阳极孔阵列(4)的阳极孔与阴极阵列(100)的阴极排布方式相对应,在阴极阵列(100)通电时,在阴极阵列(100)与阳极孔阵列(4)之间构建形成静电场阵列,气体电离的正离子轰击各个阴极产生的二次电子分别经各自静电场汇聚后进入束流导引腔室(15),由束流导引腔室(15)中的聚焦线圈(7)将电子束汇集在电子枪的轴线上,形成电子束能量汇聚区(16)。

2.根据权利要求1所述的基于电-磁场阵列的丝束同轴冷阴极电子枪,其特征在于,所述束流导引腔室(15)内部设置隔热套管(10),电子束从隔热套管(10)的内侧穿过,聚焦线圈(7)设置在隔热套管(10)的外周,通过控制聚焦线圈(7)的电流,对电子束能量汇聚区(16)在电子枪轴线上位置进行调整。

3.根据权利要求1所述的基于电-磁场阵列的丝束同轴冷阴极电子枪,其特征在于,所述冷阴极电子枪上设有用于对丝端状态进行检测矫正的矫姿机构,所述矫姿机构包括偏转线圈阵列(8)、束流采样电阻r1、束流采样电阻r2以及工业ccd相机,所述束流采样电阻r1与设置在丝材(12)外周的导丝管(2)相连接,另一端接地;束流采样电阻r2一端与成形基板(17)相连接,另一端接地,通过两个束流采样电阻采集到的束流信号判断丝材端部是否发生翘曲,由工业ccd相机确定翘曲方向;所述偏转线圈阵列(8)位于电子束汇集路径的外周,通过偏转线圈阵列(8)产生偏转磁场,调整电子束的偏转方向进行丝材端部的矫姿。

4.根据权利要求3所述的基于电-磁场阵列的丝束同轴冷阴极电子枪,其特征在于,所述偏转线圈阵列(8)采用双层阵列结构,每层包括至少两组互成90°夹角的偏转线圈组,每组偏转线圈组包括两个线圈绕制方向相同且通电方向一致的偏转线圈绕组,两个偏转线圈绕组对称位于电子束汇集路径的外侧,通过向不同方位的偏转线圈组通电控制对应方位电子束的偏转。

5.根据权利要求3所述的电-磁场阵列的丝束同轴冷阴极电子枪,其特征在于,所述偏转线圈阵列(8)的下方设置水冷座(9),水冷座(9)同心设置有与丝材(12)同轴的中心孔(21),电子束从中心孔(21)穿过,在水冷座(9)内部设置冷却腔,冷却腔连接有进水口(901)和出水口(902),通过水冷座(9)对偏转线圈阵列(8)进行隔热防护。

6.根据权利要求1所述的电-磁场阵列的丝束同轴冷阴极电子枪,其特征在于,所述预抽真空腔室(11)上端面中心开孔,在开孔处设置气阻(112)和密封胀圈(113),丝材(12)从密封胀圈(113)的中心穿入。

7.根据权利要求1所述的电-磁场阵列的丝束同轴冷阴极电子枪,其特征在于,所述放电腔室(14)内部贯穿有导丝管(2),在导丝管(2)的外周设有绝缘套管(5),通过绝缘套管(5)使导丝管(2)与阳极孔阵列(4)绝缘;放电腔室(14)上端设有用于向腔室内部导入工作气体的导气管(1005),在导气管(1005)下端设有用于将工作气体导向至阴极阵列(100)各个阴极的气流遮挡环(3),所述气流遮挡环(3)同心套接在导丝管(12)上,位于绝缘套管(5)的上端。

8.根据权利要求1-7任一所述的电-磁场阵列的丝束同轴冷阴极电子枪的使用方法,其特征在于,包括步骤:

9.根据权利要求8所述的电-磁场阵列的丝束同轴冷阴极电子枪使用方法,其特征在于,在步骤s03中,控制聚焦线圈和偏转线圈阵列进行丝端矫姿的过程包括:

10.根据权利要求9所述的电-磁场阵列的丝束同轴冷阴极电子枪使用方法,其特征在于,在步骤s03中,提高与翘曲方向相垂直的另外两个电子束的工作电压,使对应电子束的焦点下移,利用位于下层的偏转线圈阵列对所述工作电压提高的电子束向丝端翘曲方向进行偏移调整,位于上层的偏转线圈阵列对与丝端翘曲方向相平行的两个的电子束进行反翘曲方向偏移调整。


技术总结
本发明公开了一种基于电‑磁场阵列的丝束同轴冷阴极电子枪及使用方法,电子枪包括送丝机构以及沿电子枪轴线依次同轴设置的预抽真空腔室、放电腔室、束流导引腔室,送丝机构的丝材依次穿过各腔室后到达成形基板的表面;用于熔丝的电子束使用阴极阵列进行发射,在阴极阵列与阳极孔阵列之间形成相对独立的静电场,阴极阵列中各个阴极发射电子经各自静电场单独汇集,并通过聚焦线圈汇聚在与电子枪轴线同轴的位置,形成能量高度集中的电子束能量汇聚区,获得焦距较长的束流,提高电子枪的空间可达性,实现在高度差较大的零件表面成形。

技术研发人员:张伟,李宗洋
受保护的技术使用者:星航高能科技(南京)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/14
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