圆角化方向.DOC

TEM电子枪加速极板圆角对周边电场的影响 孟庆浪1,3，董全林2,3，钱建强1,3 摘要：电子枪中，加速极板的性能决定了电子枪的发射性能，选择正确的加速极板可以在小范围内获得精确度高、束流稳定的电子束流。本文基于电子显微镜（TEM），对其电子枪中的加速极板圆角化进行了全方位分析研究，建立了圆角与轴上场强的关系式，并根据极板形状和圆角位置利用Matlab和Ansys等软件进行了仿真分析，确定出最佳圆角化尺寸。结果表明，利用一定范围内的圆角使得加速极板的性能得了一定的提高，为电子枪结构的设计提供了一定理论指导。 关键词：电子枪 加速极板 电场 圆角化 电子束 中图分类号：TB97 文献标识码： A The influence of the accelerating plate’s fillets on the surrounding electric field of the TEM electron gun MENG Qinglang(1,3), DONG Quanlin(2,3),QIAN Jianqiang(1,3), (1.School of Physics and Nuclear Energy Engineering, BeiHang University, Beijing 100191, China; 2. School of Instrumentation Science and Opto-electronics Engineering，Beihang University，Beijing 100191，China;3 Key Laboratory of Micro-nano Measurement-Manipulation and Physics，Beijing 100191，China) Abstract：The emission performance of electron gun is determined by the accelerating plate.Good A good accelerating plate can get a electron beam with high precision and good stability on a small scale.This paper has carried on the comprehensive analysis about the accelerating plate’s fillet of electron gun on the basis of the transmission electron microscopy(TEM).A relationship of fillets and electric field intensity is established and determine the optimum fillet dimension by using Matlab and Ansys software according to the plate shape and the fillet position.The results show that the accelerating plate’s performance had been improved by using the fillet.This paper provides theoretical guidance for the design of the electron gun. Key word：electron gun; accelerating plate; electric field; fillet; electron beam 0. 引言 电子显微镜（TEM，SEM，STEM）、电子探针显微分析仪（EPMA）、高能粒子加速器以及3D打印技术等真空电子器件都离不开电子枪[1,2,3]。其中有的仪器应用束流比较小，如TEM，SEM，在几十pA-nA数量级；而有的则要求高束流，如EPMA，增材制造等，在μA-A数量级[4,5]。点[6]。电子枪通过极板在空间产生电场，与阴极发射的电子相互作用，对其进行聚焦和加速，从而形成符合要求的电子束[7,8,9]，所以极板参数对周边电场分布有着重要作用。本文从解析角度加速极板，圆角化轴上场强分布电子枪结构设计提供了一定理论基础。 1. 圆弧型极板 为了获得束流品质更好的电子束，最重要的就是要使周边电场更均匀，中心轴线上场强分布更大，阴极发射面一般都会加工成带有一定的圆形弧面，使得电子的发射层流性均匀性更好。在电子被引出经过加速管的过程中，对电场的分布同样有严格的要求，因此在