JP6523301B2 - 電子源、x線源、当該x線源を使用した装置 - Google Patents
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Description
100 マイクロ電子放出ユニット、101 ベース電極層、102 絶縁層、 103 グリッド電極層、104 電子エミッタ、105 開口、106 ベース層、107 導電層
2 陽極、21、22、23、......陽極のX線ターゲットポイント
3 真空ボックス、4 電子源制御装置、41 第一の接続装置、5 高圧電源、51 第二の接続装置、6 集束装置、7 コリメーティング装置
81 X線源、82 検知器、83 検査対象、84 搬送装置
S マイクロ電子放出ユニットのサイズ、D 開口のサイズ、H 電子エミッタからグリッド電極までの距離、h 電子エミッタの高さ、d 電子放出領域間の間隔、V 電界放出電圧、E 電子ビーム流、X X線、O X線源中心、中心線または軸線
Claims (17)
- 電子源であって、
2つ以上の電子放出領域を有し、各前記電子放出領域が複数のマイクロ電子放出ユニットを含み、
前記マイクロ電子放出ユニットは、ベース電極層と絶縁層とグリッド電極層とを含み、前記絶縁層は前記ベース電極層の上方に位置し、前記グリッド電極層は、前記絶縁層の上方に位置し、その厚さが前記絶縁層の厚さより小さく、
前記マイクロ電子放出ユニットはさらに、前記グリッド電極層における開口と、及び前記ベース電極層に固定され前記開口の位置に対応する電子エミッタとを含み、前記開口のサイズは、前記絶縁層の厚さより小さく、且つ前記電子エミッタから前記グリッド電極層までの距離より小さく、
同じ前記電子放出領域における各前記マイクロ電子放出ユニット同士が電気的に接続され、同時に電子を放出するかまたは同時に電子を放出しなく、
隣接する所定の数量の前記電子放出領域は所定の順番による電子放出を行い、前記所定の順番による電子放出は、間隔放出、一部同時放出、グループリング組み合わせ放出の少なくとも1つであり、
前記間隔放出とは、奇数番目の前記電子放出領域が第1群の電子放出領域であって、偶数番目の前記電子放出領域が第2群の電子放出領域である場合、前記第1群の電子放出領域における各前記電子放出領域から順次に電子が放出され且つ前記第2群の電子放出領域における各前記電子放出領域から電子が放出されないこと、或いは、前記第2群の電子放出領域における各前記電子放出領域から順次に電子が放出され且つ前記第1群の電子放出領域における各前記電子放出領域から電子が放出されないことであり、
前記一部同時放出とは、iがi≧2の整数である場合、先ず、1,1+i,……番目の電子放出領域から電子が同時に放出し、その後、2,2+i,……番目の電子放出領域から電子が同時に放出し、続いて、i,2i,……番目の電子放出領域から電子が同時に放出することであり、
前記グループリング組み合わせ放出とは、隣接しているn(nはn≧2の整数である)個の前記電子放出領域を1つのグループとして重ならない組み合わせを形成して、前記グループを単位として電子放出を行うことであり、
前記電子放出領域の表面は、幅方向において円弧状であり、前記電子放出領域における各前記マイクロ電子放出ユニットにより放出された電子は、幅方向において、1つの点に集束することを特徴とする電子源。 - 異なる前記電子放出領域同士が電気的に分離されていることを特徴とする請求項1に記載の電子源。
- 異なる前記電子放出領域同士が電気的に分離されていることは、各前記電子放出領域の前記ベース電極層がそれぞれ分離して独立すること、または、各前記電子放出領域の前記グリッド電極層がそれぞれ分離して独立すること、または、各前記電子放出領域の前記ベース電極層と前記グリッド電極層がいずれもそれぞれ分離して独立することであることを特徴とする請求項2に記載の電子源。
- 前記電子エミッタの高さが前記絶縁層の厚さの2分の1より小さいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子源。
- 前記電子放出領域の長さと幅の比率が2より大きいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子源。
- 各前記電子放出領域の放出電流が0.8mAより大きいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子源。
- 前記電子エミッタの材料がナノ材料を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子源。
- 前記ナノ材料は、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、またはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項7に記載の電子源。
- 前記ベース電極層は、ベース層と前記ベース層の上方に位置する導電層とを含み、
前記電子エミッタが前記導電層に固定されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子源。 - 前記導電層は、フィルムであり、
前記フィルムの材料は、ナノ材料であり、
前記電子エミッタにおいて、前記開口における前記フィルムの一部のナノ材料が直立して、前記導電層の表面に直交することを特徴とする請求項9に記載の電子源。 - 複数の前記マイクロ電子放出ユニットが配列された方向における前記マイクロ電子放出ユニットの空間サイズの範囲は、1μm〜200μmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子源。
- 真空ボックスと、
前記真空ボックス内に配置された請求項1〜11のいずれか1項に記載の電子源と、
前記電子源に対向して前記真空ボックス内に配置された陽極と、
前記電子源の前記電子放出領域の前記ベース電極層と前記グリッド電極層との間に電圧を印加するための電子源制御装置と、
前記陽極に接続され、前記陽極に高圧を供給するための高圧電源とを備えることを特徴とするX線源。 - 前記真空ボックスの壁に取付けられ、前記電子源と前記電子源制御装置を接続するための第1の接続装置と、
前記真空ボックスの壁に取付けられ、前記陽極と前記高圧電源を接続するための第2の接続装置とをさらに備えることを特徴とする請求項12に記載のX線源。 - 前記陽極は、前記電子源の各前記電子放出領域に対応するターゲットポイント位置を有し、前記陽極のターゲットポイント位置に異なるターゲット材が設置されていることと、
前記電子源制御装置は、前記電子源の前記電子放出領域が所定の順番で電子放出を行うように制御することと、
前記電子源制御装置は、前記電子源の隣接する所定の数量の前記電子放出領域が所定の順番で電子放出を行うように制御することと、
前記電子放出領域の表面は、幅方向において円弧状であり、前記電子放出領域における各前記マイクロ電子放出ユニットにより放出された電子は、幅方向において、1つの点に集束することとのうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項12に記載のX線源。 - それぞれ複数の前記電子放出領域のそれぞれに対応して、前記電子源と前記陽極の間に配置されている複数の集束装置をさらに備え、
前記集束装置は、前記電子放出領域の上方において、当該電子放出領域におけるすべての前記マイクロ電子放出ユニットを囲むことと、
前記集束装置は、電極またはソレノイドであることと、
前記X線源の内部または外部に配置され、X線の出力経路に位置し、出力されたX線を所定の形状にさせるためのコリメーティング装置をさらに備えることのうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項12〜14のいずれか1項に記載のX線源。 - 前記陽極のターゲットポイントは、円形または円弧状に配列されていること、或いは、
前記陽極のターゲットポイントの配列形態は、四角形配列、折れ線配列または直線配列であることを特徴とする請求項12〜14のいずれか1項に記載のX線源。 - 前記陽極のターゲットは、透過型ターゲットであり、出力されたX線は、前記電子源からの電子ビーム流と同じ方向であること、或いは、
前記陽極のターゲットは、反射ターゲットであり、出力されたX線は、前記電子源からの電子ビーム流と90度の角度をなすことを特徴とする請求項12〜14のいずれか1項に記載のX線源。
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