DE1491461A1

DE1491461A1 - System for generating a flat electron beam for a running field tube with purely electrostatic focusing

Info

Publication number: DE1491461A1
Application number: DE19651491461
Authority: DE
Inventors: Bittorf Dipl-Phys Hannsjoerg
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1965-07-15
Filing date: 1965-07-15
Publication date: 1969-05-14
Also published as: GB1146546A; NL6608679A; US3454806A

Description

Siemens & Halske München 2, 1 5.JUU1965Siemens & Halske Munich 2, 1 June 5, 1965

Aktiengesellschaft Wittelsbacherplatz' 2Aktiengesellschaft Wittelsbacherplatz '2

pa 65/2547pa 65/2547

System zur Erzeugung eines Elektronenflachstrahls für eine Lauf feldröhr e_mit je gin_elektros tat is cher^Fokussierunig^^ System for generating a flat electron beam for a Lauf feldröhr e_mit je gin_elektros tat is cher ^ Fokussierunig ^^

Die Erfindung betrifft ein Elektronenstrahl-ErzeugungssyBtem fur eine lauffeldröhre mit rein elektrostatischer Fokussierung, welches eine Kathode, eine blendenförmige Zuganode und mindestens eine Strahlformungselektrode enthält, die zusammen einen Elektronenstrahl flachen Querschnitts erzeugen, der auf eine schraubenlinienförmige Bahn gebracht wird, auf welcher der Elektronenstrahl entlang einer Verzögerungsleitung im Feld eines Zylinder-The invention relates to an electron beam generating system for a running wave tube with purely electrostatic focusing, which has a cathode, a diaphragm-shaped pulling anode and at least contains a beam-shaping electrode, which together produce an electron beam of flat cross-section, which is on a helical Is brought orbit on which the electron beam along a delay line in the field of a cylinder

kondensators verläuft. λ_λαααα capacitor runs. λ _λαααα

909820/0531909820/0531

Wh/hfr PA 9/492/465 12,7.1965 - 2 -Wh / hfr PA 9/492/465 12.7.1965 - 2 -

H9T461H9T461

PA 9/492/465 ■ ' - 2 ~PA 9/492/465 ■ '- 2 ~

Ea sind Lauffeldröhren bekannt," bei denen ein ElektronenstrahlLauffeld tubes are known "in which an electron beam

rein elektrostatisch auf schraubenlinienförmiger Bahn zwischen einer Verzögerungsleitung und einer Außenelektrode geführt ist. Die Verzögerungsleitung ist dabei gegenüber der Außenelektrode mit einem hohen positiven Gleichpotential beaufschlagt, wodurch die nach außen gerichtete Zentrifugalkraft des Elektronenstrahls durch eine elektrostatische Gegenkraft aufgehoben wirdοis guided purely electrostatically on a helical path between a delay line and an outer electrode. A high positive direct potential is applied to the delay line with respect to the outer electrode, as a result of which the outward centrifugal force of the electron beam is canceled by an electrostatic counterforce

A Lauffeldröhren dieser Art mit rein elektrostatischer Fokussierung des Elektronenstrahls werden allgemein als E-Typ-Röhren bezeichnet. Sie arbeiten gewöhnlich mit einem Elektronenflachstrahl, wobei das Problem besteht, den Flachstrahl, dessen Erzeugung auf rein elektrostatischem Weg erfolgen soll, auf einen ' ' bestimmten Radius genau tangential in die schraubenlinienförmig© Bahn einzuschießen. Bei den bisher bekannten E-Typ-Röhren hat man Elektronenkanonen verwendet, die aus einer Kathode und einigen Schlitzblenden besteht, wobei die Emissionsfläche der Kathode sich in einer Ebene senkrecht zu einer Tangente der schraubenlini-A running field tubes of this type with purely electrostatic focusing of the electron beam are commonly referred to as E-type tubes. They usually work with a flat electron beam, the problem is the flat jet, the generation of which is to take place in a purely electrostatic way, on a '' defined radius exactly tangential into the helical © Shoot in the track. In the case of the previously known E-type tubes, electron guns have been used which consist of a cathode and some There is slit diaphragms, the emission surface of the cathode in a plane perpendicular to a tangent of the helical

