帶有電磁合軸裝置的電子槍的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種帶有電磁合軸裝置的電子槍，陰極產生的電子束依次經過聚束極、陽極、聚焦裝置和偏轉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，通電后聚焦繞組產生平行于電子束飛行參考方向的磁場；偏轉繞組包括X、Y兩組繞組，X、Y兩組繞組各與一獨立的供電電源相連，通電后X、Y兩組繞組產生垂直于電子束飛行參考方向的磁場。依靠分別調節(jié)X、Y兩組偏轉繞組電流的大小，就可以方便靈活地調節(jié)偏轉磁場在垂直于電子束飛行參考方向平面上的矢量。本實用新型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。
【專利說明】帶有電磁合軸裝置的電子槍
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子束加工設備領域，具體涉及一種帶有電磁合軸裝置的電子槍。
【背景技術】
[0002]電子槍是電子束加工設備的關鍵部件，在精密電子束加工設備中，要求電子槍的陰極、聚束極、陽極和聚焦裝置嚴格對中合軸以產生高品質電子束，為此目前所采取的措施有:
[0003]1.提高電子槍機械加工和裝配精度。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生變化，光靠電子槍的機械加工和裝配精度難以保證電子束品質的穩(wěn)定性和重復性。
[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行機械調整，因此裝置復雜，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過聚焦裝置后匯聚的難度。
實用新型內容
[0006]本實用新型所要解決的技術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。
[0007]為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現(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的陰極、聚束極、陽極、聚焦裝置和偏轉掃描裝置；陰極產生的電子束依次經過聚束極、陽極、聚焦裝置和偏轉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置有電磁合軸裝置；該電磁合軸裝置主要由鐵甲、以及設置在鐵甲內的聚焦磁場磁隙、聚焦繞組和偏轉繞組組成；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，通電后聚焦繞組產生平行于電子束飛行參考方向的磁場；偏轉繞組包括X、Y兩組繞組，X、Y兩組繞組各與一獨立的供電電源相連，通電后x、Y兩組繞組產生垂直于電子束飛行參考方向的磁場。依靠分別調節(jié)X、Y兩組偏轉繞組電流的大小，就可以方便靈活地調節(jié)偏轉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的直流電源，偏轉繞組的供電電源為獨立兩路的可調雙極性直流電源。
[0010]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型通過在電子槍內電子束飛行路徑上的陽極與聚焦裝置之間設置改進型的電磁合軸裝置，該電磁合軸裝置既采用了聚焦繞組來產生平行于電子束飛行參考方向的磁場，又采用了偏轉繞組來產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，斑點的形狀更接近圓形，能量分布更趨于均勻，另外可以實現(xiàn)更長的有效工作距離，從而提聞電子束品質。
【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部結構示意圖。圖中標記:1、陰極；2、聚束極；3、陽極；4、電磁合軸裝置；5、聚焦裝置；6、偏轉掃描裝置；7、電子束；8、工件。
[0012]圖2為電磁合軸裝置結構示意圖(正視圖)。圖中標記:4_1、鐵甲；4_2、聚焦繞組；4_3、聚焦磁場磁隙；4_4、偏轉繞組。
[0013]圖3為電磁合軸裝置結構示意圖(俯視圖)。
【具體實施方式】
[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的陰極
1、聚束極2、陽極3、聚焦裝置5和偏轉掃描裝置6。陰極I產生的電子束7依次經過聚束極2、陽極3、聚焦裝置5和偏轉掃描裝置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、以及設在鐵甲4_1內的聚焦磁場磁隙4-3、聚焦繞組4-2和偏轉繞組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的供電電源為可調的直流電源。通電后聚焦繞組4-2產生平行于電子束7飛行參考方向的磁場。偏轉繞組4-4包括X、Y兩組繞組，X、Y兩組繞組各與一獨立的供電電源相連，該偏轉繞組4-4的供電電源為獨立兩路的可調雙極性直流電源。通電后X、Y兩組繞組產生垂直于電子束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中通入可調的直流電流后，在電磁合軸裝置4內腔電子束7通道產生平行于電子束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后產生匯聚效果。通過調節(jié)通入電磁合軸裝置4的聚焦繞組4-2的電流的大小，就可以調節(jié)焦距。電磁合軸裝置4的偏轉繞組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內腔電子束7通道產生垂直于電子束7飛行參考方向的合成磁場，該磁場對電子束7起到偏轉作用，使得電子束7通過電磁合軸裝置4后產生偏移效果。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。所以偏轉繞組4-4的供電電源為獨立兩路的可調雙極性直流電源。
【權利要求】
1.帶有電磁合軸裝置的電子槍，包括依次呈同軸對中布設的陰極(I)、聚束極(2)、陽極(3)、聚焦裝置(5)和偏轉掃描裝置(6);陰極(I)產生的電子束(7)依次經過聚束極(2)、陽極(3)、聚焦裝置(5)和偏轉掃描裝置(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)、以及設置在鐵甲(4-1)內的聚焦磁場磁隙(4-3)、聚焦繞組(4-2)和偏轉繞組(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)產生平行于電子束(7)飛行參考方向的磁場；偏轉繞組(4-4)包括X、Y兩組繞組，X、Y兩組繞組各與一獨立的供電電源相連，通電后X、Y兩組繞組產生垂直于電子束(7)飛行參考方向的磁場。
2.根據(jù)權利要求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)的供電電源為可調的直流電源，偏轉繞組(4-4)的供電電源為獨立兩路的可調雙極性直流電源。
【文檔編號】H01J1/50GK203481175SQ201320613291
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】韋壽祺, 朱國坤, 黃小東 申請人:桂林獅達機電技術工程有限公司