DE1287699B - - Google Patents

Description

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Elektronenstrahlerzeugungssysteme bestehen übli- bei hohen Beschleunigungsspannungen notwendig cherweise aus einer zur Elektronenemession dienen- sind, und insbesondere bei elektronenoptischen Anden Kathode, einer Steuerelektrode sowie einer Wendungen solcher Kathoden sind demnach die Anode. Mit Hilfe eines an die Steuerelektrode geleg- bekannten Kathodenformen grundsätzlich nicht ten Potentials läßt sich die Strahlstromstärke steuern. 5 brauchbar. Die Erfindung geht deshalb von der Auf-Electron beam generating systems are usually necessary at high acceleration voltages They are usually used for electron emission, and especially in the case of electron-optical Andes Cathode, a control electrode and a turn of such cathodes are therefore the Anode. Basically not with the help of a cathode shape known to the control electrode th potential, the beam current intensity can be controlled. 5 usable. The invention is therefore based on the

Diese bekannten Systeme haben den Nachteil, daß gäbe aus, ein Elektronenstrahlerzeugungssystem ohne bei einer Steuerung der Strahlstromstärke die Größe Steuerelektrode zu schaffen, das die beschriebenen des zur Emission herangezogenen Bereiches der Nachteile der bekannten Systeme vermeidet und ins-Kathode verändert wird. Damit ändern sich auch die besondere für elektronenoptische Anwendungen geelektronenoptischen Verhältnisse des als Immersions- ίο eignet ist.These known systems have the disadvantage that there would be an electron gun without in a control of the beam current intensity to create the size control electrode that the described the area used for emission avoids the disadvantages of the known systems and ins-cathode is changed. This also changes the special electron-optical applications for electron-optical applications Conditions as immersion ίο is suitable.

linse wirkenden Systems. Ferner tritt bei diesen Zur Lösung dieser Aufgabe dient nach der Erfin-lens-acting system. Furthermore occurs in these To solve this problem, according to the invention

Systemen am Rand der Emissionsfläche eine relativ dung ein Elektronenstrahlerzeugungssystem ohne große Feldänderung auf, wodurch der Öffnungsfehler Steuerelektrode mit einer Kathode und einer Anode, des Systems relativ groß wird. Der bei einem fehler- wobei die Kathodenfläche durch vom Rand nach freien Immersionssystem theoretisch mögliche 15 innen verlaufende Einschnitte in mindestens zwei zur kleinste Brennfleck läßt sich deshalb mit diesen Stromzuführung dienende Abschnitte aufgeteilt wird, Systemen nicht erreichen. Dem Erreichen eines die über einen der Elektronenemission dienenden kleinen Brennflecks wirkt auch die Tatsache ent- Bereich miteinander in Verbindung stehen, das dagegen, daß die Elektronen sich vor der Kathode durch gekennzeichnet ist, daß die Einschnitte als kreuzen. In diesem Kreuzungspunkt tritt ein Raum- 20 schmale Schlitze ausgebildet sind, deren Breite ladungsverbreiterung auf, welche im allgemeinen Fall gegenüber den Abmessungen der zwischen den eine Verschlechterung des Richtstrahlwertes bewirkt. inneren Enden der Schlitze liegenden Emissions-Systems at the edge of the emission surface a relatively dung an electron gun without large field change, causing the opening error control electrode with a cathode and an anode, of the system becomes relatively large. In the event of a fault, the cathode surface goes through from the edge free immersion system theoretically possible 15 internal incisions in at least two for The smallest focal spot can therefore be divided up with this power supply serving sections, Systems do not reach. The achievement of one that serves to emit electrons small focal spot also affects the fact that the area is related to each other, that the electrons are in front of the cathode is characterized by that the incisions as cross. At this intersection there is a space- 20 narrow slots are formed, the width of which charge broadening, which in the general case compared to the dimensions of the between the causes a deterioration in the directional radiation value. the inner ends of the slots

Es ist auch ein Elektronenstrahlerzeugungssystem fläche so klein ist, daß die Schlitze die Feldverteilung ohne Steuerelektrode bekannt, welches nur aus einer vor der Kathode nicht merklich beeinflussen. Kathode und einer Anode besteht. Bei diesem 25 Bei dem erfindungsgemäßen Elektronenstrahl-System wird ein gebündelter Ladungsträgerstrahl auf erzeugungssystem ist die Emissionsfläche auf einen die Kathode gerichtet und erhitzt einen kleinen Fleck genau definierten Bereich der Kathode beschränkt, bis zur Glühemission. Die Temperatur dieses Flecks und das Absaugfeld vor der Emissionsfläche ist dank und damit die Strahlstromstärke wird durch die der sehr geringen Breite der Schlitze weitgehend Intensität des Heizstrahles geregelt. 30 homogen und ungestört. Bei dem erfindungsgemäßenIt is also an electron gun area is so small that the slits the field distribution known without a control electrode, which does not noticeably affect only one in front of the cathode. Cathode and an anode. With this 25 with the electron beam system according to the invention If a bundled charge carrier beam is generated on a system, the emission surface is on a the cathode is directed and heated to a small spot confined to a precisely defined area of the cathode, until glow emission. The temperature of this spot and the suction field in front of the emission surface is thanks and thus the beam current strength is largely due to the very small width of the slots The intensity of the radiant heat is regulated. 30 homogeneous and undisturbed. In the inventive