P enförmigen Elejctronenstrahlbahn befindet. Solche Elektronenkanonen weisen jedoch nur kleine Strahlverdichtungen auf. Darüber hinaus bieten diese bekannten Flachstrahlkanonen für E-Typ-Röhren nur wenig Möglichkeiten, den Elektronenstrahl beim Einschuß in das Feld des Zylinderkondensators in seiner Fokussierung zu beeinflussen.Pen-shaped electron beam is located. Such electron guns however, show only small jet densities. In addition, these known flat-jet guns for E-type tubes offer only a few possibilities to prevent the electron beam from being fired to influence the field of the cylindrical capacitor in its focusing.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine elektrostatisch fokussierende Elektronenkanone zu schaffen, die einenThe invention is therefore based on the object of an electrostatic focusing electron gun to create the one

909820/0531 - ³ "909820/0531 - ³ "

U9U61U9U61

, PA 9/492/465 . - - 3 - ', PA 9/492/465. - - 3 - '

.'hochverdichteten Elektronenflachstrahl erzeugt und eine Winkel-. korrektur des Plachatrahls am Einschußort in die Umlaufbahn einer E-Typ-Röhre ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Elektronenstrahl-Erzeugungssystem der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die wirksame Kathodenoberfläche um 90° gedreht seitlich von der Zuganode angeordnet ist, welche an der Eintrittsstelle des Elektronenstrahls in das PeId des Zylinderkondensators senkrecht zur schraubenlinienförmigen Elektronenstrahlbahn sich erstreckt und das im Raum des Strahlerzeugungssystems vorhandene elektrostatische Feld vom Feld des Zylinderkondensators trennt, während an der Seite des Systems, die der Kathodenöberflache gegenüberliegt, eine angenähert mit Kathodenpotential beaufschlagte Umlenkelektrode vorhanden ist, wobei seitlich von der Kathode im Bereich zwischen Kathode und Zuganode einerseits und zwischen Kathode und Umlenkelektrode andererseits Strahlformungselektroden angeordnet sind, welche mit einer zwischen Kathoden- und Zuganodenpotential liegenden elektrischen Spannung beaufschlagt sind, derart, daß die von der Kathode ausgehende Elektronenströmung um 90° in Richtung auf die Blendenöffnung der Zuganode umgelenkt wird..'Highly compressed flat electron beam generated and an angle. Correction of the Placha jet at the point of entry into the orbit of an E-type tube is possible. To solve this problem, a Electron beam generating system of the type mentioned at the outset the invention proposed that the effective cathode surface is rotated by 90 ° to the side of the pulling anode, which at the point of entry of the electron beam into the PeId of the cylindrical capacitor perpendicular to the helical electron beam path extends and the electrostatic field present in the space of the beam generation system from the field of the cylindrical capacitor separates, while on the side of the system that is opposite the cathode surface, an approximately with cathode potential applied deflection electrode is present, with the side of the cathode in the area between the cathode and pulling anode on the one hand and between the cathode and deflection electrode on the other hand beam shaping electrodes are arranged, which with a electrical voltage lying between the cathode and the anode potential are applied in such a way that the voltage emanating from the cathode Electron flow is deflected by 90 ° in the direction of the aperture of the pull anode.

Ein Elektronenstrahl-Erzeugungssystem nach der vorliegenden Erfindung weist zunächst den Vorteil auf, daß bei einer verhältnismäßig geringen Kathodenbelastung sehr hohe Stromdichten des die Zuganode verlassenden Elektronenstrahls erzielbar sind} beispeilsweise ist bei einer Kathodenbelastung von ungefähr 1 A/cm ein Flachstrahl mit einer Stromdichte von ungefähr 10 A/cm ohneAn electron gun according to the present invention initially has the advantage that with a relatively low cathode load, very high current densities of the electron beam leaving the pulling anode can be achieved} for example For a cathode load of approximately 1 A / cm, a flat jet with a current density of approximately 10 A / cm is without

909820/0531 "⁴ "909820/0531 " ⁴ "

