一种异速双电子注电子枪制造技术

本发明专利技术公开一种异速电子注电子枪，应用于真空电子技术领域，为了解决现有技术无法解决发射具有不同速度电子注电子枪的难题；本发明专利技术采用具备阳极的高电势功能及具备阴极的电子注发射功能的阴极阳极混合结构，通过第一阴极与阴极阳极混合结构之间的电压差对第一阴极发射面发射的第一电子注进行第一次加速，通过阴极阳极混合结构与第二阳极之间的电压差对第一电子注进行第二次加速；通过阴极阳极混合结构与第二阳极之间的电压差对阴极阳极混合结构上阴极发射面发射的第二电子注进行一次加速，并通过第一聚焦极对第一电子注进行聚焦，通过第二聚焦极对第二电子注进行聚焦，能实现两个异速高质量的电子注发射。

A two electron beam gun with different speed

The invention discloses a different speed electron beam gun, which is applied in the field of vacuum electronic technology. In order to solve the problem that the prior art cannot solve the problem of launching electron beam gun with different speed, the invention adopts a cathode anode hybrid structure with high potential function of anode and electron beam emission function of cathode, through the voltage between the first cathode and cathode anode hybrid structure The first electron beam emitted by the first cathode emitter is first accelerated by the voltage difference between the cathode anode hybrid structure and the second anode; the second electron beam emitted by the cathode emitter on the cathode anode hybrid structure is first accelerated by the voltage difference between the cathode anode hybrid structure and the second anode, and the second electron beam emitted by the cathode emitter on the cathode anode hybrid structure is first accelerated by the voltage difference between the cathode anode hybrid structure and the second anode The first electron beam is focused by the focusing electrode, and the second electron beam is focused by the second focusing electrode, which can realize two different speed and high quality electron beam emission.

