[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于強(qiáng)流電子注分析儀的可移動(dòng)極間距電子槍系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210132572.6
• 申請(qǐng)日: 2012-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103376343A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮存軍;李慶生;吳迅雷;李崇山;李彥峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01R1/28
• 分類(lèi)號(hào): G01R1/28;H01J3/02
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波真空器件電子光學(xué)結(jié)構(gòu)的分析和測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于微波真空器件電子光學(xué)結(jié)構(gòu)的分析的實(shí)驗(yàn)儀器，特別是一種用于強(qiáng)流電子注分析儀的可移動(dòng)極間距電子槍系統(tǒng)。

背景技術(shù)

微波器件是指工作在微波波段(300～30000兆赫)的器件。微波器件按其功能原理、所用材料和工藝的不同分為微波電真空器件、微波半導(dǎo)體器件、微波集成電路和微波功率模塊。微波電真空器件包括速調(diào)管、行波管、磁控管、返波管、回旋客、虛陰極振蕩器等，其利用電子在真空中運(yùn)動(dòng)及與外圍電路相互作用產(chǎn)生振蕩、放大、混頻等各種功能。強(qiáng)流電子注電子光學(xué)分析儀對(duì)于微波電真空器件的設(shè)計(jì)具有重要意義，而該分析儀的電子槍系統(tǒng)是其重要組成部分。

圖1是傳統(tǒng)的用于微波電真空器件的強(qiáng)流電子注電子光學(xué)分析儀的部分結(jié)構(gòu)圖。由圖1可見(jiàn)，所述強(qiáng)流電子流電子光學(xué)分析儀包括電子槍系統(tǒng)1，電子槍系統(tǒng)1用于產(chǎn)生強(qiáng)流電子注，并入射到電子漂移管2。并且電子槍系統(tǒng)1和電子漂移管2均為縱向豎立設(shè)置，電子漂移管2安裝在電子槍系統(tǒng)1的上方，電子槍系統(tǒng)1向上部發(fā)射強(qiáng)流電子注。

如圖2所示，電子槍系統(tǒng)1包括電子槍、主真空腔體、抽真空系統(tǒng)、外接口、高壓饋電頭、熱子、陶瓷環(huán)件、陰極熱子引線(xiàn)等。電子槍包括柵極、陰極、陽(yáng)極，陶瓷環(huán)件將陰極、熱子、柵極固定在主真空室的底部，并使之與主真空室的室壁絕緣。陰極熱子引線(xiàn)由主真空腔體底部的高壓饋電頭引出主真空腔體，柵極和陰極是同電位的結(jié)構(gòu)。高壓饋電頭僅能耐壓10kV左右；陽(yáng)極頭組件是安置于主真空腔體頂部的另一個(gè)大法蘭盤(pán)上。陰極至陽(yáng)極距離，柵極至陰極距離都是固定的，由陰極、柵極的過(guò)渡支撐環(huán)件的長(zhǎng)度所決定的。

傳統(tǒng)的電子槍系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于：

其一，要改變?nèi)魏我粋€(gè)電極的極間距離都必須在熱測(cè)狀態(tài)下停止實(shí)驗(yàn)等待重新裝配適合長(zhǎng)度的過(guò)渡部件。這一過(guò)程要長(zhǎng)達(dá)三天以上，而要完成優(yōu)化電子槍系統(tǒng)電子光學(xué)性能的測(cè)試需要投入大量時(shí)間，人力、物力；

其二，它不能作為部件接入大型的強(qiáng)流電子注電子光學(xué)分析儀，直接在它的上面再組裝大型電磁聚焦系統(tǒng)和電子注能散分析系統(tǒng)就很難實(shí)現(xiàn)了，以致長(zhǎng)期以來(lái)的強(qiáng)流電子注電子光學(xué)分析儀對(duì)電子注在電磁聚焦情況下的電子注傳輸性能、能散的分析都沒(méi)有進(jìn)行；

其三，由于原來(lái)電子注分析儀只能在調(diào)制器高壓10kV以下的條件下使用，而新型大型功率微波真空器件的發(fā)展都向高電壓、高功率方向發(fā)展，這樣老的分析器就不能模擬20-100kV左右電子注具有明顯相對(duì)論效應(yīng)的狀態(tài)，其模擬的真實(shí)性就大打折扣，就嚴(yán)重影響電子光學(xué)結(jié)構(gòu)(包括電子槍系統(tǒng))設(shè)計(jì)可靠性和微波真空器件的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是彌補(bǔ)傳統(tǒng)的使用縱向豎立固定電子槍系統(tǒng)的強(qiáng)流電子注電子光學(xué)分析儀的上述三個(gè)缺陷，即：改變電極間距困難，耗時(shí)費(fèi)力；不能如作為部件接入大型的強(qiáng)流電子注電子光沉分析儀；不能對(duì)20～100kV的強(qiáng)流電子注進(jìn)行模擬。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種用于強(qiáng)流電子注分析儀的電子槍系統(tǒng)，包括一個(gè)主真空腔體和位于該主真空腔體內(nèi)的電子槍?zhuān)鲋髡婵涨惑w橫向水平安置，并在水平方向上包括一個(gè)前端和一個(gè)后端，所述電子槍產(chǎn)生的強(qiáng)流電子注從所述主真空腔體的所述后端向所述前端發(fā)射。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式，所述電子槍系統(tǒng)還包括一個(gè)同心軸組件，其從所述主真空腔體的后端水平插入，并且，其一端位于所述主真空腔體內(nèi)，另一端延伸于所述主真空腔體外。

所述電子槍包括一個(gè)陽(yáng)極、一個(gè)陰極和一個(gè)柵極，且所述陰極和所述柵極安裝在所述同心軸組件上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式，所述陽(yáng)極通過(guò)一個(gè)陽(yáng)極固定裝置固定于所述主真空腔體的前端。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式，所述同心軸組件能使所述陰極和所述柵極分別沿同心軸組件的軸向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和定位。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式，所述主真空腔體包括一個(gè)觀察窗，其用于觀察和測(cè)量所述陰極和柵極的距離。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式，所述同心軸組件包括陰極內(nèi)同心軸和柵極外同心軸，所述陰極內(nèi)同心軸和所述柵極外同心軸內(nèi)外相套。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式，所述陰極內(nèi)同心軸位于主真空腔體內(nèi)的一端，用于安置所述陰極；所述柵極外同心軸位于主真空腔體內(nèi)的一端，用于安置所述柵極。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式，所述陰極通過(guò)一個(gè)陰極陶瓷環(huán)固定于陰極內(nèi)同心軸，所述柵極通過(guò)一個(gè)柵極陶瓷環(huán)固定在柵極外同心軸。