JP2983272B2 - 高周波空胴型電子銃 - Google Patents
高周波空胴型電子銃Info
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- JP2983272B2 JP2983272B2 JP2259381A JP25938190A JP2983272B2 JP 2983272 B2 JP2983272 B2 JP 2983272B2 JP 2259381 A JP2259381 A JP 2259381A JP 25938190 A JP25938190 A JP 25938190A JP 2983272 B2 JP2983272 B2 JP 2983272B2
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- Japan
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- frequency
- electron gun
- electrons
- cavity
- frequency cavity
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Description
【発明の詳細な説明】 a.産業上の利用分野 本発明は高周波空胴型電子銃に関するもので、特に高
周波空胴共振器を利用した電子銃に関する。
周波空胴共振器を利用した電子銃に関する。
b.従来の技術 一般に、電子ビームを発生させる装置（以下、電子銃
という）では、直流電圧を使用した静電型電子銃が用い
られることが多い。すなわち、電界により電子を放射す
る陰極には、例えば先端が約100nmの曲率半径をもった
針状タングステンが用いられ、対向する陽極との間に数
kVの電圧を印加して、強電界（＞107V/cm）にすること
により電子放射させている。そして、放射電子の一部は
更に多段の陽極により所要のエネルギーにまで加速して
いる。
という）では、直流電圧を使用した静電型電子銃が用い
られることが多い。すなわち、電界により電子を放射す
る陰極には、例えば先端が約100nmの曲率半径をもった
針状タングステンが用いられ、対向する陽極との間に数
kVの電圧を印加して、強電界（＞107V/cm）にすること
により電子放射させている。そして、放射電子の一部は
更に多段の陽極により所要のエネルギーにまで加速して
いる。
しかし、近年ではこれに変わり、高周波電界を用いて
電子を放射させる高周波空胴型電子銃が、利用される機
会が増えてきている。この方法を用いると、小型の本体
で高いエネルギーの電子を発生させることができ、かつ
電子をさらに加速する場合に電子をバンチングする必要
がない、という利点がある。
電子を放射させる高周波空胴型電子銃が、利用される機
会が増えてきている。この方法を用いると、小型の本体
で高いエネルギーの電子を発生させることができ、かつ
電子をさらに加速する場合に電子をバンチングする必要
がない、という利点がある。
c.発明が解決しようとする課題 しかしながら、この方法によると発生した電子のエネ
ルギーは、第４図に示すように、時間に対して正弦波分
布をもつため、加速器に入射する際に磁場などを用い
て、必要なエネルギーの電子だけを取り出す必要があ
り、このとき振り分けられた他の電子は電力損失になる
という問題点がある。
ルギーは、第４図に示すように、時間に対して正弦波分
布をもつため、加速器に入射する際に磁場などを用い
て、必要なエネルギーの電子だけを取り出す必要があ
り、このとき振り分けられた他の電子は電力損失になる
という問題点がある。
また、近年は加速器の開発も進み、加速用の高周波電
界に第三次高調波を混ぜて、電子を加速するための電界
を、多くの時間にわたって均一にした、所謂フラットト
ップ型の高周波型加速器も建設されているが、従来の高
周波空胴型電子銃では十分にこの装置の能力を引きだせ
なかった。
界に第三次高調波を混ぜて、電子を加速するための電界
を、多くの時間にわたって均一にした、所謂フラットト
ップ型の高周波型加速器も建設されているが、従来の高
周波空胴型電子銃では十分にこの装置の能力を引きだせ
なかった。
本発明にかかる点に鑑みなされたもので、その目的は
前記問題点を解消し、ある特定のエネルギーの含有率の
多い電子ビームが得られる高周波空胴型電子銃を提供す
ることにある。
前記問題点を解消し、ある特定のエネルギーの含有率の
多い電子ビームが得られる高周波空胴型電子銃を提供す
ることにある。
d.課題を解決するための手段 前記目的を達成するための本発明の構成は、高周波空
胴共振器の内部に、電界により電子放射する陰極を配設
した高周波空胴型電子銃において、前記空胴共振器が基
本周波およびその第三次高調波の双方で共振するように
形成されたことを特徴とする。
胴共振器の内部に、電界により電子放射する陰極を配設
した高周波空胴型電子銃において、前記空胴共振器が基
本周波およびその第三次高調波の双方で共振するように
