[发明专利]一种用于聚焦和引导电子束的圆筒形永磁体系统

权利要求书

1.一种用于聚焦和引导电子束的圆筒形永磁体系统，包括三个圆环形永磁体、磁体内筒(13)和支撑三个永磁体的外筒和法兰；三个所述的永磁体为第一永磁体(1)、第二永磁体(2)和第三永磁体(3)，其特征在于：所述第一永磁体(1)的充磁方向沿径向指向磁体轴线，所述第二永磁体(2)的充磁方向沿轴向指向第一永磁体(1)，所述第三永磁体(3)的充磁方向沿径向背离磁体轴线；所述第一永磁体(1)、第二永磁体(2)和第三永磁体(3)的内孔均为阶梯形结构，构成阶梯孔；所述第一永磁体(1)固定在第一外筒(4)的内表面，第一永磁体(1)的两端设置有第一法兰(5)和第二法兰(6)；所述第二永磁体(2)固定在第二外筒(7)的内表面，第二永磁体(2)的两端设置有第三法兰(8)和第四法兰(9)；所述第三永磁体(3)固定在第三外筒(10)的内表面，第三永磁体(3)的两端设置有第五法兰(11)和第六法兰(12)；所述第二法兰(6)与第二外筒(7)相连接，所述第六法兰(12)也与第二外筒(7)相连接；所述磁体内筒(13)的一端有法兰，与第一外筒(4)相连接，磁体内筒(13)设置在所述圆筒形永磁体系统的内孔中。

2.按照权利要求1所述的圆筒形永磁体系统，其特征在于，所述磁体内筒(13)为直筒结构，或端部截面为锥形的端部锥形筒结构，或截面为阶梯形向内收缩的阶梯筒结构。

3.按照权利要求1所述的圆筒形永磁体系统，其特征在于，所述第一永磁体(1)的内孔的半径变化取决于磁体内筒(13)的形状，对于直筒结构的磁体内筒(13)，第一永磁体(1)的内孔半径由端部沿轴向缓慢增大；对于端部锥形筒结构的磁体内筒(13)，第一永磁体(1)的内孔半径由端部沿轴向逐渐减小；对于阶梯筒结构的磁体内筒(13)，第一永磁体(1)端部区域的内孔半径远大于靠近均匀区(14)区域的内孔半径。第二永磁体(2)中部区域的内孔半径最小，向两端逐渐增大。第三永磁体(3)靠近均匀区区域的内孔半径小于远离均匀区(14)区域的内孔半径。三个永磁体的内孔半径的尺寸变化形成阶梯形结构的内孔。

4.按照权利要求1所述的圆筒形永磁体系统，其特征在于，所述第一永磁体(1)、第二永磁体(2)和第三永磁体(3)由多层磁环组成，每层磁环由偶数块单向充磁的扇形磁钢拼接而成，每层磁环的磁钢的数量取决于磁钢的尺寸大小。

5.按照权利要求1所述的圆筒形永磁体系统，其特征在于，所述第一永磁体(1)、第二永磁体(2)和第三永磁体(3)用于在均匀区(14)产生满足磁场位型和磁场强度的轴向磁场，调整永磁体每个磁环的内孔半径大小、轴向长度和相互位置，可以得到满足均匀区长度和磁场大小的磁场位型。

6.按照权利要求1所述的圆筒形永磁体系统，其特征在于，所述第一永磁体(1)、第二永磁体(2)和第三永磁体(3)的材料为钕铁硼。

7.按照权利要求1所述的圆筒形永磁体系统，其特征在于，所述的第一外筒(4)、第二外筒(7)和第三外筒(10)的材料为软铁或低碳钢；所述的第一法兰(5)、第二法兰(6)、第三法兰(8)、第四法兰(9)、第五法兰(11)、第六法兰(12)和磁体内筒(13)的材料为不锈钢或无磁合金。