一种电子束源的设计方法

摘要

本发明一种小型化强流电子束源的设计方法，在假设阴极的发射能力无限大的条件下，根据空间电荷限制条件下的Child定律和阴极尺寸，确定阴极发射面到电子束源中引出电极的距离；调整阴极加热灯丝的电阻，使其在额定电流作用下可以将阴极加热至足够高的温度，以满足阴极发射能力无限大的假设；在保证所需的近轴电场分布不变的前提下缩小电极外径，缩小尺度以满足阴极安装所需尺寸为下限；在高压电缆与绝缘子入口之间的空隙处填充高介电常数材料，并使该材料与电缆外表面及绝缘子内圆紧密贴合。本发明显著降低了电子束源对工作环境真空度的要求，提高了其对工作环境的适应性；有效减小了电子束源体积，提高了其在航空航天领域应用的可行性。

主权项

一种电子束源的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：1】确定引出电极的位置；假设阴极的发射能力无限大，根据空间电荷限制条件下的Child定律、阴极尺寸及发射束流强度，确定阴极发射面到电子束源中引出电极的距离，从而确定引出电极的位置；2】调整阴极加热灯丝的电阻，使阴极加热灯丝在额定电流的作用下可以将阴极加热至足够高的温度，以满足步骤1】中阴极发射能力无限大的假设；3】确定加速电极的位置及加速电极、引出电极的电位；根据电子束源轨迹，调整电子束源中加速电极的位置及加速电极、引出电极的电位，确定电子束源的近轴电场分布；4】确定加速电极、引出电极的外径尺寸；在近轴电场分布不变的前提下，缩小各电极外径；5】确定高压电缆的安装结构。