一种改善电子束束流质量的方法

文档序号:36244138发布日期:2023-12-02 07:56阅读:29来源:国知局

本发明涉及电子束加工,尤其是一种提高电子束束流质量的方法。


背景技术:

1、对扫描区域内电子束束斑进行精确聚焦控制技术,是高质量电子束加工工艺的要求。对磁透镜和偏转结构进行深度的分析,用动态聚焦的方式来动态补偿电子束聚焦过程中产生的误差,来更好的形成电子束焦点,保证电子束最小束斑直径,提高电子束的能量密度,获得较好的束流品质,最终提高电子束工件的质量。


技术实现思路

1、电子枪中阴极上产生的电子在经过聚束极和阳极之间电压的加速后,会继续的沿着束流的轨迹方向继续运动,经过电子枪的电子光学系统,但是这样的电子便会在到达工件扫描处形成大片的散射电子云,使形成的电子束无法发挥作用,因此,需要将散射的电子进行聚焦,使其会聚成截面半径极小的圆斑点。进而形成束流焦点尺寸极小的电子束。电子束工作原理图如图1所示。

2、电子束束斑失真,形状发生改变,理论上是圆形,失真造成束斑成椭圆形,甚至成矩形,或者成花状图形,扫描的能量密度不同,通过优化和补偿使电子束的束斑更加接近圆形,束斑能量更加成高斯分布。

3、在电子束加工过程中,由于电子之间存在很强的空间电荷排斥力而沿着不同方向分散运动;电子运动距离越大,电子束的分散趋势越明显,电子束能量密度低,可能导致无法达到工作要求。要想达到电子束加工所需的高能量密度,必须对散射的电子进行聚焦。



技术特征:

1.一种改善电子束束流质量的方法,其特征在于,从电子光学原理出发,分析了焊接用电子枪的电子光学结构的特点与作用,找到了提高电子枪束功率的方法。

2.根据权利要求1所述的一种改善电子束束流质量的方法,其特征在于,确保被聚束的电子注有较高的稳定性,即所谓的“刚度”好。

3.根据权利要求1所述的一种改变电子束束流质量的方法,其特征在于,保证电子注外层电子的运动状态及外层电子运动中半径的变化。

4.根据权利要求1所述的一种改善电子束束流质量的方法,其特征在于,要得到具有更优偏转效果的偏转扫描线圈,需要重点研究线圈参数,设计线圈结构以及绕组分布方式。


技术总结
对电子枪的结构优化,通过聚焦磁场和偏转磁场的深入分析,建立磁场更加均匀的聚焦线圈和均匀磁场范围更大的偏转线圈,减小像差对电子束束斑的影响,通过建立数字化补偿控制策略和数字化控制系统,对电子束的扫描进行动态控制。通过结构优化减小像差对电子束束斑形状的影响。电子束形成的圆形焦斑,其功率密度分布呈高斯分布,能量分布均匀。

技术研发人员:李少林,王郡宇
受保护的技术使用者:桂林电子科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/16
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