Dieses System vermeidet zwar einige Nachteile der System kann der Emissionsstrom in einfachster eingangs geschilderten Systeme, es ist jedoch sehr Weise durch entsprechende Veränderung des aufwendig im Aufbau. Überdies ist die Regelung der Kathoden-Heizstromes verändert werden, ohne daß Strahlstromstärke verhältnismäßig schwierig, und es sich die elektronenoptischen Eigenschaften des ist schwierig, den Heizstrahl so zu bündeln und zu 35 Systems dabei verändern.While this system avoids some disadvantages the system can reduce the emission current in the simplest way systems described above, but it is very wise by changing the complex to build. In addition, the regulation of the cathode heating current can be changed without Beam current is relatively difficult, and it affects the electron-optical properties of the It is difficult to bundle the radiant heat in this way and change it to 35 systems.

richten, daß er immer nur einen bestimmten kleinen Bei dem erfindungsgemäßen System ist die Feld-judge that he always only a certain small. In the system according to the invention, the field

Fleck der Kathode erhitzt. stärke vor der Kathode größer als bei Systemen mitThe cathode spot is heated. strength in front of the cathode is greater than with systems with

Es sind auch schon Kathoden bekanntgeworden, Steuerelektrode, und gegenüber diesen Systemen ist bei denen auf einem Metallblättchen ein kleiner außerdem die Feldänderung am Rand der Emissionsrunder Oxydfleck aufgetragen ist. Das Metall- 40 fläche wesentlich kleiner. Deshalb ist auch der blättchen besitzt mehreckige Einschnitte, um die Öffnungsfehler der Immersionslinie kleiner, und es Heizung durch Stromerwärmung auf den Bereich des läßt sich ein wesentlich kleinerer Brennfleck er-Oxydflecks zu konzentrieren. Bei Kathoden dieser reichen.Cathodes have also become known, control electrodes, and compared to these systems is where there is a small change in the field at the edge of the emission round on a metal plate Oxide stain is applied. The metal surface is much smaller. That's why he is leaflet possesses polygonal incisions to make the opening errors of the immersion line smaller, and it Heating by current heating on the area of the can be a much smaller focal spot er-Oxydflecks to concentrate. In the case of cathodes these are sufficient.

Art kann jedoch das der vorliegenden Erfindung Ist bei dem erfindungsgemäßen System das ge-The type can, however, be that of the present invention.

zugrunde liegende Problem nicht auftreten, denn bei 45 samte Metallplättchen, d. h. die Emissionsfläche und diesen bekannten Kathoden ist die Begrenzung der die sie umgebenden Flächen, eben, so ist ohne Raum-Emissionsfläche durch den Rand des Oxydflecks ladung auch das Feld vor der Kathode eben. Wenn gegeben, und da in der Umgebung des Oxydflecks man von dem geringen, durch die Schlitze verursachnoch eine relativ große, nicht emittierende Fläche ten Störfeld absieht, tritt keine Linsenwirkung auf, übrigbleibt, ist die Störung des Absaugfeldes im 50 so daß auch keine Linsenfehler entstehen. Die Bereich des Elektronenstrahls unerheblich. Dem- Trennschlitze sind so eng — ζ. B. 50 μηι breit —, gemäß sind auch bei diesen bekannten Kathoden die daß sie das Feld vor der Kathode nicht wesentlich Einschnitte ohne Rücksicht auf etwaige Störungen beeinflussen.underlying problem does not arise, because with 45 velvet metal plates, i. H. the emission area and These known cathodes are the delimitation of the surfaces surrounding them, so there is no room emission surface through the edge of the oxide spot, the field in front of the cathode is also charged. If given, and there in the vicinity of the oxide spot, one of the small ones caused by the slits if a relatively large, non-emitting surface is excluded from the interference field, there is no lens effect, what remains is the disturbance of the suction field in the 50 so that no lens defects arise. the Area of the electron beam is insignificant. The dividing slits are so narrow - ζ. B. 50 μηι wide -, accordingly, in these known cathodes too, the fact that they do not have the field in front of the cathode is essential Influence cuts regardless of any disruptions.

