[发明专利]X-射线电子管的改良阴极结构

说明书

本申请是申请日为2007年1月29日、申请号为200780004622.X、发明名称为“X-射线电子管的改良阴极结构”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施方式主要涉及X-射线电子管阴极领域，并且更具体地涉及X-射线电子管阴极的电子发射结构。

背景技术

如图1所示，传统的X-射线电子管的盘绕丝极具有封闭卷绕的螺旋形式，悬挂在导槽中间。线圈的纵向示意图如图2所示。通常，丝极线圈面向电子管的阳极，并且电场的几何形状趋于扩散，特别在丝极线圈附近的地方电场更低，导致电子束的扩散；并且由此减少了提供给阳极的电子束强度。如图2所示，束流从具有对面阳极的凸曲率的阴极表面的扩散对于圆柱形丝极线圈来说是已知的几何特性。需要注意的是，出于强调的目的，图2中的扩散被放大。电子束的扩散增加了入射到阳极上的电子束流宽度，减少了入射到阳极上中电子束的均匀性，并且使入射到阳极上的电子束的边缘变得模糊。

发明内容

将描述一种用于X-射线电子管阴极的具有表面的螺旋盘绕的圆柱形丝极的设备和方法。在一个实施方式中，相对于圆柱形丝极的表面的非选定部分，表面的选定部分具有被改变的特性。在一个实施方式中，被改变的特性是曲率。在另一个实施方式中，被改变的特性是功函数。特性改变的目的是改良入射到X-射线电子管的阳极上的电子束的精确度和强度。

在一个实施方式中，可以通过磨掉或切除表面的选定部分的材料来形成曲率。在另一个实施方式中，可以通过弯曲表面的选定部分的材料来形成曲率。

在一个实施方式中，圆柱形丝极的表面具有基本丝极材料，该基本丝极材料具有相关的功函数。在一个实施方式中，功函数通过在表面的选定部分上沉积材料膜层而被改变，所述表面具有基本丝极材料。在一个实施方式中，材料膜层具有比非选定部分的基本丝极材料低的功函数。在另一个实施方式中，改变功函数包括在表面的非选定部分上沉积材料膜层，所述表面具有基本丝极材料。材料膜层具有比选定部分的基本丝极材料高的功函数。可选择地，改变功函数包括在表面的选定部分沉积第一材料膜层，以及在表面的非选定部分上沉积第二材料膜层。第一材料膜层具有比非选定部分的第二材料膜层低的功函数。

通过附图以及下述的详细描述，本实施方式的其它特点和优点将显而易见。

附图说明

本实施方式将通过示例性的方式进行说明，并不局限于附图中的图示。

图1示出了X-射线电子管的传统的螺旋形式的盘绕丝极。

图2示出了图1所示盘绕丝极的纵向示意图。

图3示出了包括阴极和阳极的X-射线电子管的一个实施方式。

图4a示出了圆柱形丝极线圈的一个实施方式的纵向示意图，该圆柱形丝极线圈的表面的选定部分有凹曲率。

图4b示出了用于将在选定部分中的表面的凸曲率改变为基本上平的或凹的曲率的方法的一个实施方式。

图5a示出了圆柱形丝极线圈的另一个实施方式的纵向示意图，该实施方式在表面的选定部分上有凹曲率。

图5b示出了用于将在选定部分中的表面的凸曲率改变为基本上平的或凹的曲率的方法的另一个实施方式。

图6显示了示出了关于表面选定部分的发射表面曲率半径的相对束流宽度。

图7a示出了显示表面的选定部分和非选定部分的边界的圆柱形丝极线圈的一个实施方式的纵向示意图。

图7b示出了在圆柱形丝极线圈的表面的选定部分上沉积材料的一个实施方式的纵向示意图。

图7c示出了在圆柱形丝极线圈的表面的非选定部分上沉积材料的另一个实施方式的纵向示意图。

图7d示出了在圆柱形丝极线圈的表面的选定部分和非选定部分两者上都沉积材料的另一个实施方式的纵向示意图。

图7e示出了用于相对于表面的非选定部分改变选定部分的功函数的方法的一个实施方式。

图7f示出了在盘绕丝极的表面上沉积材料的方法的一个实施方式。

图7g示出了用于转化/碳化盘绕丝极的表面的材料的方法的一个实施方式。

图7h示出了用于转化/碳化和扩散盘绕丝极的表面的材料的方法的一个实施方式。

图8示出了显示在X-射线电子管中从阴极的被均匀碳化的丝极线圈发射到阳极的电子束的示例性实施方式的示意图。

图9示出了在X-射线电子管中从阴极的被选择性碳化的丝极线圈发射到阳极的电子束的示例性实施方式的示意图。