[发明专利]一种用于微通道板冲刷除气的电子枪装置

说明书

本发明公开了一种用于微通道板冲刷除气的电子枪装置，包括引针法兰、圆筒型金属屏蔽罩、固定支撑杆以及灯丝。本发明的有益效果是：设计了蚊香型的灯丝结构，使灯丝发射出的冲刷电子更加均匀，达到了面电子源的效果；蚊香型灯丝结构显著增大了灯丝的有效发射面积，使得MCP的电子冲刷效率大大提升；增加了圆筒型金属屏蔽罩，由此形成密闭空间，可以有效地屏蔽外围环境对冲刷电子运动轨迹的影响，同时所述金属屏蔽罩分为上下两层，中间采用绝缘陶瓷环连接件进行连接，通过在上下两层金属屏蔽罩上分别施加不同的高压，二者的高压差会形成一个稳定均匀的内部聚焦电场，从而使灯丝发射的冲刷电子束垂直且均匀地冲刷在MCP输入面上。

技术领域

本发明涉及一种电子枪装置，具体为一种用于微通道板冲刷除气的电子枪装置，属于真空电子技术领域。

背景技术

微通道板（Microchannel Plate，MCP）是一种大面阵微通道电子倍增器，它由高二次电子发射系数的含铅玻璃制成。由于其具有高增益、高分辨率、体积小、响应快等特点，被广泛应用于光子倍增与计数、光子探测与成像等技术领域，尤其是利用MCP制成的第三代微光像增强器，具有探测极微弱光信号的能力，目前已成为国内外微光夜视仪器的重要组成部分。

MCP在制作过程中，其通道内壁会吸附大量的残余气体，如H2O、N2、CO、CO2等，这些气体会导致MCP的寿命缩短、噪声增加，或者由此制作的光电转化器件的阴极灵敏度严重下降，为得到性能优异的MCP，必须对其进行冲刷除气。微通道板电子冲刷除气是MCP生产过程中必要的除气方法，同时也是微光像增强器研制过程中的关键工艺之一。现阶段，MCP的电子冲刷除气大多数直接采用电子枪作为电子发射源，因此设计高均匀性的电子枪装置至关重要。现有的电子枪装置主要存在以下问题，一是电子枪中灯丝的形状结构各异，具体有“V”字型、“Z”字型和“一”字型等多种形式，但均难以产生高均匀性的面电子束，导致MCP电子冲刷过程中的冲刷不均匀，从而影响微光像增强器成像时的图像质量；二是电子枪中灯丝的有效发射面积较小，决定了电子发射流密度不高，从而降低了电子冲刷除气效率；三是电子枪中灯丝上施加的单一负高偏压导致冲刷电子发生偏转，扰乱冲刷电子的运动轨迹，从而影响电子冲刷均匀性。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种用于微通道板冲刷除气的电子枪装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于微通道板冲刷除气的电子枪装置，包括引针法兰、圆筒型金属屏蔽罩、固定支撑杆以及灯丝，圆筒型金属屏蔽罩固定在引针法兰下方，圆筒型金属屏蔽罩的外侧壁竖直设置有固定支撑杆，圆筒型金属屏蔽罩的内部安装有灯丝；

圆筒型金属屏蔽罩为多层结构，各结构之间通过点焊的方式连接成一个整体，且自上到下各层结构依次为灯丝固定件、第一级金属屏蔽罩、绝缘陶瓷环连接件和第二级金属屏蔽罩；

固定支撑杆设置有四根，且其包括用于支撑灯丝固定件的两根灯丝固定件固定支撑杆、用于支撑第一级金属屏蔽罩的一根第一级金属屏蔽罩固定支撑杆、用于支撑第二级金属屏蔽罩的一根第二级金属屏蔽罩固定支撑杆；

灯丝为自行缠绕的蚊香型铼钨丝灯丝，且灯丝的两端分别与灯丝固定件中的第一封接环和第二封接环内部相连，同时在两个封接环的外部各自设计了一个引线端口作为灯丝电极。

作为本发明再进一步的方案：采用特殊定制结构并用于维持腔体真空的引针法兰的法兰直径为110mm，有效刀口直径100mm，配合100mm的标准铜圈使用，且引针法兰的中心位置设计四个贯穿的引针作为施加高压电源的引针接口，其中两个连接灯丝的电极，另外两个分别连接第一级金属屏蔽罩和第二级金属屏蔽罩。

作为本发明再进一步的方案：灯丝固定件为多层封接结构，自上到下各层结构分别为第一工字件、第一陶瓷环、第一封接环、第二陶瓷环、第二封接环、第三陶瓷环以及第二工字件，其中，工字件的直径为42mm、厚度为3mm，陶瓷环的直径为42mm、厚度为3mm，封接环的直径为42mm、厚度为0.1mm。