der Feldverteilung sehr breit ausgeführt und haben Eine Linsenwirkung des Kathodenfeldes kannthe field distribution is very broad and can have a lens effect of the cathode field

offensichtlich nur den Zweck, den erforderlichen 55 erzwungen werden durch eine definierte Krümmung Heizstrom herabzusetzen, d. h. also die wirkungslose der Emissionsfläche. Dasselbe wird erzielt, wenn man Heizung der außerhalb des Oxydflecks liegenden durch eine durch entsprechende Formgebung des als Bereiche des Metallblättchens zu vermeiden. Über- Emissionsfläche dienenden Verbindungsstreifens erdies geht bei diesen bekannten Kathoden die reichbare ungleichmäßige Temperaturverteilung für Emissionsfläche bis zum Rand des verjüngten 60 eine Raumladung vor der Kathode sorgt. Es entsteht Abschnitts, wo sich die Störung des Absaugfeldes dann eine als Zerstreuungslinse wirkende Raumstark bemerkbar macht; auch dies zeigt, daß bei ladungslinse. Diese Zerstreuungslinse weist einen öffdiesen bekannten Kathoden an elektronenoptische nungsfehler auf, mit dem sich der Öffnungsfehler einer Probleme nicht gedacht wurde. Hier ist auch von nachfolgenden Fokussierungslinse kompensieren läßt, Bedeutung, daß sich die vorliegende Erfindung auf 65 d.h., ein sehr kleiner Brennfleck wird erzielbar. Durch Systeme ohne Steuerelektrode (Wehneltzylinder) die Temperaturverteilung über die Emissionsfläche bezieht. läßt sich die Form der Raumladungslinse beeinflussen.obviously only the purpose required 55 to be enforced by a defined curvature Reduce heating current, d. H. so the ineffective of the emission area. The same thing is achieved when one Heating the outside of the oxide spot by a corresponding shape of the as Avoid areas of the metal flake. Connecting strip serving above the emission surface is the achievable uneven temperature distribution for these known cathodes Emission surface up to the edge of the tapered 60 provides a space charge in front of the cathode. It arises Section where the disturbance of the suction field then makes a space that acts as a divergent lens strongly noticeable; this also shows that at the charged lens. This diverging lens has an opening known cathodes to electron optical voltage errors, with which the opening error of a Problems was not thought of. This can also be compensated by the following focusing lens, Meaning that the present invention relates to 65 that is, a very small focal spot becomes achievable. By Systems without control electrode (Wehnelt cylinder) the temperature distribution over the emission surface relates. the shape of the space charge lens can be influenced.

Bei oxydfreien Kathoden, wie sie beispielsweise Bei dem beschriebenen System nach der ErfindungIn the case of oxide-free cathodes, such as those used, for example, in the described system according to the invention

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kann erreicht werden, daß dann vor der Kathode Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch eincan be achieved that then in front of the cathode Fig. 4 is a schematic section through a

kein reeller Kreuzungspunkt der Elektronen auftritt. Strahlerzeugungssystem mit konkav durchgebogenerno real crossing point of the electrons occurs. Beam generation system with concave curved

Es wird dann eine Raumladungsverbreiterung weit- Emissionsfläche,There is then a space charge broadening far - emission surface,

gehend vermieden. F i g. 5 die Seitenansicht des Ausführungsbeispielsgoing avoided. F i g. 5 shows the side view of the exemplary embodiment

Bei dem System nach der Erfindung wird es auch 5 eines Kathodenplättchens,In the system according to the invention there is also 5 of a cathode plate,

möglich, trotz einer Raumladung vor der Kathode F i g. 6 einen Schnitt durch ein Strahlerzeugungs-possible, despite a space charge in front of the cathode F i g. 6 a section through a beam generating

das Feld vor der Kathode eben zu halten. Zu diesem system,to keep the field in front of the cathode level. To this system,

Zweck wird die Emissionsfläche konkav durch- F i g. 7 eine Draufsicht auf das Strahlerzeugungs-For this purpose, the emission surface is concave. 7 a top view of the beam generating

gebogen, während die sich anschließende Fläche system der F i g. 6,curved, while the adjoining surface system of FIG. 6,

eben gehalten wird. Die Raumladung füllt sozusagen io F i g. 8 eine mittels eines in Längsrichtung halbier-is held. The space charge fills, so to speak, io F i g. 8 a by means of a bisecting in the longitudinal direction

die Kathodenmulde auf, so daß die in der Umgebung ten Haltebolzens und abgeschliffenen W-Drahtes auf-open the cathode trough so that the retaining bolts and grinded off W-wire in the vicinity

der Emissionsfläche eben verlaufenden Feldlinien gebaute Kathode in Draufsicht,The cathode built on the emission surface with field lines running flat in plan view,

auch über dieser Fläche eben bleiben. F i g. 9 einen schematischen Schnitt durch einenstay even above this surface. F i g. 9 a schematic section through a