H9U61H9U61

P Λ 9/492/465 -4 -P Λ 9/492/465 -4 -

weiteres zu erreichen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch Regulierung der Spannungen, die an die einzelnen Elektroden angelegt werden, der Elektronenstrahl sich verkippen und gleichzeitig in radialer Richtung zur schraubenlinienförmigen Bahn verschieben läßt. Das Kanonenfeld ist dabei gegenüber dem Feld des Zylinderkondensators durch die blendenförmige Zuganode abgeschirmt, so daß eine Spannungsregulierung an der Kanone sich nicht störend auf die Strahlführung im eigentlichen Laufraun der Röhre auswirkt. Falls dennoch beim Übergang zwischen dem Kanonenfeld und dem Feld des Zylinderkondensators Störungen im Strahlverlauf auftreten sollten, kann in Weiterbildung der Erfindung hinter der Zugkanone noch ein kleiner Plattenkondensator angeordnet werben, welcher eine weitere Möglichkeit zur Strahlkorrektur erbringt.to achieve further. Another important advantage of the invention is that by regulating the tensions, which are applied to the individual electrodes, the electron beam tilt and at the same time in the radial direction to Can move helical path. The cannon field is opposite the field of the cylinder capacitor through the Screen-shaped pulling anode shielded, so that a voltage regulation at the cannon does not interfere with the beam guidance in the actual barrel area of the tube. If at the In the transition between the gun field and the field of the cylindrical capacitor, disturbances in the beam path can occur Further development of the invention behind the pulling gun, a small plate capacitor is also advertised, which is a further possibility for beam correction provides.

Anhand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden. Einander entsprechende Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.The invention will be explained in more detail below with reference to the figures of the drawing. Corresponding parts are included provided with the same reference numerals.

Die Figur 1 zeigt als schematisches Schnittbild den Aufbau und die Fotentialverteilung einer erfindungsgemäßen Elek+ronenflachstrahl-Kanone. Mit 1 ist eine Kathode, beispielsweise eine MK-Kathode mit 3 mn durchmesser, bezeichnet, die von einer Wehneltelektrode 2 umgeben ist. Die Wehneltelektrode 2 ist mit einem Schlitz 3 versehen, mit dessen Hilfe aus der von der Kathode 1 emittierten Elektronenströmung ein Elektronenbündel 4, beispielsweise mit 1,8 mm Breite und 5 mm Höhe,ausgeblendet wird. Gegen-Figure 1 shows a schematic sectional view of the structure and the photential distribution of a flat electron gun according to the invention. 1 with a cathode, for example an MK cathode with a diameter of 3 mn, denotes that of a Wehnelt electrode 2 is surrounded. The Wehnelt electrode 2 is provided with a slot 3, with the help of which the cathode 1 emitted electron flow, an electron beam 4, for example 1.8 mm wide and 5 mm high, is masked out. Against-

909820/0531 " ⁵ ~909820/0531 " ⁵ ~

PA 9/492/465 - 5 -PA 9/492/465 - 5 -

über der wirksamen Kathodenoberfläche ist um 90° gedreht eine blendenförmige Zuganode 5 angeordnet, welche sich senkrecht zur Elektronenstrahlrichtung an der Eintrittsstelle des Elektronenstrahls 4 in ein auf die Zuganode folgendes Feld eines (nicht dargestellten) Zylinderkondensators erstreckt. Die Zugahode 5 ist an ihrem der Kathode 1 benachbarten Ende mit einem Fortsatz versehen, der in wesentlichen parallel zur wirksamen Kathodenoberfläche verläuft und sich bis in die Nähe der Elektronenströmung über der Kathode 1 erstreckt. An der Seite des Systems, die der Kathodenoberfläche gegenüberliegt, ist eine plattenför- % mige Umlenkelektrode 7 vorhanden, die angenähert mit Kathodenpotential beaufschlagt sein soll. Diese Umlenkelektrode 7 weist an ihrem der Zuganode zugewandten Ende einen Ansatz 8 auf, der dem an der Zuganode 5 befindlichen Fortsatz 6 gegenübersteht₀ Eine derartige abgewinkelte Form der Umlenkelektrode ist dem Umstand förderlich, daß der obere Strahlrand des Elektronenstrahls 4 bei der Umlenkung stärker gekrümmt sein muß als der untere Strahlrand. Im Raum zwischen dem Teil 6 der Zuganode 5 und der Wehneltelektrode 2 befindet sich eine erste Strahlformungselektrode 9, die mit einer, zwischen Kathoden- und Zuganodenpotential liegenden elektrischen Spannung beaufschlagt sein sollo Auf der anderen Seite des Elektronenstrahls 4 ist etwa in gleicher Entfernung von der Wehneltelektrode 2 und der Umlenkelektrode 7 eine zweite Strahlformungselektrode 10 angeordnet, die zylindrische Form hat und im wesentlichen mit dem gleichen Potential wie die erste Strahlformungselektrode 9 beaufschlagt sein soll. Außerdem ist unterhalb der zylindrischen StrahlformungselektrodeA diaphragm-shaped tension anode 5 is arranged above the effective cathode surface, rotated by 90 °, which extends perpendicular to the electron beam direction at the entry point of the electron beam 4 into a field of a cylinder capacitor (not shown) following the tension anode. At its end adjacent to the cathode 1, the access electrode 5 is provided with an extension which runs essentially parallel to the effective cathode surface and extends up to the vicinity of the electron flow above the cathode 1. On the side of the system, which is opposite to the cathode surface, a plate-%-shaped Umlenkelektrode 7 is present, which is to be approximated applied cathode potential. This Umlenkelektrode 7 has on its side facing the Zuganode end a projection 8 which confronts the projection 6 located at the Zuganode 5 ₀ Such angled shape of Umlenkelektrode is the fact beneficial in that the upper beam edge of the electron beam 4 is curved more in redirecting be must than the lower edge of the beam. In the space between the part 6 of the tension anode 5 and the Wehnelt electrode 2 there is a first beam-shaping electrode 9, which should be subjected to an electrical voltage between the cathode and the tension anode potential. The other side of the electron beam 4 is approximately the same distance from the Wehnelt electrode 2 and the deflection electrode 7, a second beam-shaping electrode 10 is arranged, which has a cylindrical shape and is intended to have essentially the same potential as the first beam-shaping electrode 9. Also is below the cylindrical beam-shaping electrode

