[发明专利]一种均匀投射式电子光学结构

说明书

本发明公开一种均匀投射式电子光学结构，包括：阴极区，束形成区，电子枪出口区；所述阴极区内设置有阴极，所述阴极投射电子并形成阴极发射面；所述电子从所述阴极发射面，经过所述束形成区、所述电子枪出口区射出，最终形成投射区域；所述束形成区包括至少两个子束形成区，每个子束形成区均为金属圆筒结构，并且各金属圆筒电位独立可调，用于控制所在区域内的电子束形态；所述束形成区对所述阴极发射面成一次倒立实像；所述投射区域为所述阴极发射面二次倒立实像，最终使得所述电子均匀投射。相比于现有技术，无需设置金属栅网，利用高压电场过聚焦，将阴极二次倒立实像投射到要求区域，通过优化的结构保证了投射区域的电子束均匀性。

技术领域

本发明涉及一种电子光学结构，尤其涉及一种均匀投射式电子光学结构。

背景技术

传统的投射式电子光学结构往往将电子束聚焦使用，但在电子束辐照改性，辐照老化和激发照明等应用领域则需要均匀投射到一定区域的电子束。现有技术中存在均匀投射式电子光学结构，但一般需要使用金属栅网屏蔽高压电场的聚焦效果。这种结构缺点如下：

(1)栅网会截获电子，浪费部分电子束流；

(2)栅网截获的电子产生热量，使栅网产生形变；

(3)高质量的栅网曲面不易加工，影响投射均匀性；

(4)栅网孔隙影响投射均匀性，投射区域实际为栅网孔隙的虚像，导致大量点状强束流区域；

(5)投射区域大小不易调整，电子束流大小不易调整。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本申请提供了一种均匀投射式电子光学结构，其中不设金属栅网，利用高压电场过聚焦，将阴极二次倒立实像投射到要求区域，通过优化的结构保证阴极电子发射均匀性，进而保证了投射区域的电子束均匀性。具体通过以下技术方案实现：

所述均匀投射式电子光学结构包括：阴极区，束形成区，电子枪出口区；所述阴极区内设置有阴极，所述阴极投射电子并形成阴极发射面；所述电子从所述阴极发射面，经过所述束形成区、所述电子枪出口区射出，最终形成投射区域；所述束形成区包括至少两个子束形成区，每个子束形成区均为金属圆筒结构，并且各金属圆筒电位独立可调，用于控制所在区域内的电子束形态；所述束形成区对所述阴极发射面成一次倒立实像；所述投射区域为所述阴极发射面二次倒立实像，最终使得所述电子均匀投射。

进一步地，所述阴极平齐或者突出于所述阴极区的端部。

进一步地，当所述阴极突出于所述阴极区的端部时，突出距离为0.05mm以内。

进一步地，每个子束形成区之间的间距为0.5±0.01mm。

进一步地，所述阴极为热发射阴极或场发射阴极。

进一步地，所述投射电子的束流大小随着阴极电位的变化而改变。

进一步地，所述电子枪出口区伸入与之相邻的一个子束形成区，伸入距离为0.25-0.5mm。

进一步地，所述束形成区包括三个子束形成区G2、G3、G4，其中子束形成区G2是最靠近所述阴极区的子束形成区，子束形成区G3和G4筒径相同。

本发明具有以下优点：

(1)无金属栅网，不会截获电子；

(2)电子束流和投影区域在一定范围内可方便调整；

(3)投射区域电子束流均匀性好；

(4)电子束可以在高频脉冲方式工作。

附图说明