1、 一个热阴极,它被加热以通过热离子发射产生电子流;
2、 产生电场以聚焦电子束的电极(例如Wehnelt 圆柱体);
3、 一个或多个阳极加速并进一步聚焦光束的电极。
阴极和阳极之间的大电压差使电子加速远离阴极。放置在电极之间的排斥环将电子聚焦到阳极上的一个小点上,代价是阴极表面上的提取场强度较低。在这个小点处通常有一个穿过阳极的孔,电子通过该孔形成准直束,然后到达第二个阳极,称为收集器。这种排列类似于Einzel 镜头。
电子枪的分类方式包括电场的产生方式(直流或射频)、电子发射的机制(热发射、光阴极、场致发射、等离子体源)、聚焦方式(纯静电或使用磁场)、以及电极的数量。
原理
在电子枪里,灯丝,一般是钨丝,通电加热后,表面产生大量的热电子,在阳极和阴极之间的高压电场作用下,热电子加速向阳极方向高速移动,并获得很高的动能。其具体速度值取决于加速电压的高低,一般可以达到光速的三分之二左右。
在聚焦线圈的作用下可使电子束流聚焦,在导向线圈,又称偏转线圈的作用下可使电子束发生偏转,从而在一定范围内进行扫描。电子枪的工作电压通常在几十到几百千伏之间,为防止高压击穿、束流散射及其能量减损,电子枪的真空度须保持在6.67x10^-2帕以上。
电子枪的应用
电子枪最常见的用途是阴极射线管,阴极射线管广泛用于计算机和电视监视器,直到平板显示器使它们过时。
大多数彩色阴极射线管包含三个电子枪,每个电子枪产生不同的电子流。每个流都穿过一个荫罩,在那里电子将撞击红色、绿色或蓝色 磷光体以点亮屏幕上的彩色像素。观察者看到的最终颜色将是这三种原色的组合。
一个电子枪也可用于电离通过从加入电子至或移除电子的粒子原子。该技术有时用于质谱分析中称为电子电离的过程,以电离汽化或气态粒子。更强大的电子枪用于焊接、金属涂层、3D 金属打印机、金属粉末生产和真空炉。
电子枪也用于医疗应用,以使用直线加速器(直线加速器)产生X 射线;高能电子束击中目标,激发X 射线的发射。
电子枪也用于微波频率的行波管放大器。
电子枪的结构 无论那种类型的电子枪,它们均由电子的发射极——阴极、电子注形状的限制极——聚焦极和电子的加速引出极——阳极三部分组成。不同环境下使用的电子枪其结构会是多种多样的,但是其基本组成部分是不变的。在工作中通常聚焦极的电位等于或接近于阴极电位,用以限制电子注的形状,而在阴极和阳极之间加上加速电压(阳极电压)。当电子从阴极发射出来,将与由上述电极和电子注本身的空间电荷建立的静电场发生作用,形成具有一定形状的电子注,并从阳极孔射出以供使用。这种电子枪的工作原理与一般二极管相似,所以人们也称其为二极枪。 电子枪最常用的是二电极皮尔斯型。结构如图2.1-2所示。它主要由阴极、聚焦极、阳极组成。在阳极中间有一开口,电子从中穿过,注入到加速腔中去。皮尔斯型电子枪,又称轴对称球形收敛注皮尔斯电子枪,它是取两个同心球面的一部分形成的二极管。为了使电子的轨迹沿阴极曲率半径方向,需将球面电极的边缘加以修正,因此在阴极外围加有聚焦极。电子枪的功能电子枪是加速器的电子注入器,它发射出具有一定能量、一定流强、一定束流直径和发射角的电子束流(该电子束的方向和强度可以控制,通常由热阴极、控制电极和若干加速阳极等组成)注入到加速管,用来为电子加速器提供电子束的,电子枪的功能在于给出满足要求的电子束欢迎分享,转载请注明来源:夏雨云
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