909820/0531 "⁶ "909820/0531 " ⁶ "

PA 9/492/465 - 6 -PA 9/492/465 - 6 -

eine weitere, plattenförmig ausgebildete Strahlformungselektrode 11 angeordnet, die seitlich vom Elektronenweg sich im wesentlichen senkrecht zur Kathodenebene erstreckt} an diese Elektrode soll ungefähr die gleiche Spannung wie an die Wehneltelektrode 2 angelegt sein.a further, plate-shaped beam-shaping electrode 11 is arranged, which extends laterally from the electron path essentially perpendicular to the cathode plane} on this electrode should be about the same voltage as applied to the Wehnelt electrode 2.

Die in Figur 1 dargestellte Elektrodenanordnung mit den beschriebenen Potentialen ruft eine Potentialverteilung hervor, wie sie durch die Fotentiallinien 12 in Figur 1 angedeutet ist. Auf die-The electrode arrangement shown in Figure 1 with the described Potentials produce a potential distribution as is indicated by the photo vertical lines 12 in FIG. On the-

ser Potentialverteilung beruht die Umlenkung und gleichzeitige Verdichtung der von der Kathode 1 ausgehenden Elektronenströmung in Richtung auf die Blendenöffnung 13 der Zuganode 5. Obwohl dabei die Einflüsse der einzelnen Elektroden sich nicht.voneinander trennen lassen, kann man über- Jire wesentliche Bedeutung folgende Angaben machen: Die Wehneltelektrode 2 mit dem Wehneltschlitz 3,dient in erster Linie der Begrenzung deo Strahlquerschnitts. Sie verhindert außerdem in bekannter Weise ein Aufspreizen des Elektronenstrahls durch Raumladungskräfte. Das Potential der Wehneltelektrode 2 liegt zwischen Kathodenpotential und einem negativen Zehntel des Zuganodenpotentials. Die Spannung an den beiden Strahlformungselektroden 9 und 10 soll ein bis vier Zehntel des Zuganodenpotentials betragen? die Größe dieser Spannung bestimmt im wesentlichen die Stärke des Emissionsstromes und die Lage des Fokus des Elektronenflachstrahls 4. Dabei muß die Form der Strahlformungselektrode 10 nicht unbedingt kreiszylindrisch sein. Es kommt nur darauf an, daß die mit den Linien angedeutete Feldverteilung im wesentlichen erhalten bleibt. DieThis potential distribution is based on the deflection and simultaneous Compression of the electron flow emanating from the cathode 1 in the direction of the diaphragm opening 13 of the pulling anode 5. Although The influences of the individual electrodes do not differ from one another let separate, one can over- Jire essential meaning provide the following information: The Wehnelt electrode 2 with the Wehnelt slot 3, is primarily used to limit the jet cross-section. It also prevents spreading of the electron beam by space charge forces in a known manner. The potential the Wehnelt electrode 2 lies between the cathode potential and a negative tenth of the train anode potential. The voltage at the two beam-shaping electrodes 9 and 10 should be one to four tenths of the pulling anode potential? the magnitude of this tension essentially determines the strength of the emission current and the position of the focus of the flat electron beam 4 the shape of the beam-shaping electrode 10 does not necessarily have to be circular-cylindrical. It just depends on the one with the lines indicated field distribution is essentially retained. the