Es ist auch möglich und in manchen Fällen vor- Herstellungszustand der Kathode nach F i g. 8 vorIt is also possible and in some cases prior to the manufacturing state of the cathode according to FIG. 8 before

teilhaft, das gesamte Metallplättchen zu wölben, um 15 dem Punktschweißen,partial to bulge the entire metal plate in order to 15 spot welding,

eine bestimmte Linsenwirkung zu erzielen. Fig. 10 einen schematischen Schnitt durch dieto achieve a certain lens effect. Fig. 10 is a schematic section through the

Das Metallplättchen ist vorteilhaft durch zwei im fertige Kathode nach F i g. 8, also nach dem Abwesentlichen T-förmige Schlitze, zwischen deren schleifen.The metal plate is advantageously made up of two cathodes as shown in FIG. 8, that is, according to the essential T-shaped slots, grind between them.

Enden die Emissionsfläche liegt, in zwei Bereiche In F i g. 1 ist mit 1 ein Metallplättchen aus beigetrennt. In manchen Fällen kann es dabei zweck- 20 spielsweise 0,05 mm dickem Wolframblech bezeichmäßig sein, die seitlichen Ränder des Verbindungs- net, das durch zwei T-förmige Schlitze 2 und 3 in Streifens so zu krümmen, daß der Streifen in der zwei nur über den schmalen, als Emissionsfläche 4 Mitte breiter ist als außen. Damit läßt sich eine wirkenden Streifen miteinander verbundene Bebestimmte Temperaturverteilung über die Emissions- reiche 5 und 6 getrennt ist. Die Schlitze 2 und 3 sind fläche erzwingen. 25 sehr schmal, vorzugsweise nicht breiter als 50 μτα. Ends the emission surface lies in two areas in F i g. 1 is separated from 1 with a metal plate. In some cases it can be useful, for example 0.05 mm thick tungsten sheet, to bend the lateral edges of the connecting net through two T-shaped slots 2 and 3 in strips so that the strip in the two is only over the narrow, as emission surface 4 middle is wider than the outside. A specific temperature distribution over the emission regions 5 and 6 can thus be connected to one another. The slots 2 and 3 are force flat. 25 very narrow, preferably not wider than 50 μτα.

Besonders einfach ist es, das Metallplättchen durch Sie werden mit besonderem Vorteil mittels eines Lavier kreuzförmig angeordnete Schlitze, deren Enden dungsträgerstrahles hergestellt. Ein solcher erlaubt die Ecken der Emissionsfläche bilden, in vier Ab- das genaue Ausfräsen von äußerst schmalen Schiitschnitte aufzuteilen. Man erhält damit beispielsweise zen.It is particularly easy to put the metal plate through you, with particular advantage using a lavier slots arranged in a cross shape, the ends of which are produced by dung carrier jet. Such a permit the corners of the emission surface form, in four cutouts, the precise milling of extremely narrow cuts to split up. This gives zen, for example.

eine quadratische Emissionsfläche, bei der die durch 30 Über die Bereiche 5 und 6 wird der Heizstrom zu-a square emission area in which the heating current is supplied through areas 5 and 6.

die Erhitzung bewirkte geringe Aufwölbung kugel- geführt. Da die Stromdichte im Streifen 4 am höch-the heating resulted in a slight bulging of the ball. Since the current density in strip 4 is highest

förmig ist. sten ist, wird dieser Streifen bei geeignetem Heiz-is shaped. is most, this strip is with suitable heating

Die Trennschlitze sollen, wie schon ausgeführt, strom glühen und Elektronen emittieren. Das Plättsehr schmal, beispielsweise 50 μπι, breit sein. Dabei chen 1 dient als Kathode eines Elektronenstrahlist es besonders vorteilhaft, diese Schlitze mittels 35 erzeugungssystems im Vakuum,
eines Korpuskularstrahles herzustellen. Die Verringe- In Fig. 2 sind die seitlichen Ränder der Emisrung der Schlitzbreite durch die Wärmeausdehnung sionsfläche 4 nach außen gekrümmt. Dadurch wird der glühenden Emissionsfläche beträgt bei 1 mm die stärkste Heizung an den Enden der Emissionsbreiter Emissionsfläche aus Wolframblech etwa 10 μ. fläche erreicht, wo andererseits die WärmeableitungAs already mentioned, the separating slits should glow with electricity and emit electrons. The plate is very narrow, for example 50 μm, wide. Here, Chen 1 serves as the cathode of an electron beam, it is particularly advantageous to use these slots by means of a generating system in a vacuum,
to produce a corpuscular beam. The Verringe- In Fig. 2, the side edges of the emisrung of the slot width by the thermal expansion sion surface 4 are curved outward. As a result, the glowing emission surface at 1 mm is the strongest heating at the ends of the emission surface made of tungsten sheet metal about 10 μ. area where on the other hand the heat dissipation

