JPH073771B2 - 静磁界重畳型電子銃 - Google Patents
静磁界重畳型電子銃Info
- Publication number
- JPH073771B2 JPH073771B2 JP62313259A JP31325987A JPH073771B2 JP H073771 B2 JPH073771 B2 JP H073771B2 JP 62313259 A JP62313259 A JP 62313259A JP 31325987 A JP31325987 A JP 31325987A JP H073771 B2 JPH073771 B2 JP H073771B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- electron gun
- opening
- filament
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、永久磁石を用いた熱電子放射型電子銃に関す
る。
る。
〔従来の技術〕 一般に、電子銃は、電界放射型と熱電子放射型とがあ
り、熱電子放射型電子銃はフィラメントを加熱して熱電
子を放射し、バイアス電極により逆バイアスをかけて電
子ビーム電流量を制御している。フィラメントとバイア
ス電極の間には電界が形成され、フィラメントからでて
くる電子ビームのクロスオーバーを形成し、これが光源
とみなされている。この種静電レンズを使用する場合、
その特性として、収差係数が大きいという問題点を有し
ている。そのため静電レンズに代えて磁界レンズを用
い、収差係数の改善が図られてきた。一般に磁界レンズ
を用いると、シャープな磁界を得ることはできるという
効果がある。
り、熱電子放射型電子銃はフィラメントを加熱して熱電
子を放射し、バイアス電極により逆バイアスをかけて電
子ビーム電流量を制御している。フィラメントとバイア
ス電極の間には電界が形成され、フィラメントからでて
くる電子ビームのクロスオーバーを形成し、これが光源
とみなされている。この種静電レンズを使用する場合、
その特性として、収差係数が大きいという問題点を有し
ている。そのため静電レンズに代えて磁界レンズを用
い、収差係数の改善が図られてきた。一般に磁界レンズ
を用いると、シャープな磁界を得ることはできるという
効果がある。
また、光源の特性を示すものの一つとして輝度がある
が、フィラメント材料により決まる輝度の理想値が、使
用するレンズ系により実際は悪化する。即ち、収差係数
が大きいとフィラメント材料により決まる輝度の理想値
を悪化させる。
が、フィラメント材料により決まる輝度の理想値が、使
用するレンズ系により実際は悪化する。即ち、収差係数
が大きいとフィラメント材料により決まる輝度の理想値
を悪化させる。
そのため、磁界重畳型電子銃は、従来静電レンズのみか
ら形成されていた電子銃近傍のレンズ作用に対し、収差
係数の小さい磁界レンズを持ち込み、光源近傍での収差
係数を小さくして、電子銃の特性を、プローブ径の大き
な、即ち光源での見込み角の大きな領域で改善しようと
するもので第３図に示すような様々な型が考えられてき
た。まず、第３図（ａ）に示すものは、コイル11、ヨー
ク12から形成されるレンズ部が、真空チャンバー２外の
低圧部に設けられているものであり、同図（ｂ）に示す
ものは、コイル11、ヨーク兼用アノード13から形成され
るレンズ部が、真空チャンバー２内の高圧部に、碍子
１′により浮かされた状態で設けられているものが知ら
れている。
ら形成されていた電子銃近傍のレンズ作用に対し、収差
係数の小さい磁界レンズを持ち込み、光源近傍での収差
係数を小さくして、電子銃の特性を、プローブ径の大き
な、即ち光源での見込み角の大きな領域で改善しようと
するもので第３図に示すような様々な型が考えられてき
た。まず、第３図（ａ）に示すものは、コイル11、ヨー
ク12から形成されるレンズ部が、真空チャンバー２外の
低圧部に設けられているものであり、同図（ｂ）に示す
ものは、コイル11、ヨーク兼用アノード13から形成され
るレンズ部が、真空チャンバー２内の高圧部に、碍子
１′により浮かされた状態で設けられているものが知ら
れている。
しかしながら、第３図（ａ）に示す磁界重畳型電子銃に
おけるレンズ電源の製作は容易であるが、100KVという
高電圧のため、電子銃のチャンバー径Ｄを、放電防止の
ため充分に大きくとる必要があり、どうしても距離を持
った所から磁界をかけるため、磁界がブロードであると
いう問題点を有している。そのため、第３図（ｂ）に示
すように、高電圧側に電源を有する磁界レンズを光源の
近くに設ける方法が採用されている。しかしながら、こ
の方法はフィラメント近傍にレンズを有しているため、
磁界は有効にかかるが、真空、高圧部に設けるため、レ
ンズ電源供給のために高圧タンク（図示せず）のパワー
伝送トランスを容量の大きなものにする必要があり、ま
た高圧タンク内回路に整流器、スタビライザー等のレン
ズ電源の追加や、高圧ケーブルの芯線の数が増し、レン
ズパワーの入力のための端末の処理が複雑なものとなる
等の製作上の問題点を有している。
おけるレンズ電源の製作は容易であるが、100KVという
高電圧のため、電子銃のチャンバー径Ｄを、放電防止の
ため充分に大きくとる必要があり、どうしても距離を持
った所から磁界をかけるため、磁界がブロードであると
いう問題点を有している。そのため、第３図（ｂ）に示
すように、高電圧側に電源を有する磁界レンズを光源の
近くに設ける方法が採用されている。しかしながら、こ
の方法はフィラメント近傍にレンズを有しているため、
