[发明专利]向电子源供电的设备和方法以及离子轰击致二次发射电子源

说明书

本发明涉及脉冲电子源以及使用这种电子源的设备，该设备尤其是具有电子激发或X射线脉冲预电离的气体激光器。在离子轰击的作用下，脉冲电子源发射电子束。

可以参考公开文件FR 2 204 882或FR 2 591 035。设备包括电离室和通过格栅与电离室连通的加速室。在电离室中发生初级放电。由此产生的一些正离子被加速朝向位于加速室中的阴极。这些被加速的离子轰击阴极并且导致二次发射电子。随后，加速的二次电子受到施加于阴极的负电压排斥，然后通过上述两室之间的格栅引出后形成电子束。

实际上，当持续使用该设备时，激发电离室中的放电变得越来越困难。由此，越来越延缓放电的激发，并且在向阴极施加负电压脉冲的同时将会出现危险。在电离室内施加正电压和在加速室中施加负电压的同时进行使该设备和使用该设备的系统面临出现故障或者甚至毁坏的危险。不论如何，放电的延迟激发将会导致当电子束离开电子源时所获得的电子束的特性变差。电离室中的放电的激发的自然延迟并因而不受控制的延迟是不能满足要求的。

本发明旨在克服上述的缺点。

具体来说，本发明的目的在于获得电子源的稳定激发，该稳定激发相对而言不受诸如电子源老化的操作条件的影响。

一种用于低压室中的离子轰击致二次发射电子源的电源设备，包括：控制输入端；两个高电压输出端；用于在一个高电压输出端产生多个正脉冲的装置；以及用于在所述多个正脉冲中的至少一些脉冲之后在另一个高压输出端产生负脉冲的装置。产生能施加到电离室的电极上的多个正脉冲使得放电的激发变得更容易。

在一个实施例中，所述电源设备包括用于在所述用于产生多个正脉冲的装置的操作结束和所述用于产生负脉冲的装置的操作开始之间产生延迟的装置。所述延迟可以是恒定的或者可调的，以便适应于操作参数尤其是气体的压强和分子量等操作参数。

在一个实施例中，所述用于产生多个正脉冲的装置配置为使得第一脉冲处于比后续脉冲的电压更高的电压。即使电离室中的第一放电被延迟，但是这种激发延迟很快稳定。随后，从用于激发最后的正脉冲的命令开始，经过时间长度D1之后，可以控制所述负脉冲，同时最后的正脉冲的启动和电离室中最后的放电的激发之间的时间长度D2是可以准确获知的。所述电离室中最后的放电的激发和所述负脉冲的启动之间的时间长度D3可以通过公式D3＝D1-D2来确定。根据本发明，基本上降低时间长度D2的不确定性。

一种用于向低压室中的离子轰击致二次发射的电子源供电的方法，包括：在一个高电压输出端产生多个正脉冲的步骤；以及在所述多个正脉冲中的至少一些正脉冲之后在另一个高电压输出端产生负脉冲的步骤。

在一个实施例中，不等于零的延迟使所述一系列正脉冲中的最后的正脉冲的末尾与所述负脉冲的起点分离开。这保证了设备的安全性。

在一个实施例中，第一正脉冲的峰值电压大于后续正脉冲的峰值电压。通过第一高电压脉冲更加容易地进行第一放电。在具有较低电压的后续正脉冲期间，可以容易地获得放电。因此，降低了能耗，并减缓所述电源的老化。

在一个实施中，所述后续正脉冲的峰值电压基本上相等。

在一个实施例中，所述后续正脉冲的持续时间基本上恒定。时间长度D2的不确定性的降低使得可以增加时间长度D3的准确度。

在老化的过程中可以增加至少一个脉冲的电压。

一种电子源，包括：低压室；加速室；位于所述加速室中的阴极；位于所述低压室中的阳极；以及设置有两个高电压输出端的电源设备，所述电源设备的一个高电压输出端连接到所述阳极，另一个高电压输出端连接到所述阴极。所述电源设备包括用于产生多个正脉冲的装置和用于在所述多个正脉冲之后产生负脉冲的装置。

在一个实施例中，所述电子源包括：供所述用于产生多个正脉冲的装置和所述用于产生负脉冲的装置使用的命令模块。所述命令模块可以配置为计算延迟，该延迟将防止正脉冲和负脉冲同时出现。

以此方式，大大降低了所述电子源出现故障或者甚至失效的危险。还可以通过降低所述电源和所述电离室的老化来延长所述电子源的工作寿命。因此，所述电子源的成本得到优化。

在老化的过程中逐渐增加用于产生放电的电压也是可能的。

还可能在阴极上使用辅助源，可选地，所述辅助源与电子磁约束系统耦合。然而，由于热阳极的蒸发以及在电离室的壁上形成的蒸发物的沉积，导致所述电子源的功能变差，因此所述电子源的工作寿命是有限的。

通过一些实施例的详细描述将能更好地理解本发明，这些实施例作为非限制性实例并且以附图来图示，其中：

图1是电子源的示意图；