一种低能强流栅控电子枪制造技术

本发明专利技术公开了一种低能强流栅控电子枪，包括：发射体、聚焦电极、中间电极和阳极，其中，发射体和聚焦电极外接同一个负高压电源，中间电极外接正高压电源，中间电极的正高压与发射体的负高压形成加速电场，阳极接地，阳极零电位与中间电极的正高压形成减速电场，发射体使用阴栅组件发射电子束流，并使用聚焦电极聚焦电子束流，同时经过加速电场加速电子束流；最后经过减速电场减速电子束流，利用CST粒子跟踪和PIC算法修正电极的形状以及电极之间的距离。本发明专利技术控制束流流强并保持低的束流能散，有着低能、高导流系数、大压缩比、使用寿命长等优点，有较高的实用价值和广泛的应用前景。

A low energy and high current gate controlled electronic gun

The invention discloses a low energy grid controlled electron gun, including: emitter, a focusing electrode, the intermediate electrode and the anode, wherein, the emitter and the external focusing electrode with a negative high voltage power supply, the middle electrode connected to the positive electrode of the high voltage power supply, the middle is high and the negative pressure accelerates the formation of emitter electric field, anode grounding, anode zero potential and the intermediate electrode is high forming retarding field emitter, electron beam using the cathode grid component, and use the focusing electrode of electron beam focusing, and at the same time through accelerating field accelerated electron beam flow; finally through retarding field electron beam reduction between CST, using particle tracking and PIC the algorithm modified electrode shape and electrode distance. The invention controls beam current and maintains low beam dispersion, has the advantages of low energy, high conductivity, large compression ratio and long service life, and has high practical value and wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种低能强流栅控电子枪
本专利技术属于电子加速器领域，更具体地，涉及一种低能强流栅控电子枪。
技术介绍
现有的低能强流电子枪多为高导流系数二极枪，使用时需外接一台高压脉冲调制器引出电子束，受限于高压脉冲调制器输出波形的质量，低能强流二极枪输出的电子束存在束流能散大的缺点。同时，高导流系数使得二极枪内空间电荷作用力极强，进而带来电极表面场强大、束斑尺寸大、射程短等缺点，给电子枪的设计以及电极头的加工制造带来难度，难以输出满足自由电子激光(FEL)电子加速器对高品质束流注入的要求。对于普通的栅控三极枪，虽然外接高压电源引入的束流能散非常低，但受限于发射体形状，普通的栅控三极枪无法在低能的条件下产生满足需求的强流电子束。由此可见，现有技术存在低能强流条件下束流质量差与电极表面场强大的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种低能强流栅控电子枪，由此解决现有技术存在低能强流条件下束流质量差与电极表面场强大的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种低能强流栅控电子枪，包括：发射体、聚焦电极、中间电极和阳极，其中，发射体和聚焦电极外接同一个负高压电源，中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低能强流栅控电子枪，其特征在于，包括：发射体(1)、聚焦电极(2)、中间电极(3)和阳极(4)，其中，发射体(1)和聚焦电极(2)外接同一个负高压电源，中间电极(3)外接正高压电源，中间电极(3)的正高压与发射体(1)的负高压形成加速电场，阳极(4)接地，阳极(4)零电位与中间电极(3)的正高压形成减速电场，发射体(1)使用阴栅组件发射电子束流，并使用聚焦电极(2)聚焦电子束流，同时经过加速电场加速电子束流；最后经过减速电场减速电子束流，利用CST粒子跟踪和PIC算法修正电极的形状以及电极之间的距离，电极的形状包括聚焦电极(2)的形状、中间电极(3)的形状和阳极(4)的形状，电极之间的距离...

【技术特征摘要】
1.一种低能强流栅控电子枪，其特征在于，包括：发射体(1)、聚焦电极(2)、中间电极(3)和阳极(4)，其中，发射体(1)和聚焦电极(2)外接同一个负高压电源，中间电极(3)外接正高压电源，中间电极(3)的正高压与发射体(1)的负高压形成加速电场，阳极(4)接地，阳极(4)零电位与中间电极(3)的正高压形成减速电场，发射体(1)使用阴栅组件发射电子束流，并使用聚焦电极(2)聚焦电子束流，同时经过加速电场加速电子束流；最后经过减速电场减速电子束流，利用CST粒子跟踪和PIC算法修正电极的形状以及电极之间的距离，电极的形状包括聚焦电极(2)的形状、中间电极(3)的形状和阳极(4)的形状，电极之间的距离包括聚焦电极(2)和中间电极(3)之间的距离以及中间电极(3)和阳极(4)之间的距离。2.如权利要求1所述的一种低能强流栅控电子枪，其特征在于，所述聚焦电极(2)、中间电极(3)和阳极(4)的表面粗糙度为1.6、0.8、0.4、0.2、0.1或者0.05。3.如权利要求1所述的一种低能强流栅控电子枪，其特征在于，所述聚焦电极(2)和中间电极(3)之间的平行度与同轴度的误差为0.01mm-0.03mm，中间电极(3)和阳极(4)之间的平行度与同轴度的误差为0.01mm-0.03mm。4.如权利要求1-3中任意一项所述的一种低能强流...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡桐宁，张权，樊宽军，冯光耀，涂修德，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42