[发明专利]一种对太赫兹近场系统用返波管快速加电方法

说明书

本发明提供一种对太赫兹近场系统用返波管快速加电方法，属于太赫兹近场生物成像领域，主要解决返波管加电过慢的问题。在太赫兹近场成像系统用返波管加电时，首先对灯丝进行充分预热，然后降低灯丝电压值，其次对辅助加热极进行加电压，辅助加热极电流控制低于额定值并保持一段时间进行预处理，随后快速对辅助加热极电流到额定值；最后加高频电压。加电时间控制在常规加电时间的1/5以内，又避免加电的过流保护断电。本发明对太赫兹近场系统用返波管实现加电快速进行，时间控制在10‑20分钟，相比1小时大大缩短，控制在常规加电时间的1/4以内，同时避免加电的过流保护断电。

技术领域

本发明属于太赫兹近场生物成像领域，具体涉及一种对太赫兹近场系统用返波管快速加电方法。

背景技术

返波管是一种返波自激振荡的电真空器件，包含电子枪、高频组件、收集极和输出结构，电子束在准光学的高频结构中进行返波自激振荡产生放大信号，提供一种太赫兹大功率信号，是一种太赫兹辐射源。返波管可以在300GHz的太赫兹波段提供300毫瓦以上的输出功率，是目前太赫兹波段提供功率最大的器件，最宜作为太赫兹近场系统功率源使用，可对太赫兹近场成像清晰度和成像精度有明显提高。

返波管电子枪由加热灯丝和辅助加热极两部分组成，灯丝发射的电子轰击辅助加热极，使辅助加热极发射电流。这样在调解发射电流时，只能让辅助加热极的电压固定，通过提高或降低灯丝电压控制灯丝电流，间接控制轰击到辅助加热极的电流变化，调解辅助加热极的工作电流，最终达到阴极发射电流能力调解的目的。返波管工作的阴极电流和高频电压也有关系，随着高频电压的增加频率发生变化，工作电流也增加。这种辅助加热极和高频电压对工作电流影响导致返波管在使用时加电比较缓慢，且易打火，影响返波管在太赫兹近场系统的使用。

返波管为电真空器件电流过大时易导致内部热损坏，故各电极加电时比较缓慢且增加过流保护。在加电时首先将灯丝电压逐步增加到一定值未到额定值(如果到额定值，辅助加热极加电压时电流会突然增大而过保护)，然后在辅助加热极上加固定电压，逐步缓慢增加辅助加热极的电流，这时灯丝电压会增大灯丝电流也增大，待灯丝电压稳定后，再逐步增加辅助加热极的电流，直至到额定值。最后加高频电压，也是从较低值逐步增大。在对各电极加电时经常会出现过流保护全部断电，只能重新缓慢加电，加电过程在1个小时以上甚至半天时间都不能完成，给返波管在太赫兹近场系统中的使用带来很大不方便。

发明内容

为解决太赫兹近场系统用返波管加电过慢甚至加电中过流保护断电的问题，本发明提供一种对太赫兹近场系统用返波管快速加电方法，从灯丝和辅助加热极的工作原理着手，对灯丝进行充分预热，对辅助加热极进行预处理，最后快速增加高频电压。预热和预处理虽然增加部分时间，但返波管总体加电时间明显缩短，且不会产生过保护断电，形成快速加电的目的，方便返波管在太赫兹近场系统中的使用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种对太赫兹近场系统用返波管快速加电方法，所述返波管包括灯丝、辅助加热极、高频电极和外壳，灯丝设置在辅助加热极的前端，辅助加热极靠近高频电极设置，高频电极为周期的梳状结构；所述高频电极的梳状结构上面为矩形结构，所述矩形结构和外部的壳体相连接，共同组成外壳；所述快速加电方法包括如下步骤：

首先，对灯丝进行充分预热，灯丝的电压加到额定值后保持一段时间，再降低灯丝的电压值；然后对辅助加热极进行加电压，辅助加热极的电流比额定值低，保持一段时间进行预处理，随后快速将辅助加热极的电流加到额定值；最后加高频电压，高频电压从比额定值低的电压值开始加电，快速增加到额定值。

进一步地，灯丝的电压加到额定值后保持一段时间，再降低灯丝的电压，其中保持一段时间是3-4分钟，降低灯丝的电压到额定值的94-96％范围内。

进一步地，所述辅助加热极的电流比额定值低，为额定值的60-70％，保持一段时间是1-2分钟，快速加电的速度是2毫安/分钟，步进是1毫安。