[发明专利]一种小型化低能栅控冷阴极电子枪

权利要求书

1.一种小型化低能栅控冷阴极电子枪，其特征包括有：顶件（1）；减速极（2）；阳极（3）；聚焦极（4）；栅极（5）；阴极（6）；底座（7）；电极法兰（8）；陶瓷棒（9）；绝缘垫片（10）；阳极衬套（11）；固定隔离支架（12）；栅极衬套（13）；弹簧（14）；电极柱（15）；电极保护罩（16）；其中，静电聚焦电极组包括：减速极（2）、阳极（3）和聚焦极（4）；电极固定结构包括：顶件（1）、底座（7）、电极法兰（8）、陶瓷棒（9）、绝缘垫片（10）、阳极衬套（11）、固定隔离支架（12）、栅极衬套（13）和弹簧（14）；

所述的陶瓷棒（9）通过螺纹孔固定在电极法兰（8）上，弹簧（14）套在陶瓷棒（9）上；所述的底座（7）通过通孔与陶瓷棒（9）连接，底座（7）通过弹簧（14）支撑固定在电极法兰（8）上；所述的阴极（6）、栅极（5）、聚焦极（4）、阳极（3）和减速极（2）通过电极固定结构依次放置在底座（7）上，其与底座（7）通过通孔由陶瓷棒（9）固定连接；所述的阴极（6）与栅极（5）之间用栅极衬套（13）固定隔离；所述的固定隔离支架（12）放置在底座上（7），并固定隔离栅极（5）与聚焦极（4）；所述的聚焦极（4）与阳极（3）之间用阳极衬套（11）固定隔离；所述的阳极（3）与减速极（2）用绝缘垫片（10）固定隔离；所述的电子枪整体结构用顶件（1）固定。

2.根据权利要求1所述的小型化低能栅控冷阴极电子枪，其特征是：阴极（6）与栅极（5）的间距为30微米。

3.根据权利要求1所述的小型化低能栅控冷阴极电子枪，其特征是：阴极（6）及减速极（2）接地，栅极（5）接高电位的正电压，聚焦极（4）接低电位的正电压，阳极（3）接高电位的正电压。

4.根据权利要求1所述的小型化低能栅控冷阴极电子枪，其特征是：所述的阴极（6）、栅极（5）、减速极（4）、阳极（3）、聚焦极（2）通过电极法兰（8）上的电极柱连接到各电源。

5.根据权利要求1所述的小型化低能栅控冷阴极电子枪，其特征是：所述的减速极、阳极、聚焦极、栅极、阴极及电极固定结构表面粗糙度为0.4微米、0.2微米、0.1微米或0.05微米；所述的聚焦极与阳极、阳极与减速极的平行度和同轴度的误差为0.005mm-0.02mm。

6.根据权利要求1所述的小型化低能栅控冷阴极电子枪，其特征是：所述的静电聚焦电极组的形状、间距及施加电压用COMSOL带电粒子追踪模块进行仿真优化的具体实现方式为：

使用COMSOL带电粒子追踪模块对电子枪进行建模仿真，改变聚焦极、阳极以及减速极电压并优化聚焦电极的形状及电极间距，得到满足仿真要求的电子枪模型；电子枪仿真性能为：电子枪表面场强的最低点大于1.5V/微米、束散角小于15°、电子束能量在100eV-150eV可调。