形成されたことを特徴とする。
e.作用 本発明は以上のように構成されているので、この高周
波空胴型電子銃は基本周波とその第三次高調波の両方で
励振される。
波空胴型電子銃は基本周波とその第三次高調波の両方で
励振される。
本発明の試験結果を、従来のものとの比較において説
明する。まず、従来の高周波空胴型電子銃により発生し
た電子のエネルギーは、第４図に示すように、時間に対
して正弦波分布をもっている。すなわち、ある一定の範
囲のエネルギーをもった電子が、全体に占める割合は非
常に少なく、例えば±１％の誤差内のエネルギーをもっ
た電子は、最も多いものでも全体の6.4％に達しない。
しかし、基本周波に適度な割合でその第三次高調波を加
えることによって、電子のエネルギーを、第３図に示す
ように、分布させることも可能であり、この場合±１％
の誤差内のエネルギーをもった電子は、最も多いもので
は全体の15％にも達する。
明する。まず、従来の高周波空胴型電子銃により発生し
た電子のエネルギーは、第４図に示すように、時間に対
して正弦波分布をもっている。すなわち、ある一定の範
囲のエネルギーをもった電子が、全体に占める割合は非
常に少なく、例えば±１％の誤差内のエネルギーをもっ
た電子は、最も多いものでも全体の6.4％に達しない。
しかし、基本周波に適度な割合でその第三次高調波を加
えることによって、電子のエネルギーを、第３図に示す
ように、分布させることも可能であり、この場合±１％
の誤差内のエネルギーをもった電子は、最も多いもので
は全体の15％にも達する。
f.実施例 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を例示的
に詳しく説明する。
に詳しく説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す高周波空胴型電子銃
の構成図、第２図は高周波空胴共振器の概略断面図であ
る。同図において、１は高周波空胴型電子銃、２は空胴
共振器、３は電子放射用の陰極部、４は先端が針状の陰
極、5,6は空胴共振器２の共振周波数を調整するための
同調機構（または共振周波数可変機構）で、５は基本周
波、６はその第三次高調波をそれぞれ可変できる部分に
配設されている。7,8はそれぞれ基本周波およびその第
三次高調波の整合機構で、独立に調整可能であり、9,10
はそれぞれ基本周波およびその第三次高調波を出力する
高周波発生器、11は陰極部3,高周波発生器9,10を動作さ
せるための電源装置である。
の構成図、第２図は高周波空胴共振器の概略断面図であ
る。同図において、１は高周波空胴型電子銃、２は空胴
共振器、３は電子放射用の陰極部、４は先端が針状の陰
極、5,6は空胴共振器２の共振周波数を調整するための
同調機構（または共振周波数可変機構）で、５は基本周
波、６はその第三次高調波をそれぞれ可変できる部分に
配設されている。7,8はそれぞれ基本周波およびその第
三次高調波の整合機構で、独立に調整可能であり、9,10
はそれぞれ基本周波およびその第三次高調波を出力する
高周波発生器、11は陰極部3,高周波発生器9,10を動作さ
せるための電源装置である。
空胴共振器２は基本周波に対してTM010モードの円筒
型共振空胴であるが、通常の形状では第三次高調波に共
振しないので、第２図に示すように、縁2aの形状により
インピーダンスを変えて丁度３倍の比を持つ２つの周波
数で共振するように形成している。そして、前記空胴共
振器２を共振基本周波（TM010モード）および第三次高
調波（TM020モード）でそれぞれに励振し、各電力，位
相を調整して共振器２の半径方向中央部の電界が最大部
で時間的に極力平坦な特性20を持つよう調整する。この
状態で、陰極４より電子を発生し高周波電界を利用して
電子ビームを取り出すもので、12は発生した電子流の経
路を示す。
型共振空胴であるが、通常の形状では第三次高調波に共
振しないので、第２図に示すように、縁2aの形状により
インピーダンスを変えて丁度３倍の比を持つ２つの周波
数で共振するように形成している。そして、前記空胴共
振器２を共振基本周波（TM010モード）および第三次高
調波（TM020モード）でそれぞれに励振し、各電力，位
相を調整して共振器２の半径方向中央部の電界が最大部
で時間的に極力平坦な特性20を持つよう調整する。この
状態で、陰極４より電子を発生し高周波電界を利用して
電子ビームを取り出すもので、12は発生した電子流の経
路を示す。
第３図はこの状態における前記空胴共振器２からの放
射電子のエネルギーＥの時間Ｔに対する分布図を示し、
第４図の従来のものによる場合の分布図と比較すると、
平坦な特性部分20を占める割合が多く、ある特定のエネ
ルギーの含有率が多い電子流を得ることができる。
射電子のエネルギーＥの時間Ｔに対する分布図を示し、
第４図の従来のものによる場合の分布図と比較すると、
平坦な特性部分20を占める割合が多く、ある特定のエネ
ルギーの含有率が多い電子流を得ることができる。
