热阴极

摘要： 栅控热阴极中和器不消耗推进剂,可以简化微电推进供气供电系统、降低整个系统的复杂性,并提高推力器的比冲.为了研究中和器结构尺寸和工况参数对电子发射性能的影响规律,采用Opera仿真软件对中和器建模,分析主要设计参数对阳极电流、栅极截获电流和电子束轨迹的影响.分析结果表明,采用合理的设计参数可以引出24.6 mA的阳极电流,栅极截获电流为0 mA,能够满足微小电推力器对中和器的需求.仿真分析结果也为后续试验验证提供了依据.

摘要： 新一代的CT系统需要多个电子源以取代原有机械式结构.本文介绍了这样用途的一种热阴极栅控电子枪的物理设计、工艺制造及发射性能测试.发射电流设计为高于100 mA,脉冲宽度100 μμs,重复频率100 Hz.测试中使用可以提供1.8kV阳极高压的直流电源,可调范围-60～200 V的栅控电源.计算仿真和优化已在设计阶段进行,包括电子枪结构设计和热设计.文中介绍了电子枪的发射测试结果及运行状况,测试中热阴极的发射电流密度高于9.04 A/cm2,电子枪的发射电流高于490 mA.基本测试结果表明,该电子枪在设计、制造和运行中所有主要指标是完全满足要求的.

摘要： 热阴极具有发射电流密度大、稳定性高、寿命长等优点,一直是真空电子器件的首选电子源.利用激光照射热阴极可以进一步提升热阴极的发射性能.本文针对热阴极在激光照射情况下的热状态分析方法进行了研究,基于真空绝热边界条件研究建立了考虑光透射深度,并综合考虑光热效应、冷却效应、热扩散和热辐射效应的热阴极光热过程动态仿真分析模型,并且给出了一种"快启动-保持"热阴极光热加热方案.利用该模型对不同吸收光强度下不同厚度阴极的温度变化进行了仿真模拟,仿真表明:阴极随吸收光强大小的不同存在不同的饱和温度,该饱和温度与阴极厚度无关,给出了升温拐点时间、饱和温度及启动时间与吸收光强和阴极厚度之间的关系;吸收光强越大,阴极厚度越薄,阴极启动时间越短,1 mm厚的钨阴极吸收连续光光强为0.4 kW/cm2时,启动时间为1.88 s,当吸收光强为10 kW/cm2时,则启动时间可以达到0.066 s.

摘要： 热阴极广泛应用真空电子器件、加速器、自由电子激光等各类束流装置,热阴极表面状态非均匀性对束流本征发射度有着显著的影响.本文推导了非均匀发射阴极的均方根本征发射度理论形式,并分析了逸出功非均匀性及其统计效应对本征发射度的影响.针对逸出功径向和一维余弦分布模型,计算了均方根发射度与逸出功非均匀性关系的理论数值解;基于有限差分法粒子仿真技术,开发了专用于阴极仿真的程序YY-PICMC,并验证了理论形式的正确性;针对逸出功二维余弦分布模型进行了理论和仿真分析,结果表明逸出功分布空间频数对均方根发射度涨落有显著影响,当空间频数趋于无限大时,发射度增长系数趋于1,即逸出功均匀阴极的情形;最后,分析了最接近真实阴极表面状态的二维逸出功随机分布模型,仿真结果表明随着空间频数增加,发射度增长系数统计方差逐渐减小,符合余弦模型结果的预期.本文建立的理论形式和仿真方法可以用于评估各类阴极表面逸出功空间非均匀性特征对束流本征发射度的影响程度.