【技术实现步骤摘要】
一种异速双电子注电子枪
本专利技术属于真空电子
，特别涉及一种异速双电子注电子枪。
技术介绍
相较于固态器件，大功率、高稳定性、长寿命的真空器件在毫米波太赫兹波段具有极大的优势和发展潜力。然而，随着真空电子器件往更高频率发展，带来结构尺寸降低，加工装配难度极大增加。为了开拓真空器件在太赫兹领域的发展，新型慢波结构(如交错双栅慢波结构、双排金属梳齿型慢波结构和折叠波导类慢波结构)的设计以及对新的注波互作用机理的探索成为近年来太赫兹真空器件的研究重点。专利“一种双电子注太赫兹折叠式行-返波放大器”提出了一种基于前向波-返波的新型反馈式注波互作用机理。该双电子注太赫兹折叠式行-返波放大器利用工作于同一频点的前向波和返波分别与不同速度电子注相互作用，有效实现工作在同一频点的前向波和返波信号输出，从而有望为太赫兹相干检测提供本振信号源和相干信号源，同时有效消除本振信号和相干信号的频差，提高相干检测的灵敏度。双电子注太赫兹折叠式行-返波放大器需要两个不同速度的电子注分别与前向波和反向波进行注波互作用。产生不同速度电子注的电子枪是器件工作的基础和构成反馈回路的先决条件。然而，现有电子枪通常设计成发射单电子注或具有相同速度的多电子注，尚未发现具备发射具有不同速度电子注电子枪的设计方案。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出一种异速电子注电子枪，通过阴极阳极混合结构，实现两个电子注之间的电压差。本专利技术采用的技术方案为：一种异速电子注电子枪，包括两个电子注通道、第一阴极、阴极阳极混合结构、包括第二阳极的高频系统；所述两个电子注通道分别记为第一电子注通道与第二电子注通道；第一阴极发射面发射的第一电子注沿第一电子注通道传输，所述第一电子注先经第一阴极与阴极阳极混合结构之间的电压差进行第一次加速，然后经阴极阳极混合结构与第二阳极之间的电压差进行第二次加速；阴极阳极混合结构至少包括第二阴极，所述第二阴极发射面发射的第二电子注沿第二电子注通道传输，经阴极阳极混合结构与第二阳极之间的电压差进行加速后，与经两次加速后的第一电子注进入高频系统进行注波互作用。进一步地，还包括第一聚焦极，所述第一聚焦极对第一电子注进行聚焦。进一步地，所述阴极阳极混合结构还包括第二聚焦极，所述第二聚焦极对第二电子注进行聚焦。进一步地，第一阴极电势为-V1，阴极阳极混合结构电势为-V2，所述第二阳极电势为0，V1>V2>0。本专利技术的有益效果：本专利技术的异速电子注电子枪，包括两个电子注，以及两次加速设计，分别对第一电子注进行两次加速，对第二电子注进行一次加速，实现两个异速电子注的发射，本专利技术具备以下优点：(1)异速电子注电子枪能够有效地缩小电子枪的尺寸，满足太赫兹真空器件几何尺寸较小的问题；(2)异速电子注电子枪缩短两个电子注之间的距离，满足前向波-返波太赫兹辐射源对电子注的要求；(3)异速电子注电子枪与传统电子枪相比，能够同时发射两个电子注，提高电子注电流，减小电子注的电流密度；(4)异速电子注电子枪能够发射两个不同工作电压的电子注(即异速电子注)；(5)异速电子注电子枪的发射面的形状不拘于某一固定的形状，可以为圆形，矩形以及满足设计需求的形状。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于异速电子注电子枪的前向波-返波反馈式太赫兹辐射源示意图；图2为本专利技术实施例提供的慢波结构中的电子注；附图标记为：1为第一阴极，2为第一阴极发射面，3为第一聚焦极，4为第二阴极，5为第二阴极发射面，6为第一阳极，7为第二聚焦极，8为阴极阳极混合结构，9为磁聚焦系统，10为第二阳极(高频系统)，11为电子注通道，12为电子注通道，13为收集极。具体实施方式为便于本领域技术人员理解本专利技术的
技术实现思路
，下面结合附图对本
技术实现思路
进一步阐释。如图1所示为本专利技术的一种异速电子注电子枪，包括两个电子注通道，记为第一电子注通道11与第二电子注通道12，还依次包括：第一阴极1、阴极阳极混合结构8、包括第二阳极10的高频系统以及收集极13，第一阴极发射面2发射的第一电子注沿第一电子注通道11传输，所述第一电子注先经第一阴极1与阴极阳极混合结构8之间的电压差进行第一次加速，然后经阴极阳极混合结构8与第二阳极10之间的电压差进行第二次加速；阴极阳极混合结构8至少包括第二阴极4，所述第二阴极发射面5发射的第二电子注沿第二电子注通道12传输，经阴极阳极混合结构8与第二阳极10之间的电压差进行加速后，与经两次加速后的第一电子注进入高频系统进行注波互作用后被收集极13收集。如图1所示还包括第一聚焦极3，第一聚焦极3对第一电子注进行聚焦；所述阴极阳极混合结构8还包括第一阳极6以及第二聚焦极7，第二聚焦极对第二电子注进行聚焦；第一阴极发射面2发射的第一电子注沿第一电子注通道11传输，依次经第一阴极1、阴极阳极混合结构8后进入高频系统；第二阴极发射面5发射的第二电子注沿第二电子注通道12传输进入高频系统；第一阴极1电势为-V1，阴极阳极混合结构8电势为-V2，第二阳极10电势为0；阴极阳极混合结构8作为本专利技术异速电子注电子枪的部件之一，具备阳极的高电势功能实现与第一阴极1之间的电压差，对电子注1进行加速；同时具备阴极的电子注发射功能，以及聚焦极的功能，阴极阳极混合结构8的电子注发射面进行第二电子注的发射，并通过其中聚焦极功能实现高质量的第二电子注的发射。第一聚焦极3对第一阴极发射面2产生的第一电子注聚焦，实现高质量的电子注发射，聚焦后的第一电子注经第一阴极1与阴极阳极混合结构8之间的电压差进行第一次加速，第一次加速后的第一电子注经阴极阳极混合结构8与第二阳极10形成V2的电压差进行第二次加速；第二聚焦极7对第二阴极发射面5产生的第二电子注聚焦，实现高质量的电子注发射，聚焦后的第二电子注经阴极阳极混合结构8与第二阳极10形成V2的电压差进行第一次加速；本专利技术还可以于高频系统处设置磁聚焦系统，所述磁聚焦系统对第一电子注与第二电子注进行磁聚焦，使得两个电子注平行且稳定的传输到高频结构中，使得电子注与高频系统中的电磁波进行注波互作用；本专利技术所述的两个电子注的电压分别为V1、V2。本专利技术通过阴极阳极混合结构，实现两个电子注之间的电压差，使得从第一阴极发射面和阴极阳极混合结构的第二阴极发射面上发射的两个电子注能够在第一聚焦极、第二聚焦极、第一阴极、阴极阳极混合结构、第二阳极的共同作用下稳定传输。两个异速电子注与慢波结构(即高频系统)与电磁波进行的注波互作用，最后注波互作用之后的电子注被收集极13收集。本领域技术人员应注意，在实际应用时阴极、阴极阳极混合结构、阳极之间的距离、电势、发射面的大小、形状，聚焦极的形状等，可根据具体的电子注的形状以及大小来进行调整；如图2所示，本实施例仅以一个适用于140GHz折叠波导前向波-返波反馈式太赫兹辐射源的异速电子注电子枪为例进行说明，具体参数如下：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异速电子注电子枪，其特征在于，包括两个电子注通道、第一阴极、阴极阳极混合结构、包括第二阳极的高频系统；所述两个电子注通道分别记为第一电子注通道与第二电子注通道；第一阴极发射面发射的第一电子注沿第一电子注通道传输，所述第一电子注先经第一阴极与阴极阳极混合结构之间的电压差进行第一次加速，然后经阴极阳极混合结构与第二阳极之间的电压差进行第二次加速；阴极阳极混合结构至少包括第二阴极，所述第二阴极发射面发射的第二电子注沿第二电子注通道传输，经阴极阳极混合结构与第二阳极之间的电压差进行加速后，与经两次加速后的第一电子注进入高频系统进行注波互作用。/n

【技术特征摘要】
1.一种异速电子注电子枪，其特征在于，包括两个电子注通道、第一阴极、阴极阳极混合结构、包括第二阳极的高频系统；所述两个电子注通道分别记为第一电子注通道与第二电子注通道；第一阴极发射面发射的第一电子注沿第一电子注通道传输，所述第一电子注先经第一阴极与阴极阳极混合结构之间的电压差进行第一次加速，然后经阴极阳极混合结构与第二阳极之间的电压差进行第二次加速；阴极阳极混合结构至少包括第二阴极，所述第二阴极发射面发射的第二电子注沿第二电子注通道传输，经阴极阳极混合结构与第二阳极之间的电压差进行加速后，与经两次加速后的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡玉禄，高鸾凤，胡权，朱小芳，杨中海，李斌，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51