[发明专利]一种用于太赫兹功率源器件的带状注阴极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涉及一种阴极，尤其是涉及一种用于小型化太赫兹功率源器件的带状注阴极及其制备方法。

背景技术

早在上世纪50年代，科学家们就已经设想把带状电子注作为电真空器件的电子注源，并努力在带状电子注器件中产生微波，带状电子注器件是利用带状的电子注在器件中振荡并产生辐射。带状电子注器件相对于环形电子注器件和实心柱状电子注器件有一系列的优点：1.可以以非常小的横向尺寸来传输大电流，因而可以使毫米波器件、太赫兹器件产生高功率；2.可以大大降低空间电荷效应，从而降低对聚焦系统的要求；3.带状电子注器件有利于扩大互作用区域，对于给定的功率，可以大大减小射频电场强度，从而减小器件被击穿的危险；4.由于带状电子注具有非常小的横向尺寸，因而非常适合作为毫米波器件、太赫兹器件的电子源。然而，现有的钡钨阴极由于其结构特点，产生的电子注为实心柱状电子注或环形电子注，满足不了带状电子注器件对电子源的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种用于太赫兹功率源器件的带状注阴极及其制备方法，其目的是保证阴极发射的电子注为带状电子注，满足带状电子注真空电子器件对电子源的需求，且该阴极采取密封式焊接，避免阴极盐的蒸发物对器件的污染。

本发明的技术方案是该种用于太赫兹功率源器件的带状注阴极包括阴极钼筒和压制在阴极钼筒内部的阴极基底，阴极钼筒的前端面设有狭缝带，阴极钼筒的后端安装有避免阴极盐蒸发物对器件造成污染的钽盖，且阴极钼筒上设有一层贵金属镀膜。

所述的钽盖通过激光焊的方式与阴极钼筒紧密焊接在一起。

所述的贵金属镀膜为锇铱铝膜，锇铱铝膜的厚度为0.3微米-0.6微米。

一种用于制备上述带状注阴极的方法包括：

1)将阴极基底压制在阴极钼筒的内部；

2)将通过步骤1)得到的阴极钼筒在氢气中浸渍阴极盐；

3)去除通过步骤2)得到的阴极钼筒表面残余的盐，并进行机械加工；

4)对阴极钼筒进行离子刻蚀，并镀上一层贵金属薄膜。

5)在阴极钼筒后端装上钽盖，阴极钼筒和钽盖采用激光焊的方式紧密焊接在一起，使阴极除了发射狭缝带外处于一个密封状态。

所述的步骤2)具体为在氢气气氛中浸渍阴极盐，且阴极盐采用2.4BaO∶0.6CaO∶1Al₂O₃，并在1800℃-1850℃温度下保温40s-60s。

所述的步骤4)中的为锇铱铝膜，其厚度为0.3微米-0.6微米。

具有上述特殊结构的用于太赫兹功率源器件的带状注阴极发射的电子注为带状电子注，满足带状电子注真空电子器件对电子源的需求，且该阴极为采取密封式焊接，避免阴极盐的蒸发物对器件的污染。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中带状注阴极的结构示意图。

图2为图1所示结构的俯视图。

在图1-2中，1：阴极钼筒；2：阴极基底；3：钽盖；4：狭缝带。

具体实施方式

由图1-2所示结构结合可知，该种用于太赫兹功率源器件的带状注阴极包括阴极钼筒1和压制在阴极钼筒1内部的阴极基底2，阴极钼筒1的前端面设有狭缝带4，阴极钼筒1的后端安装有避免阴极盐蒸发物对器件造成污染的钽盖3，钽盖3通过激光焊的方式与阴极钼筒1紧密焊接在一起；且阴极基底2的表面设有一层贵金属镀膜，贵金属镀膜为锇铱铝膜，锇铱铝膜的厚度为0.3微米-0.6微米。

一种用于制备上述带状注阴极的方法包括：

1)将阴极基底2压制在阴极钼筒1的内部；

2)将通过步骤1)得到的阴极钼筒1在氢气中浸渍阴极盐；

3)去除通过步骤2)得到的阴极钼筒1表面残余的盐，并进行机械加工；

4)对步骤3)后得到的阴极基底(2)表面进行离子刻蚀，并镀上一层贵金属薄膜，贵金属膜为为锇铱铝膜，其厚度为0.3微米-0.6微米。

5)在阴极钼筒1后端装上钽盖3，阴极钼筒1和钽盖3采用激光焊的方式紧密焊接在一起，使阴极除了发射狭缝带4外处于一个密封状态。

其中，步骤2)具体为在氢气气氛中浸渍阴极盐，且阴极盐采用2.4BaO∶0.6CaO∶1Al₂O₃，并在1800℃-1850℃温度下保温40s-60s。

该种用于太赫兹功率源器件的带状注阴极发射的电子注为带状电子注，满足带状电子注真空电子器件对电子源的需求，且该阴极为采取密封式焊接，避免阴极盐的蒸发物对器件的污染。