摘要： Thermionic cathode is widely used in accelerators,FELs and all kinds of vacuum electronics.For better perform-ance and long stable running,low emittance with notable contribution from cathode is needed.Emittance of perfect thermal cath-ode only depends on radius and temperature.However,emission non-uniformity exists due to cathode surface profile,material distribution,temperature variation,crystal orientation,etc.,which may cause intrinsic emittance growth,brightness decline,en-velop size augment,device performance deterioration or even failure.To understand how intrinsic emittance is manipulated by temperature variation,a general intrinsic emittance model consisting of contributions from surface non-uniformity is developed based on general thermal emission.Numerical calculation for a cathode with radial temperature variation shows that RMS emit-tance declines about 15% when non-uniformity reaches 10%,which well conforms to FDTD-PIC simulation result.%从热发射理论出发,推导了非均匀发射阴极的均方根本征发射度的一般计算形式.针对一种最常见的温度径向分布近似模型,给出了均方根发射度随温度非均匀性变化趋势的理论数值解.基于有限差分法粒子仿真技术统计了热阴极的本征发射度,仿真结果与理论解一致,验证了非均匀发射热阴极本征均方根发射度一般形式的正确性.结果表明,径向温度非均匀性引起均方根发射度显著变化,非均匀系数为10%时引起均方根发射度下降约15%.本文建立的理论形式和仿真方法可以有效评估束流品质控制目标和工程热设计之间的依赖关系,以指导高效费比的工程设计.

摘要： The Dragon-Ⅱ inj ector is a strong current pulse electron beam source,it is an inductive adder with thermal cath-ode and provides three pulse beams with adj ustable pulse interval for Dragon-Ⅱ LIA.The way with cross validation and mutual promotion of PIC simulations and experiments is adopted during the inj ector beam tuning.First,the magnetic field loading range of the leading solenoid is determined approximately by the beam spot measurements.Second,the magnetic field configuration of every solenoid installed in the anode beam line is simulated by PIC step by step,and then confirmed by the beam spot measure-ments.By this means,three kinds of magnetic field configurations which can keep the pulse flat-topped completely are obtained in order to meet the different requirements of the downstream beam transportation.Finally,the factors affecting the effects of beam tuning are discussed and the key to the inj ector performance improvement is considered to be further improving the emission uni-formity of the large area thermal cathode.%神龙二号注入器是一台感应叠加型强流脉冲电子束源,采用热阴极工作模式,为神龙二号加速器提供间隔可调的三脉冲电子束.该注入器的束流调试采取PIC模拟和实验调试交互验证、互相促进的方式,先是通过束斑测量确定引导线圈磁场的加载范围,然后通过PIC方法逐级梳理阳极段束线各线圈的磁场配置,再通过束斑测量加以确认.通过这种束流调试方法,获得了保持束流脉冲平顶完整通过的三种磁场配置,以适应下游加速段束流传输的不同要求.讨论了影响束流调试效果的因素,认为提升神龙二号注入器性能的关键是进一步改进大面积热阴极发射的均匀性.

摘要： 近年来热阴极特别是钪系阴极得到充分发展,有望成为高功率微波的电子源.提出一种基于热阴极的新型"面包圈"式电子枪模型,以此电子枪作为相对论返波管的环形电子束发射源.通过仿真软件CST PARTICLE STUDIO对模型进行仿真验证,所得电子枪发射电流为786 A,阴极发射电流密度为30 A/cm2,电子束密度为305 A/cm2,电子通过率为99.9%.最后对热阴极在高功率微波器件中的应用进行了初步探索.%Having been fully developed in recent years, thermionic cathodes, especially scandate cathodes, are promised to be the electron source of high power microwave devices. A novel bagel-shaped E-gun based on thermionic cathode is proposed and used as the annular electron beam source of relativistic backward wave oscillator. The emission current of this model is obtained to be 786 A, the emission current density of cathode 30 A/cm2, the electron beam density 305 A/cm2, and the electron pass rate 99.9% via simulating the E-gun with CST particle studio. The application of thermionic cathodes in high power microwave device is also explored.