なお、前記空胴共振器２の前記同調機構5,6は、２つ
のモードの共振周波数をそれぞれに微調整できるよう
に、できるだけ他モードの周波数に影響を及ぼさない一
実施例に設けるのが望ましい。
のモードの共振周波数をそれぞれに微調整できるよう
に、できるだけ他モードの周波数に影響を及ぼさない一
実施例に設けるのが望ましい。
なお、本発明の技術は前記実施例における技術に限定
されるものではなく、同様な機能を果す他の態様の手段
によってもよく、また本発明の技術は前記構成の範囲内
において種々の変更，付加が可能である。
されるものではなく、同様な機能を果す他の態様の手段
によってもよく、また本発明の技術は前記構成の範囲内
において種々の変更，付加が可能である。
g.発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明の高周波空胴型
電子銃によれば、空胴共振器を、基本周波とその第三次
高調波との双方で共振するように形成したので、ある特
定のエネルギーの含有率の多い電子ビームを得ることが
可能となる。
電子銃によれば、空胴共振器を、基本周波とその第三次
高調波との双方で共振するように形成したので、ある特
定のエネルギーの含有率の多い電子ビームを得ることが
可能となる。
また、本発明は電子のエネルギーの均一性を要求され
る技術、例えば電子線直射型の物性加工における加工効
率の向上等にとって、極めて有用である。
る技術、例えば電子線直射型の物性加工における加工効
率の向上等にとって、極めて有用である。
第１図は本発明の一実施例を示す高周波空胴型電子銃の
構成図、第２図は空胴共振器の概略断面図、第３図は本
実施例による放射電子のエネルギーの時間に対する分布
図、第４図は従来の空胴共振器による放射電子のエネル
ギーの時間に対する分布図である。 １……高周波空胴型電子銃、 ２……空胴共振器、 ４……陰極、 ９……高周波（基本周波）発生器、 10……高周波（第三次高調波）発生器。
構成図、第２図は空胴共振器の概略断面図、第３図は本
実施例による放射電子のエネルギーの時間に対する分布
図、第４図は従来の空胴共振器による放射電子のエネル
ギーの時間に対する分布図である。 １……高周波空胴型電子銃、 ２……空胴共振器、 ４……陰極、 ９……高周波（基本周波）発生器、 10……高周波（第三次高調波）発生器。
Claims (1)
- 【請求項１】高周波空胴共振器の内部に、電界により電
子放射する陰極を配設した電子銃において、 前記空胴共振器が基本周波およびその第三次高調波の双
方で共振するように形成されたことを特徴とする高周波
空胴型電子銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259381A JP2983272B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 高周波空胴型電子銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259381A JP2983272B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 高周波空胴型電子銃 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137441A JPH04137441A (ja) | 1992-05-12 |
| JP2983272B2 true JP2983272B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=17333344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2259381A Expired - Lifetime JP2983272B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 高周波空胴型電子銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2983272B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116936152A (zh) * | 2023-07-18 | 2023-10-24 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种用于同位素生产的装置及同位素生产方法 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2259381A patent/JP2983272B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04137441A (ja) | 1992-05-12 |
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