磁界は有効にかかるが、真空、高圧部に設けるため、レ
ンズ電源供給のために高圧タンク（図示せず）のパワー
伝送トランスを容量の大きなものにする必要があり、ま
た高圧タンク内回路に整流器、スタビライザー等のレン
ズ電源の追加や、高圧ケーブルの芯線の数が増し、レン
ズパワーの入力のための端末の処理が複雑なものとなる
等の製作上の問題点を有している。
従って、本発明は磁界レンズと同様、磁界重畳を有効に
行い、かつ光源の近傍で強い磁界を集中でき、上記の問
題点を解決する電子銃を提供することを目的とする。
行い、かつ光源の近傍で強い磁界を集中でき、上記の問
題点を解決する電子銃を提供することを目的とする。
そのため、本発明の静磁界重畳型電子銃は、真空チャン
バー内に導入された熱電子放出型フィラメントと、該熱
電子放出型フィラメントを囲んで真空チャンバー内に配
置された円筒形状のバイアス電極と、該バイアス電極端
部内周に同心状に取り付けられると共に開口部を形成す
る導電性リング状磁性体と、該開口部を介して熱電子放
出型フィラメントと対向して配置されるアノードと、前
記リング状磁性体におけるアノード側に前記開口部を徐
いて開口部と同心状に組み込まれたリング状永久磁石を
備えたものである。
バー内に導入された熱電子放出型フィラメントと、該熱
電子放出型フィラメントを囲んで真空チャンバー内に配
置された円筒形状のバイアス電極と、該バイアス電極端
部内周に同心状に取り付けられると共に開口部を形成す
る導電性リング状磁性体と、該開口部を介して熱電子放
出型フィラメントと対向して配置されるアノードと、前
記リング状磁性体におけるアノード側に前記開口部を徐
いて開口部と同心状に組み込まれたリング状永久磁石を
備えたものである。
レンズ部を、電磁石による磁界レンズに代えて永久磁石
による磁界レンズとすることにより、電磁石の場合の電
源を設ける必要がない等の上記問題点を解消しうる。ま
たアノードへの対向面は、高電圧状態にあり、永久磁石
のごとき焼結体の場合、表面が粗いために放電しやす
い。本発明においてはアノードへの対向面に、鉄等の表
面加工のし易い磁性体を配置することにより放電等の問
題を解決したものである。
による磁界レンズとすることにより、電磁石の場合の電
源を設ける必要がない等の上記問題点を解消しうる。ま
たアノードへの対向面は、高電圧状態にあり、永久磁石
のごとき焼結体の場合、表面が粗いために放電しやす
い。本発明においてはアノードへの対向面に、鉄等の表
面加工のし易い磁性体を配置することにより放電等の問
題を解決したものである。
以下、図面を用いて、実施例を説明する。
第１図は、本発明の電子銃部を示す断面図、第２図は、
本発明の電子銃部の光軸上での各位置での磁束強度を示
す図である。
本発明の電子銃部の光軸上での各位置での磁束強度を示
す図である。
図中、１は碍子、２はチャンバー、３はアノード、４は
排気孔、５は開口部、６はフィラメント、７はバイアス
電極、８は磁性体、９は永久磁石、10は開口部を示す。
排気孔、５は開口部、６はフィラメント、７はバイアス
電極、８は磁性体、９は永久磁石、10は開口部を示す。
排気孔４で排気された円筒状の真空チャンバー２中に、
該チャンバー上面よりフィラメント電源に接続されたフ
ィラメント６、およびバイアス電源に接続された導線を
導入し、碍子１により高圧部とは絶縁しておく。そして
フィラメント６、およびバイアス電源に接続された導線
端部を囲むように、円筒形状のバイアス電極７を碍子１
に取り付け、バイアス電源に接続された導線端部を該バ
イアス電極７に接続する。また真空チャンバー２底面に
開口部５を有するアノード３を、上記フィラメント６に
対向させて配置して高圧部を形成する。
該チャンバー上面よりフィラメント電源に接続されたフ
ィラメント６、およびバイアス電源に接続された導線を
導入し、碍子１により高圧部とは絶縁しておく。そして
フィラメント６、およびバイアス電源に接続された導線
端部を囲むように、円筒形状のバイアス電極７を碍子１
に取り付け、バイアス電源に接続された導線端部を該バ
イアス電極７に接続する。また真空チャンバー２底面に
開口部５を有するアノード３を、上記フィラメント６に
対向させて配置して高圧部を形成する。
碍子１に取り付けた上記バイアス電極７の他端部内側に
は、リング状永久磁石９を、中心部に開口部10を有する
リング状磁性体８に同心状に組み込んだものを嵌合させ
て取り付ける。第１図に示すように、リング状磁石９は
アノード３側に配置するように磁性体８に組み込み、開
口部10近傍は磁性体８を配置するように組み込む。該リ
ング状磁性体８は、導電性を有する、例えば鉄等からな
り、アノード３へ対向する面は、好ましくはアノード３
面に平行に形成すると共に、放電を防止するために極め
て平滑に仕上げられている。そしてフィラメント６の先
端部は、リング状磁性体８の開口部10近傍に臨むように
配置され、フィラメント６の先端部に強い磁界を集中す
るようにする。
は、リング状永久磁石９を、中心部に開口部10を有する
リング状磁性体８に同心状に組み込んだものを嵌合させ
て取り付ける。第１図に示すように、リング状磁石９は
アノード３側に配置するように磁性体８に組み込み、開
口部10近傍は磁性体８を配置するように組み込む。該リ
ング状磁性体８は、導電性を有する、例えば鉄等からな
り、アノード３へ対向する面は、好ましくはアノード３
面に平行に形成すると共に、放電を防止するために極め
て平滑に仕上げられている。そしてフィラメント６の先
端部は、リング状磁性体８の開口部10近傍に臨むように