摘要： 毫米波、自由电子激光、高功率微波及太赫兹器件对大电流密度阴极具有迫切的需求.实现大电流密度热阴极的主要途径包括改善基体均匀性、减小基体颗粒尺寸、优化发射盐配方、表面覆膜等.通过三种工艺均实现了100A/cm2的大电流密度阴极:亚微米含钪钨基扩散阴极;亚微米钨粉浸渍钪酸盐阴极;表面覆钪钨膜阴极.最近的研究结果表明,采用2μm分级钨粉烧结后作为基体,浸渍411钪酸盐,在1000°C得到了114.8A/cm2的发射电流密度。

摘要： 在微波真空电子器件中，阴极的发射能力直接影响器件的性能。为了阴极性性能进行测试，本文简介了一种自行编制的热阴极发射特性测量数据处理软件的设计思想及工程应用。

摘要： 阴极作为真空电子器件的电子发射源，对器件的性能起着至关重要的作用，被喻为是真空电子器件的“心脏”。大发射电流密度阴极是实现大功率微波器件的最为关键的技术问题。目前的电子发射源有热阴极和场发射阴极两种，热阴极发射稳定，但加热功耗大，不利于器件微型化和集成化的发展趋势;场发射阴极由于其发射机理的特殊性，目前仍处于研究和开发阶段，尚需时日才能装配并应用在真空器件中，作为强大的电子发射源。本文通过热丝-化学气相沉积的方法，将在传统热阴极表面生长碳纳米管发射体阵列，运用堆栈式催化剂结构，实现碳纳米管在小区域的定向可控生长，同时，采用热阴极自加热的方式，实现了生长过程中局部加热，温度可控。

摘要： 对一个多腔热阴极微波电子枪进行了冷测调试。通过冷测调试，微波电子枪模型腔的各腔频率达 到了2860.7±0.3MHz，得到了较好的腔链色散曲线，场强比1：2.45：2.50，首腔品质因数为2189，耦 合腔链品质因数为6941。各主要微波性能参数基本满足了理论设计要求。该模型腔的冷测调试结果为正 式腔体的加工提供了依据。目前，微波电子枪的模型腔调试已经完成，正式腔体即将开始加工。

摘要： 对一种热阴极高功率返波管进行了理论研究,其具有寿命长稳定性好的特点.采用的热阴极发射电流密度为20A/cm2,发射面积为100cm2,发射总电流为2kA.首先对该热阴极单阳极电子枪进行仿真 研究,在确保不打火的情况下获得电子枪优化设计参数,再对整管进行粒子模拟研究,仿真结果表明,在工作频率为10.5GHz时,该热阴极返波管的输出功率可以达到290MW,换能效率为29％.

摘要： 实验发现H-模的产生与径向电场关系密切.那么使用实验装置将电子注入到等离子体中控制径向电场对于托卡马克实验研究是非常有意义的.目前,在J-TEXT托卡马克上进行的电子漂移注入实验目的是将电子注入到等离子体中.电子由六硼化镧热阴极发射,并且通过E×B 漂移注入到等离子体中.用于产生E×B 漂移的静电场由覆盖有氧化铝陶瓷绝缘层的高压极板产生.

摘要： 论文提出了一个低反轰双路微波馈入多腔热阴极微波电子枪的设计方案，即用两路独立微波馈入激励微波电子枪，一路由首腔馈入激励首腔和实现阴极表面建场引出电子，另一路由后续腔馈入并通过腔间耦合激励各腔；两路微波互不耦合，通过移相器实现首腔和第二个腔之间的相移连续可调。理论模拟结果表明，在一个射频周期内，热阴极微波电子枪的电子反轰功率约8kW，平均反轰功率仅为1.2W（重复频率25Hz和脉宽6μs）。目前，该腔体已在加工调试之中。

摘要： 热阴极是电真空器件的心脏，广泛的应用在微波管、行波管等器件中。热阴极中活性物质的蒸发特性对于研究热阴极的性能、评价阴极寿命及改进其制作工艺都有着重大的意义。因此研究阴极的蒸发特性很有必要性。本文利用四极质谱计(QMS)研究浸渍阴极的热蒸发特性。

摘要： 气体放电灯的高效和长寿命受配套的电感镇流器、热阴极启动模式的制约,废灯管中汞对环境的污染急需引起重视,只有节电、长寿命才是真正的绿色照明.