Bei diesem System ist auch folgende Bauart der 40 auch am größten ist. Damit kann man erreichen, daßThis system also has the following design, which is also the largest. With that one can achieve that

Kathode möglich: Man halbiert einen Ta- oder die Temperaturverteilung über die EmissionsflächeCathode possible: One halves a Ta or the temperature distribution over the emission area

W-Stift entlang der Längsachse, schleift in diese sehr gleichmäßig ist.W-pin along the longitudinal axis, grinds in this very evenly.

Schnittfläche eine Ausnehmung oder Rille, setzt an Es ist natürlich auch möglich, die seitlichen Räneiner Stirnseite z. B. einen W-Draht in die Ausneh- der der Emissionsfläche in anderer Weise zu krümmung oder Rille und verbindet diesen mit den beiden 45 men, um irgendeine gewünschte Temperaturvertei-Hälften des Ta- oder W-Stiftes durch Punktschwei- lung zu erzielen.Cut surface is a recess or groove, it is of course also possible to cut the side edges Front side z. B. to bend a W-wire into the recess of the emission surface in a different way or groove and connects this to the two 45 men to make any desired temperature distribution halves of the Ta or W pin by point welding.

ßung. Dann schleift man den W-Draht und schließ- Das in F i g. 3 dargestellte Metallplättchen istßung. Then you grind the W-wire and close the in Fig. 3 shown metal plate is

lieh die gesamte Stirnfläche, bestehend aus den bei- durch vier kreuzförmig angeordnete Schlitze 7, 8, 9, borrowed the entire face, consisting of the two cross-shaped slots 7, 8, 9,

den Hälften des halbierten Haltebolzens mit dem 10, deren Enden die Ecken der Emissionsfläche 15 the halves of the halved retaining bolt with the 10, the ends of which are the corners of the emission surface 15

dazwischen gepunkteten Draht, so weit ab, daß von 50 bilden, in vier Bereiche 11, 12, 13, 14 getrennt. Zurdotted wire in between, so far that form 50, separated into four areas 11, 12, 13, 14. To the

dem W-Draht nur noch eine dünne, z.B. 0,1mm Heizung wird beispielsweise an die Bereicheil undthe W-wire only a thin, e.g. 0.1mm heater is attached to the area and

dicke Scheibe übriggeblieben ist. Beim Punktschwei- 13 eine positive und an die Bereiche 12 und 14 einethick slice is left over. In the case of spot welding 13 a positive one and one on areas 12 and 14

ßen und im Betrieb der Kathode kann die Schlitz- negative Spannung gelegt. Die höchste StromdichteThe slot negative voltage can be applied during operation of the cathode. The highest current density

breite zwischen den beiden Hälften des Haltebolzens herrscht dann in den Randbereichen der Emissions-width between the two halves of the retaining bolt then prevails in the edge areas of the emission

durch dünne Keramikplättchen eingestellt werden. 55 fläche 150, und es ist gewährleistet, daß die Magnet-can be adjusted by thin ceramic plates. 55 area 150, and it is guaranteed that the magnetic

Zum Betrieb der Kathode wird an die beiden Hälften felder, die durch die Heizströme hervorgerufen wer-To operate the cathode, fields that are generated by the heating currents are applied to the two halves.

des Haltebolzens Spannung angelegt und so die dünne den, sich in ihrer Wirkung gegenseitig aufheben. Diethe tension of the retaining bolt is applied and so the thin den, cancel each other out in their effect. the

W-Schicht zwischen ihnen durch Stromdurchgang vom Zentrum der Fläche 15 ausgehenden ElektronenW layer between them electrons emanating from the center of the surface 15 through the passage of current

hoch erhitzt. werden also durch die Magnetfelder nicht abgelenkt.highly heated. are therefore not distracted by the magnetic fields.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der 60 Die eigentliche Emissionsfläche ist sehr klein undThe invention is described below with reference to FIG. 60. The actual emission area is very small and

F i g. 1 bis 7 näher erläutert. Diese Figuren zeigen hat beispielsweise in den Ausführungsbeispielen nachF i g. 1 to 7 explained in more detail. These figures show, for example, in the exemplary embodiments

Ausführungsbeispiele. Im einzelnen zeigt F i g. 1 und 2 die Maße von 1-1,5 mm.Embodiments. In detail, FIG. 1 and 2 the dimensions of 1-1.5 mm.

