[发明专利]一种场发射电子源电子束发射性能评测装置及其评测方法

权利要求书

1.一种场发射电子源电子束发射性能评测装置，其特征在于，评测装置包括：真空腔室（1）、真空抽气系统（2）、真空度测量系统（3）、电子枪组件（4）、电源系统（5）、电子束成像系统（6）、电子束偏转系统（7）和电子束束流探测与采集系统（8）；其中，所述真空腔室（1）的表面分别通过法兰口连接真空抽气系统（2）和真空度测量系统（3）；所述电子枪组件（4）通过电子枪法兰口（40）安装在真空腔室（1）内，并通过导电引线与真空腔室外部的电源系统（5）相连接；在真空腔室的表面与电子枪组件相对，通过观察窗法兰口（60）安装电子束成像系统（6）；在真空腔室外，并且位于电子枪组件（4）与电子束成像系统（6）之间，设置电子束偏转系统（7）；所述电子束成像系统（7）连接至电子束束流探测与采集系统（8）。

2.如权利要求1所述的评测装置，其特征在于，所述电子枪组件包括场发射电子源组件和带有阳极的电子源组件连接座；其中，所述场发射电子源组件包括：单晶钨丝（41）作为场发射电子源发射体，场发射电子源发射体尖端作为阴极，单晶钨丝（41）通过发叉钨丝（42）焊接在陶瓷柱（44）上的两个电子源电极（43）上；以及金属栅帽（45），金属栅帽的顶部中心具有栅极孔形成栅极，焊接阴极的陶瓷柱装入金属栅帽（45）中，使发射体尖端穿出金属栅帽顶部的栅极孔；所述带有阳极的电子源组件连接座包括：中心具有通孔的阳极（46）、绝缘垫（47）和电子枪连接件（48）；阳极（46）通过绝缘垫安装到电子枪连接件（48）上；场发射电子源组件用栅极固定环（49）固定，装入电子源组件连接座中。

3.如权利要求1所述的评测装置，其特征在于，所述电源系统（5）包括：电子源电源、栅极电源和阳极电源；所述电子源电源通过一对导电引线与场发射电子源的两个电子源电极相连接；所述栅极电源通过导电引线与栅极相连接；所述阳极电源通过导电引线与阳极相连接。

4.如权利要求1所述的评测装置，其特征在于，所述电子束成像系统（6）包括透明的观察窗和荧光屏（61）；所述观察窗通过观察窗法兰口（60）安装在真空腔室（1）的表面；所述荧光屏（61）通过安装架安装在观察窗的内侧。

5.如权利要求1所述的评测装置，其特征在于，所述电子束偏转系统（7）包括两组互相垂直的偏转磁场；每一组偏转磁场包括偏转线圈和与其相连接的供电电源。

6.如权利要求4所述的评测装置，其特征在于，所述电子束束流探测与采集系统（8）包括法拉第杯（81）、电流表（82）和计算机；在电子束成像系统的荧光屏上开设小孔，所述法拉第杯（81）开设有小孔的一侧固定在荧光屏的背面，法拉第杯的小孔中心与荧光屏的小孔中心重合；法拉第杯的尾部固定金属导线，金属导线通过真空腔室上的引线法兰口（80）连接至真空腔室外部的电流表（82）；所述电流表（82）连接至计算机。

7.如权利要求1所述的评测装置，其特征在于，进一步包括图像采集装置，在电子束成像系统（6）后，真空腔室（1）外安装图像采集装置。

8.如权利要求1所述的评测装置，其特征在于，所述真空抽气系统（2）包括无油干泵（21）和分子泵（22）；前级使用无油干泵，进行预抽真空，预抽真空致真空腔室的真空度优于1.0x10^-3τ；分子泵进一步抽高真空，使真空腔室真空度优于1.0x10^-6τ。