摘要： 本文研究了实用型La-Mo电子管的发射性能,并采用热力学计算、原位XPS等方法对La-Mo阴极中La的价态进行了研究,探讨了该阴极的发射机理.实验结果表明,实用型FU6051La-Mo电子管的阴极饱和脉冲电流密度为同型号钍钨管的2.32倍,而所需加热功率仅为钍钨阴极的47﹪.高温下La2O3可以被Mo2C还原成单质La.在阴极工作过程中,还原得到的La覆盖在Mo基体表面,降低了基体Mo的逸出功,促进了阴极的发射。

摘要： 阴极射线管，具有由绝缘支撑杆固定的阴极和多个栅极。阴极支撑在布置在杯形支撑内的套圈内，并通过晶化玻璃结合到该杯形支撑。杯形支撑由绝缘支撑杆固定。晶化玻璃通过烧成主要由氧化锌、氧化硼、氧化硅、和氧化镁组成的玻璃组合物形成。在使用波长为0.154纳米的X射线的X射线衍射分析中，所述晶化玻璃的衍射峰A与衍射峰B的强度比在0.25-0.80范围内，这里，衍射峰A是在2θ＝25.5°附近的峰，所述衍射峰B是在2θ＝26.5°附近的峰，2θ是试样表面的衍射X射线束与入射X射线束形成的角度。

摘要： 一种阴极射线管，其中加热器包括主加热部分和腿部分，每个腿部分包括第一多层绕线部分，它有螺旋缠绕成多层的加热丝；一个第二多层绕线部分，居中配置在主加热部分和第一多层绕线部分之间，也有多层缠绕的加热丝。主加热部分和至少一部分第二多层绕线部分用绝缘涂层加以覆盖，加热器被焊接在第一多层绕线部分上施加电压的电导体上，第二多层绕线部分中层数至少是三层，第一多层绕线部分中层数多于第二多层绕线部分中的层数。

摘要： 本发明公开了一种热阴极组件、真空虚拟阴极自动测量装置及方法，包括：电子收集极，所述电子收集极为中空的金属结构，所述金属结构上设有一开口，绝缘支架底端穿过所述开口并深入到电子收集极内部；所述绝缘支架底端连接热阴极灯丝；所述热阴极灯丝的两端分别与灯丝导线连接，所述灯丝导线穿过绝缘支架并引出到电子收集极外部；电子收集极的外部包围绝缘层，所述绝缘层和绝缘支架通过绝缘连接固件连接，能够使得电子收集极外部形成封闭的绝缘结构。本发明虚拟阴极由热阴极灯丝产生，而灯丝的加热电流由软件程序控制数据采集卡自动输出，因而该装置中的虚拟阴极是可控可变的。

摘要： 陶瓷辅助阴极热阴极荧光灯涉及一种高性能荧光灯的结构，该荧光灯以两端封闭的灯管玻壳(2)为发光体，在灯管玻壳(2)的内壁上设有荧光粉层(1)，在灯管玻壳(2)的每一端上分别设有两根电极(5)、一个辅助陶瓷阴极(7)和热阴极灯丝，热阴极灯丝(4)放置在辅助陶瓷阴极(7)所围的区域内，热阴极灯丝(4)两端分别与电极(5)相连，在灯管玻壳(2)内充有放电气体(3)。陶瓷辅助阴极(7)的形状为管状、或杯状、或碗状、或杆状、或片状、或瓦片状。由于材料的高二次电子发射系数和好的抗离子轰击性能，可以降低冷阴极荧光灯的工作电压，提高发光效率，并延长灯管寿命。