F i g. 1 ein mit zwei T-förmigen Schlitzen versehe- Wie aus F i g. 2 zu erkennen ist, werden die Trenn-F i g. 1 is provided with two T-shaped slots. As shown in FIG. 2 can be seen, the separating

nes Kathodenplättchen in Draufsicht, schlitze 2 und 3 zum Rand des Plättchens 1 hin wie-nes cathode plate in plan view, slots 2 and 3 towards the edge of the plate 1 again.

F i g. 2 ein Kathodenplättchen mit gekrümmten 65 der breiter. Diese Form ist zur Vereinfachung derF i g. 2 a cathode plate with curved 65 or wider. This shape is to simplify the

Rändern der Emissionsfläche in Draufsicht, Herstellung gewählt, da sie es erlauben, beim Aus-Edges of the emission surface in plan view, production chosen because they allow

F i g. 3 ein mit vier Schlitzen versehenes Katho- stanzen des Plättchens auch gleich die äußerenF i g. 3 a cathostic punching of the platelet with four slits also equal to the outer ones

denplättchen in Draufsicht, Schlitzbereiche auszustanzen.the plate in plan view, punching out slot areas.

F i g, 4 zeigt ein aus dem Metallplättchen 16 und der Anode 18 bestehendes Strahlerzeugungssystem. Die eigentliche Emissionsfläche 17 ist hier konkav gewölbt, während das übrige Plättchen eben ist. Bei der Heizung der Emissionsfläche entsteht die sehematisch dargestellte und mit 19 bezeichnete Raumladung. Diese füllt die Vertiefung der Emissionsfläche aus, so daß die Feldlinien in der Nähe der Kathode eben verlaufen.FIG. 4 shows a beam generating system consisting of the metal plate 16 and the anode 18. The actual emission surface 17 is concave here, while the rest of the plate is flat. at the heating of the emission surface creates the space charge shown schematically and designated by 19. This fills the recess of the emission surface, so that the field lines are close to the Cathode just run.

F i g. 5 zeigt die Seitenansicht eines Kathodenplätt- xo chens, bei dem die Emissionsfläche 33 konvex gewölbt ist, während der übrige Teil 34 kegelförmig verläuft. Durch diese Form wird eine hohe Feldstärke vor der Emissionsfläche sowie eine Linsenwirkung des Feldes vor der Kathode erzielt.F i g. 5 shows the side view of a cathode plate Chens, in which the emission surface 33 is convex, while the remaining part 34 is conical runs. This shape creates a high field strength in front of the emission surface as well as a lens effect of the field in front of the cathode.

Die F i g. 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahlerzeugungssystems. Dabei ist mit 20 ein Metallplättchen bezeichnet, dessen äußere Form derjenigen des Plättchens der Fig.2 entspricht. Entlang den dort gezeichneten gestrichel- ao ten Linien sind die Fortsätze 21 und 22 rechtwinklig nach hinten gebogen. Das Plättchen 20 liegt auf zwei mit ebenen Auflageflächen versehenen Zapfen 23 und 24 auf. Wie insbesondere aus F i g. 6 zu erkennen ist, haben die Zapfen 23 und 24 mit den an ihnen befestigten Teilen 25 und 26 an ihren vorderen Enden einen U-förmigen Querschnitt. In die Ausnehmungen der Zapfen greifen die umgebogenen Fortsätze 21 und 22 des Plättchens so ein, so daß dieses eine definierte Lage einnimmt.The F i g. 6 and 7 show an embodiment of the beam generation system according to the invention. A metal plate is denoted by 20, its external shape of that of the plate of FIG is equivalent to. The extensions 21 and 22 are at right angles along the dashed lines drawn there bent backwards. The plate 20 rests on two pegs 23 provided with flat bearing surfaces and 24 on. As in particular from FIG. 6 can be seen, the pins 23 and 24 with the parts 25 and 26 attached to them have a U-shaped cross section at their front ends. In the recesses the pin engage the bent extensions 21 and 22 of the plate so that this occupies a defined position.