909820/0531 _₇_909820/0531 _ ₇ _

PA 9/492/465 - 7 -PA 9/492/465 - 7 -

zusätzliche, plattenförmige Strahlformungselektrode 11, die auf einem Potential zwischen Kathodenpotential und einem um ein Zehntel des Zuganodenpotentials verringerten Kathodenpotential liegt, ermöglicht im Zusammenwirken mit der Strahlformungselektrode 9 und dem Teil 6 der Zuganode 5 eine Feinkorrektur des Strahlverlaufs. Insbesondere kann mit der Einstellung der Spannung an der plattenförmigen Strahlformungselektrode 11 ein Überschneiden der Strahlberandung vermjalen werden, weil durch die Elektrode 11 vorwiegend der obere Strahlrand beeinflußbar ist, während der Verlauf des unteren Strahlrands durch die Strahlformungselektrode 9 und dem an der Zuganode 5 befindlichen Fortsatz 6 bestimmt wird. Die etwa auf Kathodenpotential liegende Umlenkelektrode 7 bewirkt hauptsächlich die Umlenkung des Elektronenstrahls 4. Diese Elektrode erlaubt es auch, den Austrittswinkel des Elektronenstrahls 4 aus der Blendenöffnung 13 der Zuganode 5 zu beeinflussen, wobei der Strahl auch etv/as seitlich verschoben werden kann. Die Form der Zuganode 5 ist einerseits dadurch bestimmt, daß das Kanonenfeld vom Feld des eigentlichen laufraums streng getrennt sein soll, un eine gegenseitige Beeinträchtigung der beiden FeI-der zu vermeiden. Andererseits ist der abgewinkelte Fortsatz 6 an der Zuganode 4 erforderlich, un zusammen mit den beiden wesentlichen Strahlformungselektroden 9 und 10 die gewünschte Strahlforn zu erreichen. Hierzu sei bemerkt, daß die Zuganode selbstverständlich auch aus zwei getrennten Teilen, nämlich der Platte mit der Blendenöffnung 13 und einer dazu senkrechten, dem Fortsatz G entsprechenden Platte bestehen kann.additional, plate-shaped beam shaping electrode 11, which is at a potential between the cathode potential and a Tenth of the pulling anode potential is reduced cathode potential, made possible in cooperation with the beam-shaping electrode 9 and the part 6 of the pulling anode 5 a fine correction of the beam path. In particular, with the setting of the voltage of the plate-shaped beam-shaping electrode 11 will overshoot the beam boundary, because the electrode 11 predominantly the upper beam edge can be influenced, while the course of the lower beam edge through the beam-shaping electrode 9 and the extension 6 located on the tension anode 5 is determined. The deflecting electrode 7, which is approximately at cathode potential mainly causes the deflection of the electron beam 4. This Electrode also makes it possible to influence the exit angle of the electron beam 4 from the aperture 13 of the pulling anode 5, whereby the beam can also be shifted sideways a little. The shape of the tension anode 5 is determined on the one hand by the fact that the The cannon field should be strictly separated from the field of the actual running area, in order to prevent the two fields from interfering with one another to avoid. On the other hand, the angled extension 6 on the pulling anode 4 is required, un together with the two essential ones Beam shaping electrodes 9 and 10 to achieve the desired beam shape. It should be noted that the pulling anode is of course also from two separate parts, namely the plate with the aperture 13 and a perpendicular thereto, the extension G corresponding plate can exist.

