[发明专利]具有单个栅电源的多栅电子枪

说明书

一些实施方案包括一种系统，所述系统包括：高电压外壳；阴极，所述阴极设置在所述高电压外壳中；阳极，所述阳极设置在所述高电压外壳中；多个栅，所述多个栅设置在所述高电压外壳中、介于所述阴极与所述阳极之间；电压源，所述电压源被配置为产生公共栅电压；以及分压器，所述分压器设置在所述高电压外壳中，所述分压器被配置为基于所述公共栅电压来产生多个栅电压，并且被配置为将所述栅电压中的至少两个施加到所述栅。

背景技术

本公开涉及具有单个栅电源的多栅电子枪和系统。

多栅电子枪具有多个栅以控制电子流。多个栅允许针对束电流调制和截止的特定的束成形和相对快的响应时间。在这类多栅电子枪中，施加到栅的电压可以不同。单独的栅电压源用来产生不同的栅电压中的每一个。这些电压是在电子枪的高电压外壳的外部产生并且必须通过一个或多个高电压电缆和高电压馈通部(feedthrough)供应到栅。

多栅电子枪具有多种应用。在一个示例中，多栅电子枪用作计算机化断层摄影(CT)扫描仪的x射线源的部分。一般来说，栅电压源安装在CT扫描仪的机架上。然而，这些机架上的空间是有限的。每个附加的栅电压源在机架上需要附加的空间。

附图说明

图1A至图1I是根据一些实施方案的电子枪的框图。

图2是根据一些实施方案的电子枪的横截面图。

图3是根据一些实施方案的计算机化断层摄影(CT)机架的框图。

具体实施方式

x射线源可以包括被设计为产生电子束的电子枪。电子束指向阳极，该阳极基于入射电子而发射x射线。电子枪中的一个或多个栅可以用来调节电子束和使其成形。

在特定的示例中，多栅电子枪可以具有两个或更多个栅。这些栅允许电子束和因此x射线发射的相对快的改变。栅电压源用来产生这些电压。

栅中的一个或多个可以使用不同的电压。因此，可以使用不同的栅电压源。然而，在一些应用中，附加的栅电压源可能需要难以获得的附加的空间。例如，在计算机化断层摄影(CT)扫描中，x射线源、检测器、电源转换器和其他部件可以安装在绕样本旋转的机架上。如下文将进一步详细地描述，CT机架上的空间可能有限。可用于附加的栅电压源的空间可能限制可以使用的栅数量，从而限制对电子束的控制。

另外，x射线源可以用于医学成像，从而允许非侵入式地观察有机体的内部结构和功能。x射线的穿透能力使它们对于这类应用来说是无价的，但是过度暴露于x射线可能伤害患者或造成附加的健康风险。然而，对电子束的改进的控制可以使得操作员不仅能够通过打开/关闭束而且能够通过在调制意义上命令不同的电流水平来减小患者剂量。如将在下面进一步详细地描述，在一些实施方案中，对单个公共栅电压的控制可以用于在操作范围内调整束电流。

图1A至图1I是根据一些实施方案的电子枪的框图。参考图1A，在一些实施方案中，电子枪100a包括高电压外壳101。高电压外壳是将在相对高的电压下操作的暴露的部件隔离的外壳。在一些实施方案中，高电压外壳可以包括真空外壳。

包括发射极104的阴极102设置在高电压外壳中。发射极104可以是多种发射极。例如，发射极104可以是体发射极、平面发射极、丝极等。阳极108设置在高电压外壳中、与阴极102相对。阴极102和阳极108可以电耦合到多种不同的电位。在一些实施方案中，阳极108接地或在接近接地的电位上；然而，在其他实施方案中，阴极102和阳极108可以以双极方式等操作。概念上示出了阴极102、发射极104和阳极108。这些部件可以具有多种不同的结构配置。在另一个示例中，阴极102可以包括设置在高电压外壳101中的多个发射极104。

多个栅106设置在高电压外壳中、介于阴极102与阳极108之间。示出了N个栅，其中N是大于1的任何整数。栅106被配置为影响从发射极104到阳极108的电子流。