Способ получения электронного пучка

(51)5Н 01 8 БР ТЕНИЯ еры СО АН й наносекунгазе УФН, т. азряда нанома в.ЖТФ, т; ЭЛ Е КТРО Н- в том, что в ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Месяц Г,А,и др. Импульсндный электрический разряд в107, йг 2, 1972, с. 201 - 228.Исследование обьемногосекундной длительности, Пис3 Й 3; 1977, с, 120.(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯНОГО ПУЧКА, заключающийс Изобретение относится к области электроники и может быть использовано в электронике, квантовой электротехнике, рентгенотехнике, спектроскопии, плазмохимии, диагностических измерениях.Целью изобретения является повышение КПД формирования электронного пучка эа счет затягивания перехода объемного разряда в сильноточную стадию.Поставленная цель достигается тем, что во время разрядного импульса направляют на катод световой поток от внешнего источника излучения, вызывающий на нем фото- эффект.Дополнительное облучение катода стабилизирует объемный разряд при пониженном Ке, предотвращая его шнурование, и задерживает переход объемного разряда в сильноточную стадию при высоком Ке, Облучение также способствует расширению разряда на всю площадь катода. Интенсивность облучения катода, необходимая для анодом, за-м:свыше 10 ем двукрат- ный высоко ускоряют. и кают электи йс я тем, рмирования гивания пельноточную мпульса наток от внешд1 вающий на промежутке между катодом и полненном газом под давление Па, осуществляют при более ч ном его перенапряжении объем вольтный импульсный разряд, через отверстия в аноде извле ронный пучок, о т л и ч а ю щ что, с целью повышения КПД фо электронного пучка за счет затя рехода объемного разряда в си стадию, во время разрядного и правляют на катод световой по него источника излучения, вызь нем фотоэффект. осуществления обьемного разряда без перехода его в сильноточную стадию, зависит от параметров разрядного промежутка, амплитуды и длительности приложенного к нему импульса напряжения, поэтому она подбирается опытным путем для каждого конкретного случая. Однако она должна быть не меньше интенсивности облучения катода собственным разрядом,Реализация предлагаемого способа проводилась на установке, содержащей генератор импульсного напряжения (ГИН), разрядную камеру, систему откачки и наполнения камеры газом, систему измерения исследуемых сигналов, источник излучения, вызывающего фотоэффект нз катоде. Разрядная камера заполнялась газом до выбранного давления, На расположенные внутри разрядной камеры электроды с геометрией, обеспечивающей равномерное распределение электрического поля на катоде, подавался импульс напряжения с ГИН820511 3 СоставительРедактор О.филиппова Техред М.Моргентал Корректор И.Муска Заказ 564 Тираж Подписное ВНИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 амплитудой., в 2-20 раз превышающей напряжение статического пробоя газоразрядного промежутка, В присутствии облучения катода от источника излучения в газоразрядном промежутке осуществлялся обьем ный разряд, Высокоэнергетические электроны, возникающие в разряде, проходили через анод и попадали на датчики из-мерительной системы.10В частности, при алюминиевом катоде с рабочей площадью 7,85 10 м и подсветке его излучением с длиной волны, короче 300 нм, на описанной установке получены следующие результаты. При заполнении 15 разрядной камеры воздухом давлением 500 Па и подаче с ГИН импульса напряжения амплитудой 8 кВ был получен импульс тока электронного пучка амплитудой 29,4 А длительностью по полувысоте 40 нс и средней 20 энергией электронов в пучке 3,5-4 кэВ. Таким образом, при выходной. емкости ГИН 470 пф КПД формирования электронного пучка в разряде на описанной установке составил 17-20, т.е. предлагаемый способ 25 повышает КПД по сравнению с известным в 25 раз, При этом получена плотность тока пучка, равная 3,75 10 А/м . Электронные пушки на основе данного 30 способа обладают рядом свойств, отличающих их от всех других, а именно:рабочее давление газа в пушке вплоть до 10 Па; пушки могут формировать ленточные однородные электронные пучки большого сечения при плотности тока п 2 учка с единицы площади катода 10 - 10 А/м;пушки могут формировать пучки током свыше 1 кА;пушки могут формировать мощные электронные пучки с высокой частотой следования импульсов. Так, увеличение частоты следования импульсов до 10 Гц на описанной установке (что было пределом для ГИН) не приводило к сколько-нибудь заметному изменению временных и энергетических параметров импульсного пучка,Перечисленные характеристики могут обеспечить широкое применение электронных пушек в различных сферах народного хозяйства. Например, в квантовой электронике - для накачки газовых лазеров. В рентгенотехнике заменить используемые в настоящее время вакуумные рентгеновские трубки на взрывной эмиссии; имеющие малый срок службы. В сильноточной электронике - конкурировать. с электронными пушками на взрывной эмиссии, поскольку нет принципиальных ограничений на увеличение площади электродов до 102 - 10 м. Ввиду высокого рабочего давления газа в электронных пушках на основе предлагаемого способа становится намного проще проблема вывода электронного пучка из пушки, что имеет особо важное значение при применении пучков с энергией электронов ниже 100 кэВ.