- 8 909820/0531 - 8 909820/0531

U9U61U9U61

PA 9/492/465. ^₈-PA 9/492/465. ^ ₈ -

Die geschilderten Möglichkeiten, die Strahleigenschaften und insbesondere den Austrittswinkel in der Blendenöffnung 13 der Zuganode 5 beeinflussen zu können, ist für E-Typ-Röhren von wesentlicher Bedeutung. Ein Einschlußfehler von ungefähr 3° gegen die Tangente der Umlaufbahn des Elektronenstrahls im Feld des Zylinderkondensators würde zu einer RadiusSchwankung von - 7 # und einer Spannungsschwankung von - 15 % gegen die Gleichgewichtsbahn führen. Es können nun trotz der mit der Umlenkelektrode 7 durchführbaren Steuerung des Elektronenstrahls noch Strahlpendelungen und Stromdichteschwankungen beim Umlauf des Elektro-. nenstrahls im eigentlichen Laufraum einer E-Typ-Röhre auftreten» Dies beruht darauf, daß zwischen der Kanone und dem Laufraum der Röhre stets ein elektrisches Übergangsfeld vorhanden ist, das eine gewisse Feldstürung für den Elektronenstrahl darstellte Diese Feldstörung läßt sich jedoch weitgehend ausgleichen, wenn der Kanonenraum und das im Laufraum vorhandene Feld eines Zylinderkondensators durch Zwischenlegen eines kleinen Plattenkondensators zusätzlich voneinander getrennt werden, wie dies die Fifc gur 2 zeigt. Dabei ist mit 14 der Plattenkondensator bezeichnet, während die Elektrode 5 der Zuganode der Figur 1 entsprechen soil. Den Laufraum der Röhre begrenzen seitlich die kreiszylindrischen Elektroden 15 und 16, zwischen denen der Elektronenstrahl elektrostatisch auf schraubenlinienförmiger Bahn geführt werden soll, wobei zweckmäßig die innere Elektrode 15 in bekannter Weise als Verzögerungsleitung ausgebildet istoThe described possibilities of being able to influence the beam properties and in particular the exit angle in the diaphragm opening 13 of the pulling anode 5 are of essential importance for E-type tubes. An inclusion error of about 3 ° against the tangent of the orbit of the electron beam in the field of the cylindrical capacitor would lead to a radius fluctuation of - 7 # and a voltage fluctuation of - 15 % against the equilibrium orbit. In spite of the control of the electron beam that can be carried out with the deflection electrode 7, beam oscillations and current density fluctuations during the rotation of the electric beam can now still occur. This field disturbance can be largely compensated if the The cannon space and the field of a cylinder capacitor in the barrel space can also be separated from each other by inserting a small plate capacitor, as shown in FIG. 2. The plate capacitor is denoted by 14, while the electrode 5 should correspond to the pulling anode of FIG. The running space of the tube is laterally limited by the circular cylindrical electrodes 15 and 16, between which the electron beam is to be guided electrostatically on a helical path, the inner electrode 15 being expediently designed in a known manner as a delay line

— 9 — 909820/0531 - 9 - 909820/0531

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PA 9/492/465 . - .9 -PA 9/492/465. - .9 -

Die Figur 3 zeigt die gemessene Stromdichteverteilung eines Elektronenflachstrahls, der mit einer Kanone nach Figur 1 erzeugt worden ist. Dabei gibt d die Breite des Strahlquerschnitte anj seine Höhe hat 5 mm betragen. Die Messung wurde mit folgenden Spannungen an den einzelnen Elektroden" durchgeführts die Spannung an der Kathode 1, der Wehneltelektrode 2, der Umlenkelektrode 7 und der zusätzlichen Strahlformungselektrode 11 betrug jeweils 0 Volt. Die Strahlformungselektrode 9 war mit einem Potential von 53 V und die zylindrische Strahlforraungselektrode 9 mit einem Potential von 41 V beaufschlagt, während das Potential der Zuganode 5 410 V betragen hat. Der Strahl ist bei einer Perveanz von 0,7.10 A/V^'² im Verhältnis von 10 s 1 verdichtet, sein öffnungswinkel liegt nach dem Austritt aus der Zuganode bei ungefähr 5°." ■■·.■■FIG. 3 shows the measured current density distribution of a flat electron beam which has been generated with a cannon according to FIG. Here d indicates the width of the beam cross-section j its height was 5 mm. The measurement was carried out with the following voltages on the individual electrodes "the voltage on the cathode 1, the Wehnelt electrode 2, the deflecting electrode 7 and the additional beam-shaping electrode 11 was in each case 0 volts. The beam-shaping electrode 9 had a potential of 53 V and the cylindrical beam-shaping electrode 9 has a potential of 41 V applied, while the potential of the pulling anode 5 has been 410 V. The beam is compressed at a perveance of 0.7.10 A / V ^ ' ² in the ratio of 10 s 1, its opening angle is after the exit out of the pulling anode at about 5 °. " ■■ ·. ■■

