[發明專利]用于產生電子束的裝置

有效

• 申請號: 201380046452.7
• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN104603078B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: V·利索特申克
• 申請（專利權）人: 利拉茨有限公司
• 主分類號: C03C23/00
• 分類號: C03C23/00;H01J37/06;H01J37/147;H01J37/15;H01J37/305
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 張立國

技術領域

本發明涉及一種用于產生電子束的裝置以及涉及一種這種類型的兩個裝置的配置系統。

背景技術

這種類型的裝置是充分已知的并且例如可以構成為皮爾斯-電子槍。通常，兩個沿著束的橫向方向互相對置的電極用作偏轉機構，這兩個電極可以實現電子束的靜電偏轉。在此被證明不利的是，在這樣的靜電偏轉時，最大可達到的偏轉角處于大約7°的范圍。更大的偏轉角是值得期待的，因為相應裝置的構造可以由此減小。

此外值得期待的是，電子束的束輪廓可以利用簡單的機構來形成。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種開頭所述類型的裝置，該裝置能夠實現更大的偏轉角和/或在該裝置中電子束的束輪廓可以利用簡單的機構來形成和/或該裝置更少維護地工作和/或利用該裝置可以產生更長的或者更緊湊的線。

按照本發明，這通過一種開頭所述類型的、具有如下所述特征的裝置來實現。按照本發明的用于產生電子束的裝置包括：熱陰極；陰極電極；具有開口的陽極電極，由所述裝置產生的電子束能夠穿過該開口，其中，在裝置運行時，在陰極電極和陽極電極之間施加有用于加速從熱陰極射出的電子的電壓；偏轉機構，該偏轉機構能夠偏轉穿過陽極電極的開口的電子束；其特征在于，所述偏轉機構包括至少一個偏轉電極，在所述偏轉電極上電子束能夠被反射和/或所述偏轉電極具有相對于電子束的傳播方向傾斜的偏轉面，并且所述至少一個偏轉電極處于與陰極電極相同的電勢上。

按照本發明規定，偏轉機構包括偏轉電極，在該偏轉電極上電子束可以被反射和/或該偏轉電極具有相對于電子束的傳播方向傾斜的偏轉面。由于在偏轉電極上的反射相當于在平面鏡上的反射，所所以偏轉角可以非常大、例如在0°至180°之間。

在此可以規定，在偏轉電極的偏轉面上的法線與在熱陰極和在陽極電極中的開口之間的連接線形成在0°至90°之間的角、優選在20°至70°之間的角、尤其在30°至60°之間的角、例如45°的角。在45°的角時得到90°的偏轉角。

優選地，偏轉電極處于與陰極電極相同的電勢上、尤其連接到與陰極電極相同的電壓源上。通過連接到相同的電壓源上可以確保，偏轉電極的電子盡量被完全制動。

此外可以規定，裝置包括另外的電極，所述另外的電極相對于偏轉電極具有正電勢并且能使電子在與偏轉電極相互作用之后加速。被制動的電極可以按這種方式朝向附加的電極加速。因此，該附加的電極應該這樣定位，使得加速在所希望的偏轉角情況下進行。

按照另一方案規定，偏轉機構包括兩個互相對置的電極，在這兩個電極之間施加交變電壓，電子束可以通過該交變電壓這樣偏轉，使得電子束的束輪廓可以由此有針對性地形成。交變電壓可以具有大于10kHz的、優選在25kHz至75kHz之間的、尤其在40kHz至60kHz之間的頻率，例如具有50kHz的頻率。

所述兩個互相對置的電極可以由于交變電壓的頻率相對高的原因而使電子束以高的速度在待加工的工件上來回運動。尤其地，交變電壓在此可以被有針對性地影響，以便給工件表面的一些區域比其它區域更久地加載電子束。尤其當在工件上應該通過電子束實現通過由電子束傳遞的熱能引起的變化時，電子束在工件上的有效的束輪廓與以高的速度在工件上來回運動的電子束的平均的強度分布相對應。之所以如此，尤其是因為熱過程通常比電子束在工件上的運動進行得慢。因此可以借助兩個電極和驅控交變電壓有針對性地選擇或者形成電子束的有效束輪廓。

按照又一方案規定，裝置包括加熱機構，該加熱機構可以對所述至少一個偏轉電極加熱。這尤其是在如下情況下被證明是有意義的，即，當利用電子束這樣加工工件，使得工件被部分地熔化，從而工件發出顆粒蒸氣時。這些顆粒蒸氣可能凝聚在偏轉電極上、尤其在裝置的輸出側的偏轉電極上。通過加熱裝置將所述至少一個、尤其輸出側的偏轉電極加熱，使得工件的沉積在偏轉電極上的顆粒又立即蒸發或者說又立即從偏轉電極被除去。

在此，加熱機構例如可以包括電流源，為了加熱，電流源可以使電流流過所述至少一個偏轉電極。不過，也可以設置另外的加熱機構、例如與所述至少一個偏轉電極相鄰設置的輻射加熱器。

按照再一方案規定，裝置包括遮蓋機構，該遮蓋機構設置成，使得來自待加工的工件的顆粒蒸氣不能夠到達熱陰極、陰極電極、陽極電極或者偏轉電極的區域中。