Die Fortsätze 21 und 22 werden mittels der beiden Teile 25 und 26 an die Zapfen angeklemmt. Die Teile 25 und 26 sind drehbar an den Zapfen 23 und 24 gelagert, so daß nach Lösen der aus F i g. 6 ersichtlichen Schrauben das Plättchen 20 leicht ausgewechselt werden kann. Durch Anziehen dieser Schrauben wird das Plättchen 20 an die Zapfen 23 und 24 angeklemmt und damit fixiert.The extensions 21 and 22 are clamped to the pins by means of the two parts 25 and 26. the Parts 25 and 26 are rotatably mounted on the pins 23 and 24, so that after releasing the from F i g. 6 can be seen Screw the plate 20 can be easily replaced. By tightening this Screws the plate 20 is clamped to the pins 23 and 24 and thus fixed.

Der Zapfen 24 ist mittels eines Isolators 27 durch die Platte 28 geführt. In diese Platte greift ein weiterer Stift 29 ein. Die aus der Platte 28 herausragenden Stifte dienen zur Zuführung des Heizstromes. Dabei können an diese Stifte beliebige, nicht dargestellte Stecker angeschlossen sein. Die Stromzuführung zum Plättchen 20 erfolgt also über die beiden Zapfen 23 und 24. Wie insbesondere aus F i g. 7 zu erkennen ist, wird dadurch die eigentliche Emissionsfläche 30 bis zur Emission aufgeheizt.The pin 24 is guided through the plate 28 by means of an insulator 27. Another one engages in this plate Pin 29 a. The pins protruding from the plate 28 serve to supply the heating current. Included Any connector, not shown, can be connected to these pins. The power supply to the Plate 20 is thus made via the two pegs 23 and 24. As in particular from FIG. 7 can be seen, the actual emission surface 30 is thereby heated up to the point of emission.

Das Plättchen 20 ist von einem Bauteil 31 umgeben, der auf die Platte 28 aufgeschraubt ist. Dieser Bauteil liegt auf dem Potential des Stiftes 29 und dient dazu, das Feld in der Umgebung der Emissionsfläche 30 kreiszylindrisch zu gestalten und scharfe Kanten der Kathodenhalterung abzuschirmen.The plate 20 is surrounded by a component 31 which is screwed onto the plate 28. This The component is at the potential of the pin 29 and serves to control the field in the vicinity of the emission surface 30 to make a circular cylinder and to shield sharp edges of the cathode holder.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der Bauteil in F i g. 7 nicht gezeichnet.For the sake of clarity, the component in FIG. 7 not drawn.

Mit 32 ist die Anode des Strahlerzeugungssystems bezeichnet. Wie man ohne weiteres erkennt, ist das als Kathode wirkende Metallplättchen 20 vollkommen eben angeordnet. Damit verlaufen auch die Feldlinien — ohne Raumladung vor der Emissionsfläche 30 — in der Nähe der Kathode eben.The anode of the beam generating system is designated by 32. As you can see without further ado, that is Metal plate 20 acting as a cathode is arranged completely flat. With that, the run too Field lines - without space charge in front of the emission surface 30 - flat in the vicinity of the cathode.

F i g. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung mit einer Kathode mit ebener Emissionsfläche. Die beiden Hälften 33 und 34 eines in Längsrichtung geteilten Haltebolzens wurden je mit einer Ausnehmung 35 bzw. 36 versehen und sind sonst durch den engen Spalt 37 voneinander getrennt. In den beiden Ausnehmungen 35 und 36 liegt die dünne Scheibe 38, die im Betrieb der Kathode durch Stromdurchgang so hoch erhitzt wird, daß sie Elektronen emittiert.F i g. 8 shows another embodiment of the invention with a cathode with a flat emission surface. The two halves 33 and 34 one in the longitudinal direction split retaining bolts were each provided with a recess 35 or 36 and are otherwise separated from one another by the narrow gap 37. The thin one lies in the two recesses 35 and 36 Disk 38, which in operation of the cathode by current passage is heated so high that it emits electrons.

F i g. 9 zeigt einen Schnitt durch die Kathode nach F i g. 8 während der Herstellung derselben. Zwischen die Hälften 33 und 34 des Haltebolzens ist der Wolframdraht 39 in die Ausnehmungen 35 und 36 geklemmt. In Richtung der Pfeile 40 greifen die Elektroden der Punktschweißmaschine an, um den Wolframdraht 39 mit dem Haltebolzen zu verbinden.F i g. 9 shows a section through the cathode according to FIG. 8 during the manufacture of the same. Between the halves 33 and 34 of the retaining bolt, the tungsten wire 39 is clamped into the recesses 35 and 36. In the direction of the arrows 40, the electrodes of the spot welding machine attack the tungsten wire 39 to be connected with the retaining bolt.

Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch die fertige Kathode nach F i g. 8 und 9, nachdem der angepunktete Wolframdraht 39 und der Haltebolzen abgeschliffen sind, so daß von dem Wolframdraht 39 nur noch die dünne Schicht 38 übriggeblieben ist.10 shows a section through the finished cathode according to FIG. 8 and 9, after the spot-welded tungsten wire 39 and the retaining bolt have been ground off are, so that only the thin layer 38 of the tungsten wire 39 remains.

Claims (11)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektronenstrahlerzeugungssystem ohne Steuerelektrode mit einer Kathode und einer Anode, wobei die Kathodenfläche durch vom Rand nach innen verlaufende Einschnitte in mindestens zwei zur Stromzuführung dienende Abschnitte aufgeteilt wird, die über einen der Elektronenemission dienenden Bereich miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte als schmale Schlitze (2, 3; 7 bis 10) ausgebildet sind, deren Breite gegenüber den Abmessungen der zwischen den inneren Enden der Schlitze liegenden Emissionsfläche so klein ist, daß die Schlitze die Feldverteilung vor der Kathode nicht merklich beeinflussen.1. Electron gun without a control electrode with a cathode and a Anode, the cathode surface through incisions running inwards from the edge in at least two sections serving for power supply is divided, which via one of the electron emission serving area are connected to each other, characterized that the incisions are designed as narrow slots (2, 3; 7 to 10), the width of which is opposite the dimensions of the emission surface lying between the inner ends of the slots is so small that the slots do not noticeably affect the field distribution in front of the cathode. 2. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze an ihren inneren Enden in Querschlitze übergehen.2. electron gun according to claim 1, characterized in that the Slits merge into transverse slits at their inner ends. 3. Elektronenstrahlerzeugungssystern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionsfläche und die sich an sie anschließende Kathodenfläche eben sind.3. Electron beam generating system according to claim 1 or 2, characterized in that the emission surface and the cathode surface adjoining it are flat. 4. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionsfläche (17), von der Anode (18) her gesehen, konkav gekrümmt ist und die sich anschließende Kathodenfläche eben verläuft (F i g. 4).4. electron gun according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the emission surface (17), seen from the anode (18), is concavely curved and the adjoining cathode surface is flat (FIG. 4). 5. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionsfläche (33), von der Anode her gesehen, konvex gekrümmt ist und die sich anschließende Kathodenfläche (34) sich kegelstumpf förmig nach hinten erweitert (Fig. 5).5. electron gun according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the emission surface (33), seen from the anode, is convexly curved and the adjoining cathode surface (34) widens towards the rear in the shape of a truncated cone (FIG. 5). 6. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der als Metallblättchen ausgebildeten Kathode zwei gegenüberliegende T-förmige Schlitze (2, 3) vorgesehen sind, wobei die Querbalken des T die Querschlitze darstellen (Fig.l).6. electron gun according to one of claims 2 to 5, characterized in that that in the formed as a metal plate cathode two opposite T-shaped Slots (2, 3) are provided, the transverse bars of the T representing the transverse slots (Fig.l). 7. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschlitze an den inneren Enden der Schlitze so bogenförmig ausgebildet sind, daß die durch sie gebildeten Ränder der Emissionsfläche nach außen gekrümmt sind (F i g. 2).7. electron gun according to claim 2 or the following, characterized in that that the transverse slots are formed arcuate at the inner ends of the slots that the edges of the emission surface formed by them are curved outwards (FIG. 2). 8. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der von einem Metallblättchen8. electron gun according to one of claims 1 to 7, characterized in that that in that of a metal sheet gebildeten Kathode vier kreuzförmig angeordnete Schlitze (7 bis 10) vorgesehen sind, deren Enden die Ecken der Emissionsfläche (15) bilden (Fig. 3).formed cathode four cross-shaped slits (7 to 10) are provided, the ends of which form the corners of the emission surface (15) (Fig. 3). 9. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallblättchen auf mindestens zwei ebenen oder leicht gewölbten Auflageflächen (23, 24) einer Halterung aufliegt, die als Heizstromzuführungen ausgebildet sind (F i g. 6).9. electron gun according to claim 6 or 7, characterized in that the metal sheet on at least two flat or slightly curved contact surfaces (23, 24) a bracket rests, which are designed as heating current leads (Fig. 6). 10. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze höchstens 50 μία breit sind.10. Electron gun according to one of the preceding claims, characterized in that the slots are at most 50 μία wide. 11. Verfahren zum Herstellen der Schlitze in der Kathode eines Elektronenstrahlerzeugungssystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze durch Ausfräsen mit einem Korpuskularstrahl hergestellt werden.11. Method of making the slots in the cathode of an electron gun according to one of the preceding claims, characterized in that the slots can be produced by milling out with a corpuscular beam. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings 909504/1703909504/1703