帶有電磁合軸裝置的電子槍的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種帶有電磁合軸裝置的電子槍，陰極產(chǎn)生的電子束依次經(jīng)過聚束極、陽極、聚焦裝置和偏轉(zhuǎn)掃描裝置后匯聚到工件上；在電子束飛行路徑上的陽極與聚焦裝置之間設(shè)置有電磁合軸裝置；該電磁合軸裝置的聚焦繞組與供電電源相連，通電后聚焦繞組產(chǎn)生平行于電子束飛行參考方向的磁場；偏轉(zhuǎn)繞組包括X、Y兩組繞組，X、Y兩組繞組各與一獨(dú)立的供電電源相連，通電后X、Y兩組繞組產(chǎn)生垂直于電子束飛行參考方向的磁場。依靠分別調(diào)節(jié)X、Y兩組偏轉(zhuǎn)繞組電流的大小，就可以方便靈活地調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)磁場在垂直于電子束飛行參考方向平面上的矢量。本發(fā)明能夠讓從陽極飛出的電子束匯聚在聚焦裝置入口的中心，從而提高電子束的品質(zhì)。
【專利說明】帶有電磁合軸裝置的電子槍
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子束加工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種帶有電磁合軸裝置的電子槍。
【背景技術(shù)】
[0002]電子槍是電子束加工設(shè)備的關(guān)鍵部件，在精密電子束加工設(shè)備中，要求電子槍的陰極、聚束極、陽極和聚焦裝置嚴(yán)格對中合軸以產(chǎn)生高品質(zhì)電子束，為此目前所采取的措施有:
[0003]1.提高電子槍機(jī)械加工和裝配精度。該措施電子槍的陰極在受高溫和使用時間變化后，它的形狀或位置會產(chǎn)生變化，光靠電子槍的機(jī)械加工和裝配精度難以保證電子束品質(zhì)的穩(wěn)定性和重復(fù)性。
[0004]2.電子束發(fā)生器(陰極和聚束極)、陽極和聚焦裝置三者之間某個部件或某兩個部件做成可微調(diào)裝置，一般為電子束發(fā)生器或聚焦裝置。該措施要求在帶高電壓、高真空條件下在線進(jìn)行機(jī)械調(diào)整，因此裝置復(fù)雜，且操作極為不變。
[0005]3.在電子束飛行路徑上，陽極和聚焦裝置之間增設(shè)電磁合軸裝置。電磁合軸裝置加長了電子束在陽極和聚焦裝置飛行路徑，從而增加電子束在進(jìn)入聚焦裝置前的發(fā)散性。另外常規(guī)的電磁合軸裝置由于只單純地考慮合軸功能，因此增加了電子束經(jīng)過聚焦裝置后匯聚的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種帶有電磁合軸裝置的電子槍，其能夠讓從陽極飛出的電子束匯聚在聚焦裝置入口的中心，從而提高電子束的品質(zhì)。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種帶有電磁合軸裝置的電子槍，包括依次呈同軸對中布設(shè)的陰極、聚束極、陽極、聚焦裝置和偏轉(zhuǎn)掃描裝置；陰極產(chǎn)生的電子束依次經(jīng)過聚束極、陽極、聚焦裝置和偏轉(zhuǎn)掃描裝置后匯聚到工件上；在電子束飛行路徑上的陽極與聚焦裝置之間設(shè)置有電磁合軸裝置；該電磁合軸裝置主要由鐵甲、以及設(shè)置在鐵甲內(nèi)的聚焦磁場磁隙、聚焦繞組和偏轉(zhuǎn)繞組組成；鐵甲的中部留有供電子束通過的電子束通道；聚焦磁場磁隙朝向電子束通道；聚焦繞組與供電電源相連，通電后聚焦繞組產(chǎn)生平行于電子束飛行參考方向的磁場；偏轉(zhuǎn)繞組包括X、Y兩組繞組，Χ、Υ兩組繞組各與一獨(dú)立的供電電源相連，通電后x、Y兩組繞組產(chǎn)生垂直于電子束飛行參考方向的磁場。依靠分別調(diào)節(jié)X、Y兩組偏轉(zhuǎn)繞組電流的大小，就可以方便靈活地調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)磁場在垂直于電子束飛行參考方向平面上的矢量。
[0009]上述方案中，聚焦繞組的供電電源為可調(diào)的直流電源，偏轉(zhuǎn)繞組的供電電源為獨(dú)立兩路的可調(diào)雙極性直流電源。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在電子槍內(nèi)電子束飛行路徑上的陽極與聚焦裝置之間設(shè)置改進(jìn)型的電磁合軸裝置，該電磁合軸裝置既采用了聚焦繞組來產(chǎn)生平行于電子束飛行參考方向的磁場，又米用了偏轉(zhuǎn)繞組來產(chǎn)生垂直于電子束飛行參考方向的磁場，從而使得電子束可以匯聚在聚焦裝置人口的中心，電子束在工件處可以匯聚成更小的斑點(diǎn)，斑點(diǎn)的形狀更接近圓形，能量分布更趨于均勻，另外可以實(shí)現(xiàn)更長的有效工作距離，從而提高電子束品質(zhì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為帶有電磁合軸裝置的電子槍內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記:1、陰極；2、聚束極；3、陽極；4、電磁合軸裝置；5、聚焦裝置；6、偏轉(zhuǎn)掃描裝置；7、電子束；8、工件。