摘要： 非直接加热阴极式离子源的阴极被至少一个杆或钉支撑。阴极优选为盘状，支撑杆的直径小于阴极盘的直径以减少热传导和热辐射。在一个实施例中，阴极被单个杆在盘中心或中心附近支撑。为简单和稳定地夹紧和分离，支撑杆被一个弹簧夹夹持。阴极盘和支撑杆可制造成一块。一发射热电子化电子的丝极在靠近阴极处安装在支撑杆周围。

摘要： 本发明涉及一种电极，其为热阴极荧光灯用电极，其中，具有：发射热电子的主体部、支撑该主体部的导电性支撑体和与导电性支撑体电连接的引线，所述主体部不具有灯丝结构，并且由作为柱状或块状的块体材料的导电性钙铝石化合物构成。

摘要： 本发明提供即使是具备长寿命的热阴极荧光灯的背光灯也能够缩短启动时间的背光灯。它是具备热阴极荧光灯(10)的背光灯(100)。热阴极荧光灯(10)由灯管(12)、灯丝(14)、以及支持灯丝(14)的一对引线(13)构成，在热阴极荧光灯(10)设置黑化抑制部件(50)。黑化抑制部件(50)利用在灯丝(14)预热时在热电子发射后(57)到达黑化形成区域(51)之前(55)的一段时间，在一对引线(13)之间使端子之间发生辉光放电(52)的灯丝(14)实现。

摘要： 本发明公开了一种热阴极组件、真空虚拟阴极自动测量装置及方法，包括：电子收集极，所述电子收集极为中空的金属结构，所述金属结构上设有一开口，绝缘支架底端穿过所述开口并深入到电子收集极内部；所述绝缘支架底端连接热阴极灯丝；所述热阴极灯丝的两端分别与灯丝导线连接，所述灯丝导线穿过绝缘支架并引出到电子收集极外部；电子收集极的外部包围绝缘层，所述绝缘层和绝缘支架通过绝缘连接固件连接，能够使得电子收集极外部形成封闭的绝缘结构。本发明虚拟阴极由热阴极灯丝产生，而灯丝的加热电流由软件程序控制数据采集卡自动输出，因而该装置中的虚拟阴极是可控可变的。

摘要： 陶瓷辅助阴极热阴极荧光灯涉及一种高性能荧光灯的结构，该荧光灯以两端封闭的灯管玻壳(2)为发光体，在灯管玻壳(2)的内壁上设有荧光粉层(1)，在灯管玻壳(2)的每一端上分别设有两根电极(5)、一个辅助陶瓷阴极(7)和热阴极灯丝，热阴极灯丝(4)放置在辅助陶瓷阴极(7)所围的区域内，热阴极灯丝(4)两端分别与电极(5)相连，在灯管玻壳(2)内充有放电气体(3)。陶瓷辅助阴极(7)的形状为管状、或杯状、或碗状、或杆状、或片状、或瓦片状。由于材料的高二次电子发射系数和好的抗离子轰击性能，可以降低冷阴极荧光灯的工作电压，提高发光效率，并延长灯管寿命。

摘要： 提供一种电子束冷床熔炼炉中热阴极电子枪阴极塞用夹紧用具，包括内框架和套设于内框架外部的外框架，内框架下端固定有朝内设置的上定位块，外框架的下端固定有朝内设置的下定位组件，外框架上端中部高度可调式与锁紧装置连接，锁紧装置下端与内框架上端中部固定连接，并通过锁紧装置调节外框架的上下位置后使分别位于阴极塞第二层环板上下方的上定位块和下定位组件将阴极塞第二层环板夹紧或松开。本实用新型实现了高温状态下阴极塞的快速装夹，消除因阴极塞冷却而造成长时间等待的弊端，缩短阴极塞的维修和更换时间，提升电子枪的维护效率，避免在更换电子枪阴极塞的过程中造成人员烫伤以及阴极塞掉落而造成阴极塞损伤的问题，阴极塞拆装可靠。