配置され、フィラメント６の先端部に強い磁界を集中す
るようにする。
このように形成された電子銃により形成される磁界分布
図を第２図に示す。横軸に磁性体８の開口部10先端から
の光軸線上の距離をとり、縦軸は光軸線上の各位置にお
ける磁束強度を示す。第２図に示すごとく、磁性体８の
開口部10先端近傍に磁束が強く集中していることを示し
ている。
図を第２図に示す。横軸に磁性体８の開口部10先端から
の光軸線上の距離をとり、縦軸は光軸線上の各位置にお
ける磁束強度を示す。第２図に示すごとく、磁性体８の
開口部10先端近傍に磁束が強く集中していることを示し
ている。
尚、バイアス電極７先端部を湾曲させて延設し、リング
状永久磁石９部を支えるように構成してもよい。
状永久磁石９部を支えるように構成してもよい。
本発明は、従来の電磁石による磁界レンズに代えて、永
久磁石による磁界レンズを採用することにより、電磁石
による磁界レンズの場合の製作上の問題点を解消でき、
しかも、フィラメント近傍にレンズ電源を配置しうると
いう磁界レンズの場合と同様の収差の小さい磁界レンズ
を形成しうるという効果を奏しうるものである。また、
同一ビーム径では、ビームの取り込み角度を大きくしう
るという効果もある。
久磁石による磁界レンズを採用することにより、電磁石
による磁界レンズの場合の製作上の問題点を解消でき、
しかも、フィラメント近傍にレンズ電源を配置しうると
いう磁界レンズの場合と同様の収差の小さい磁界レンズ
を形成しうるという効果を奏しうるものである。また、
同一ビーム径では、ビームの取り込み角度を大きくしう
るという効果もある。
第１図は、本発明の電子銃部を示す断面図、第２図は、
本発明の電子銃部の光軸上での各位置での磁束強度を示
す図、第３図は、従来の磁界重畳型電子銃部を示す断面
図である。 図中、１は碍子、２はチャンバー、３はアノード、４は
排気孔、５は開口部、６はフィラメント、７はバイアス
電極、８は磁性体、９は永久磁石、10は開口部、11はコ
イル、12はヨーク、13はヨーク兼用のアノードを示す。
本発明の電子銃部の光軸上での各位置での磁束強度を示
す図、第３図は、従来の磁界重畳型電子銃部を示す断面
図である。 図中、１は碍子、２はチャンバー、３はアノード、４は
排気孔、５は開口部、６はフィラメント、７はバイアス
電極、８は磁性体、９は永久磁石、10は開口部、11はコ
イル、12はヨーク、13はヨーク兼用のアノードを示す。
Claims (1)
- 【請求項１】真空チャンバー内に導入された熱電子放出
型フィラメントと、該熱電子放出型フィラメントを囲ん
で真空チャンバー内に配置された円筒形状のバイアス電
極と、該バイアス電極端部内周に同心状に取り付けられ
ると共に開口部を形成する導電性リング状磁性体と、該
開口部を介して熱電子放出型フィラメントと対向して配
置されるアノードと、前記リング状磁性体におけるアノ
ード側に前記開口部を除いて開口部と同心状に組み込ま
れたリング状永久磁石を備えた静磁界重畳型電子銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62313259A JPH073771B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 静磁界重畳型電子銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62313259A JPH073771B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 静磁界重畳型電子銃 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01157044A JPH01157044A (ja) | 1989-06-20 |
| JPH073771B2 true JPH073771B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=18039050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62313259A Expired - Lifetime JPH073771B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 静磁界重畳型電子銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073771B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006324119A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Hitachi Ltd | 電子銃 |
| CN102160916B (zh) | 2010-02-23 | 2012-10-17 | 连军 | 一种缓降器用调速器 |
| CN102160915B (zh) | 2010-02-23 | 2013-05-15 | 连军 | 一种齿链用减速器 |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP62313259A patent/JPH073771B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01157044A (ja) | 1989-06-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |