[发明专利]产生高重频频率脉冲电子束的热阴极电子枪及其使用方法

说明书

本发明涉及一种产生高重频频率脉冲电子束的热阴极电子枪及其使用方法，其特征在于，包括RF微波电源、RF匹配网络、栅极、热阴极、皮尔斯电极和阳极；RF微波电源通过RF匹配网络连接栅极的一侧，栅极内设置有热阴极，栅极的另一侧设置有皮尔斯电极，栅极、热阴极和阳极的中心位于同一轴线；RF微波电源用于将微波电压通过RF匹配网络加载到栅极上；热阴极用于产生电子；阳极用于引出电子束；栅极用于根据微波电压与加载在栅极上的偏置电压之间的关系开关电子束的引出，以形成重复频率与微波电压一致的脉冲电子束；皮尔斯电极用于对脉冲电子束进行横向聚焦，本发明可以广泛应用于电子加速器工业应用领域中。

技术领域

本发明是关于一种产生高重频频率脉冲电子束的热阴极电子枪及其使用方法，属于电子加速器工业应用领域。

背景技术

常用的产生高重频频率脉冲电子束的包括基于热阴极4的高压型电子枪，通过额外附加的预聚束器和斩束器，将这种电子枪结构产生的直流电子束变成脉冲电子束，通常，预聚束器和斩束器由射频腔体实现，因此脉冲电子束的重复频率由RF(射频)腔体决定，通常频率是固定的，因此脉冲束重复频率也是固定的。另外，常用的产生高重复频率脉冲电子束的还包括基于光阴极的电子枪，脉冲电子束的重复频率由激光器的重复频率决定，通常也是不可调的。

然而，上述两种电子枪在电子加速器工业应用及相关脉冲时间间隔可调的应用方面均存在一定的缺陷，基于热阴极的高压型电子枪结构复杂、系统庞大、效率较低、造价昂贵，且脉冲束重复频率固定。基于光阴极的电子枪需要高重复频率的激光器和量子效率及寿命较好的光阴极，通常系统复杂、造价昂贵，且维护运行条件苛刻。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单、效率高且成本低的产生高重频频率脉冲电子束的热阴极电子枪及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种产生高重频频率脉冲电子束的热阴极电子枪，包括RF微波电源、RF匹配网络、栅极、热阴极、皮尔斯电极和阳极；

所述RF微波电源通过所述RF匹配网络连接所述栅极的一侧，所述栅极内设置有所述热阴极，所述栅极的另一侧设置有所述皮尔斯电极，所述栅极、热阴极和阳极的中心位于同一轴线；

所述RF微波电源用于将微波电压通过所述RF匹配网络加载到所述栅极上；

所述热阴极用于产生电子；

所述阳极用于引出电子束；

所述栅极用于根据微波电压与加载在所述栅极上的偏置电压之间的关系，开关电子束的引出，以形成重复频率与微波电压一致的脉冲电子束；

所述皮尔斯电极用于对脉冲电子束进行横向聚焦。

进一步地，所述阳极为直流高压型电子枪的阳极。

一种产生高重频频率脉冲电子束的热阴极电子枪，包括RF微波电源、RF匹配网络、栅极、热阴极和RF腔体；

所述RF微波电源通过所述RF匹配网络连接所述栅极的一侧，所述栅极内设置有所述热阴极，所述栅极、热阴极和RF腔体的中心位于同一轴线；

所述RF微波电源用于将微波电压通过所述RF匹配网络加载到所述栅极上；

所述热阴极用于产生电子；

所述栅极用于根据微波电压与加载在所述栅极上的偏置电压之间的关系，开关电子束的引出，以形成重复频率与微波电压一致的脉冲电子束；

位于所述栅极侧的所述RF腔体一端为阳极，所述RF腔体用于引出并加速脉冲电子束。

进一步地，所述栅极为横向U型结构。

一种产生高重频频率脉冲电子束的热阴极电子枪的使用方法，包括以下内容：