高性能电子枪的物理设计

为测量电导率较低材料的二次电子发射系数，设计了一种能量在0～2ke V之间可调、束斑直径可调、可偏转、可脉冲的高性能电子枪。根据电子枪的性能指标对其电子发射、电子光学系统和电位关系进行物理设计，通过对控制极施加脉冲电压，实现电子束的脉冲发射。利用CST软件对电子枪建模并进行仿真分析，得到不同聚焦极电压对束斑尺寸的影响。仿真结果表明，在阴极电压为-1000V、控制极为-1005V、第一阳极为-880V时，随着聚焦电压由-400V增加到1000V，束斑直径由0.2mm增加到10mm，两者几乎成正比例关系。通过对比两种偏转组件，得出四极静电偏转器更适合在同一空间内使用，在工作距离为30mm、偏转电压为200V时，偏转灵敏度可达到34mm/k V，对应的偏转角为12.8°。