[發明專利]線包磁聚焦強流電子注傳輸過程模擬測量系統

有效

• 申請號: 201410383854.2
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104124124A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 李慶生;阮存軍;李崇山;吳迅雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: H01J23/06
• 分類號: H01J23/06;H01J23/087;G01R33/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及真空電子學領域，尤其涉及強流電子注分析系統中用于測量電子注傳輸過程的特性的模擬測量系統。

背景技術

圖1A是傳統的用于微波電真空器件的強流電子注電子光學分析儀的部分結構圖。圖1B是其中的電子槍系統的結構圖。由圖1A可見，所述強流電子注電子光學分析儀包括電子槍系統1，電子槍系統1用于產生強流電子注，并入射到電子漂移管2。并且電子槍系統1和電子漂移管2均為縱向豎立設置，電子漂移管2安裝在電子槍系統1的上方，電子槍系統1向上部發射強流電子注。

如圖1B所示，電子槍系統1包括電子槍、主真空腔體、外接口、高壓饋電頭、熱子、陶瓷環件、陰極熱子引線等。電子槍包括柵極、陰極、陽極，陶瓷環件將陰極、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構。高壓饋電頭僅能耐壓10kV左右；陽極頭組件是安置于主真空腔體頂部的另一個大法蘭盤上。陰極至陽極距離，柵極至陰極距離都是固定的，由陰極、柵極的過渡支撐環件的長度所決定的。

上述強流電子注電子光學分析儀通常只有測量電子槍無磁場聚焦和行進過程的電子注自由擴散的研究。沒有磁聚焦情況下電子注傳輸過程特性的模擬測量結構。長期以來的研究都是紙面上理論估算和實管的經驗調試。曾有人試圖在圖1A和圖1B所示的結構上的電子槍固定的陽極法蘭盤平面堆起一個和數個大線包疊起來，通過調整線包的電流，粗略在電子注電壓不足萬伏、電子注電流不足數安培的情況下，定性觀察電子注在磁場匹配時電子注變化情況，但難以定量研究分析。

近代電子計算機發展模擬計算對設計模擬有了一定提高，但仍有較大誤差，極需有接近真實的熱測狀態下，由更直觀準確的熱測實驗模擬結構來進一步提高電子注傳輸過程中電子光學特性的了解，并研究電子槍與磁場過渡區匹配及磁場位形的匹配，設計良好的微波真空器件的電子光學系統。

因此，現在存在的問題一方面是是現有的強流電子注分析儀缺少電子注傳輸過程的模擬測量結構，其中最首要的是線包磁聚焦均勻場形的電子注傳輸過程模擬測量系統。另一方面，現有的模擬測量系統不能滿足具有近100kV電子注電壓、30A電子注電流高功率強流電子注及5-6千高斯均勻磁場聚焦系統的，具有相對論效應影響的模擬測量要求。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明所解決的技術問題是要提出線包磁聚焦強流電子注傳輸過程模擬測量系統，以滿足高電壓、大功率微波器件所需近100kV電子注電壓、30A電子注電流及5-6千高斯以上的均勻線包磁場聚焦的功能要求。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提出一種線包磁聚焦強流電子注傳輸過程模擬測量系統，包括通用電子注漂移管、通透收集極、線包磁聚焦結構，其中，所述通用電子注漂移管與所述通透收集極橫向水平連接，所述線包磁聚焦結構套在所述通用電子注漂移管的外圍；當電子注進入所述通用電子注漂移管后，在所述線包磁聚焦結構的作用下，在所述線包磁聚焦結構所產生的磁場中傳輸行進，再進入所述通透收集極。

根據本發明的一種具體實施方式，所述通用電子注漂移管包括前接口大法蘭盤、后接口大法蘭盤、漂移管內膽管壁、漂移管管體、漂移管內膽、第一絕緣陶瓷環和第二絕緣陶瓷環，其中，所述漂移管內膽用來承接離散的電子轟擊，并冷卻內膽收集離散的電子流；由所述第一絕緣陶瓷環和第二絕緣陶瓷環將該漂移管內膽與所述漂移管管體電絕緣，并釬焊在所述漂移管管體上。

根據本發明的一種具體實施方式，所述前接口大法蘭盤是由高磁導率材料KM31制成。

根據本發明的一種具體實施方式，所述漂移管內膽是由無氧銅制成的。

根據本發明的一種具體實施方式，所述通透收集極是由前接口法蘭盤、后接口法蘭盤、收集極管體、收集極內膽、第一絕緣大陶瓷環、第二絕緣大陶瓷環組成；所述收集極內膽經由所述第一絕緣大陶瓷環、第二絕緣大陶瓷環與所述收集極管體釬焊并電絕緣，所述收集極內膽用來承接發散的電子注主流的轟擊并降溫。

根據本發明的一種具體實施方式，所述收集極內膽由無氧銅制成。