[0012]圖2為電磁合軸裝置結(jié)構(gòu)示意圖(正視圖)。圖中標(biāo)記:4_1、鐵甲；4_2、聚焦繞組；4_3、聚焦磁場磁隙；4_4、偏轉(zhuǎn)繞組。
[0013]圖3為電磁合軸裝置結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]一種帶有電磁合軸裝置的電子槍，如圖1所示，包括依次呈同軸對中布設(shè)的陰極
1、聚束極2、陽極3、聚焦裝置5和偏轉(zhuǎn)掃描裝置6。陰極I產(chǎn)生的電子束7依次經(jīng)過聚束極2、陽極3、聚焦裝置5和偏轉(zhuǎn)掃描裝置6后匯聚到工件8上。在電子束7飛行路徑上的陽極3與聚焦裝置5之間設(shè)置有電磁合軸裝置4。
[0015]上述電磁合軸裝置4主要如圖2和圖3所示，其主要由鐵甲4-1、以及設(shè)在鐵甲4_1內(nèi)的聚焦磁場磁隙4-3、聚焦繞組4-2和偏轉(zhuǎn)繞組4-4組成。鐵甲4-1的中部留有供電子束7通過的電子束7通道。聚焦磁場磁隙4-3朝向電子束7通道。聚焦繞組4-2與其供電電源相連，該聚焦繞組4-2的供電電源為可調(diào)的直流電源。通電后聚焦繞組4-2產(chǎn)生平行于電子束7飛行參考方向的磁場。偏轉(zhuǎn)繞組4-4包括X、Y兩組繞組，X、Y兩組繞組各與一獨(dú)立的供電電源相連，該偏轉(zhuǎn)繞組4-4的供電電源為獨(dú)立兩路的可調(diào)雙極性直流電源。通電后X、Y兩組繞組產(chǎn)生垂直于電子束7飛行參考方向的磁場。
[0016]電磁合軸裝置4的工作原理是:電磁合軸裝置4的聚焦繞組4-2中通入可調(diào)的直流電流后，在電磁合軸裝置4內(nèi)腔電子束7通道產(chǎn)生平行于電子束7飛行參考方向的磁場，該磁場對電子束7起到聚焦作用，使得電子束7通過電磁合軸裝置4后產(chǎn)生匯聚效果。通過調(diào)節(jié)通入電磁合軸裝置4的聚焦繞組4-2的電流的大小，就可以調(diào)節(jié)焦距。電磁合軸裝置4的偏轉(zhuǎn)繞組4-4由X、Y兩組繞組，X、Y兩組繞組分別通入電流后，在電磁合軸裝置4內(nèi)腔電子束7通道產(chǎn)生垂直于電子束7飛行參考方向的合成磁場，該磁場對電子束7起到偏轉(zhuǎn)作用，使得電子束7通過電磁合軸裝置4后產(chǎn)生偏移效果。偏移角度由分別通入X、Y兩組繞組的電流大小和極性決定。所以偏轉(zhuǎn)繞組4-4的供電電源為獨(dú)立兩路的可調(diào)雙極性直流電源。
【權(quán)利要求】
1.帶有電磁合軸裝置的電子槍，包括依次呈同軸對中布設(shè)的陰極(I)、聚束極(2)、陽極(3)、聚焦裝置(5)和偏轉(zhuǎn)掃描裝置(6);陰極(I)產(chǎn)生的電子束(7)依次經(jīng)過聚束極(2)、陽極(3)、聚焦裝置(5)和偏轉(zhuǎn)掃描裝置(6)后匯聚到工件(8)上；其特征在于:在電子束(7)飛行路徑上的陽極(3)與聚焦裝置(5)之間設(shè)置有電磁合軸裝置(4);該電磁合軸裝置(4)主要由鐵甲(4-1)、以及設(shè)置在鐵甲(4-1)內(nèi)的聚焦磁場磁隙(4-3)、聚焦繞組(4-2)和偏轉(zhuǎn)繞組(4-4)組成；鐵甲(4-1)的中部留有供電子束(7)通過的電子束(7)通道；聚焦磁場磁隙(4-3)朝向電子束(7)通道；聚焦繞組(4-2)與供電電源相連，通電后聚焦繞組(4-2)產(chǎn)生平行于電子束(7)飛行參考方向的磁場；偏轉(zhuǎn)繞組(4-4)包括X、Y兩組繞組，X、Y兩組繞組各與一獨(dú)立的供電電源相連，通電后X、Y兩組繞組產(chǎn)生垂直于電子束(7)飛行參考方向的磁場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有電磁合軸裝置的電子槍，其特征在于:聚焦繞組(4-2)的供電電源為可調(diào)的直流電源，偏轉(zhuǎn)繞組(4-4)的供電電源為獨(dú)立兩路的可調(diào)雙極性直流電源。
【文檔編號】H01J3/02GK103474308SQ201310460591
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】韋壽祺, 朱國坤, 黃小東 申請人:桂林獅達(dá)機(jī)電技術(shù)工程有限公司