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. Insbesondere kann die Kathodenoberfläche konkav gekrümmt sein und die Wehneltelektrode eine größere Ausdehnung haben, so daß der Elektronenstrahl von vornherein stärker konvergent wird, wodurch eine noch höhere Strahlverdichtung erzielt werden kann. Hierbei kann im übrigen die Anordnung der anderen Elektroden die gleiche wie in Figur 1 sein. Jedoch können die einzelnen Strahlformungseiektroden auch eine andere Form haben, wenn dadurch die dargestellte Potentialverteilung im Kanonenraum im wesentlichen erhalten bleibt*The invention is not limited to the illustrated embodiment. In particular, the cathode surface can be curved in a concave manner and the Wehnelt electrode can have a greater extent so that the electron beam is converged more strongly from the outset, whereby an even higher beam compression can be achieved can. The arrangement of the other electrodes can otherwise be the same as in FIG. However, the individual can Beam shaping electrodes also have a different shape, if by doing so the illustrated potential distribution in the gun room essentially preserved*

8 Patentansprüche8 claims

3 Figuren - 10-3 figures - 10-

909820/0531909820/0531

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Claims

/ Vj Electron beam generating system for a running field tube with purely electrostatic focusing, which contains a cathode, a diaphragm-shaped pulling anode and at least one beam-shaping electrode, which together generate an electron beam with a flat cross-section, which is brought onto a screw-shaped path on which the electron beam

£ along a delay line in the field of a cylinder capacitor runs, characterized in that the effective • cathode surface rotated by 90 ° to the side of the pulling anode is arranged, which is perpendicular to the entry point of the electron beam in the field of the cylindrical capacitor Helical electron beam path extends and the electrostatic present in the space of the beam generation system Field separates from the field of the cylindrical capacitor while on the side of the system that is opposite the cathode surface, an approximately applied with cathode potential Deflection electrode is present, with the side of the cathode in the area between the cathode and pulling anode on the one hand and between Cathode and deflection electrode, on the other hand, beam shaping electrodes are arranged, which are acted upon by an electrical voltage lying between the cathode and the anode potential, in such a way that the flow of electrons emanating from the cathode by 90 ° in the direction of the aperture of the pull \ anode is deflected. ■ \

909820/0531909820/0531

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PA 9/492/465 - 11 - ■

2. Electron beam generation system according to claim 1, characterized marked! that the cathode is from a Wehnelt electrode '

; is surrounded, which above the cathode surface a rectangular Forms a slot which forms a rectangular electron beam from the electron flow emitted by the cathode Cross-section hides.

3. Electron beam generating system according to claim 2, characterized characterized in that the pulling anode is provided at its end adjacent to the cathode with an extension which in the we ~ ™ runs essentially parallel to the effective cathode surface and extends up to the vicinity of the electron flow above the cathode extends.

4. Electron beam generating system according to claim 3, characterized in that the deflecting electrode is plate-shaped and at its end facing the pulling anode is bent at right angles in the direction of the extension located on the pulling anode. G

5. electron beam generating system according to claim 3 or 4, characterized in that one of the beam-shaping electrodes is in the form of a plate in the space between the Wehnelt electrode and the extension located on the pulling anode engages, while the electron flow is on the opposite side a cylindrical beam-shaping electrode at approximately the same distance from the Wehnelt electrode and the deflection electrode is arranged. 909820/0531

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

PA 9/492/465 _; . ■ - 12. - /

6. Electron beam generation system according to Aneprpch 5, thereby characterized in that the two beam shaping electrodes have essentially the same potential applied to them this potential is one-tenth to four-tenths of the Zuganöcteripotentials amounts to.

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7. electron beam generating system according to claim 6, characterized in that iet _t arranged a further .plattenförmig formed beam forming electrode on the side of the zylindriechen Strahlformungaelektrode which faces away from the Umlenkelektrode "the Aich eretreokt laterally from the electron flow is substantially perpendicular to the cathode plane and how the Wehnelt electrode is essentially at the cathode potential iaX. ,. '■. ·

8. Electron beam ÜraeugungaBystem according to one of the claims 1 to 7, characterized in that in the discharge direction a plate condenser behind the aperture of the pulling anode is provided which surrounds the discharge path.

909820/0531 BATH ORIGINAL