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问个电子枪的问题

  • 蓝莓口香糖
    2011/08/05
  • 私聊

透射电镜(TEM)

  • 终于看到MN了。钨灯丝电子枪有偏压,场发射枪的第一阳极和第二阳极上也有电压。这些是不是包括在总加速电压里面的。对于一个200kV的电镜,这部分设置如果增加V,是不是加速电极部分就要减少相应的V保证最终电子能量是200keV?日本电子的热场发射枪,工作温度是多少,1800K?这个温度用户能调整吗?
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  • 天黑请闭眼

    第1楼2011/08/05

    特需门诊啊。感觉按照理论来说,应该是减去的。不过我记得第一阴极的电压比较低,和200kV比应该可以忽略不计。

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  • 蓝莓口香糖

    第2楼2011/08/05

    这个属于专家号。呵呵
    我觉得也应该减去,就是想确定一下。两个阳极电压加起来能有十几千伏(这个可能也和场发射类型有关),不算太小。这几个电压都是连续可调的,难道加速电路电压也能做相应的连续变化?
    这里有个比较诡异的事情。钨灯丝使用的栅极电压是负电压,它能对聚焦电子束;场发射枪的第二阳极上是正电压,也能聚焦电子束。正负电压都有聚焦作用,是不是很诡异?

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  • 天黑请闭眼

    第3楼2011/08/05

    物理很差的说。不过是不是因为灯丝那个部分不是磁透镜,而是静电透镜的原因?乱猜的。

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  • 洪星二锅头

    第4楼2011/08/06

    卖羊皮膏药的来糊弄一下,

    好像偏压是不加在总的电压里面的,主要是抑制灯丝的发射,至于场发射的第一阳极和第二阳极应该加上去,第一阳极是控制灯丝发射的电流强度,第二阳极是提供电子加速所需的能量,也就是决定着加速电压,这种设计好像有很好的稳压的作用,像一般的非场发射的有可能会掉高压,但是场发射不会,这应该就是它的稳压的,当然要求的真空度自然就更高了

    热场的工作温度设定的是1800K,不知道能不能调整,我觉得应该不行,主要是为了保持灯丝最佳工作状态,一旦设定好应该就能随意更改了,否则场发射会很不稳定,维修场发射貌似是很麻烦的事,所以我觉得设计者会对这个做强制性的要求。。。

    蓝莓口香糖(drizzlemiao) 发表:终于看到MN了。钨灯丝电子枪有偏压,场发射枪的第一阳极和第二阳极上也有电压。这些是不是包括在总加速电压里面的。对于一个200kV的电镜,这部分设置如果增加V,是不是加速电极部分就要减少相应的V保证最终电子能量是200keV?日本电子的热场发射枪,工作温度是多少,1800K?这个温度用户能调整吗?

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  • zk48

    第5楼2011/08/08

    所有控制量都不包括在高压里,要分开理解
    HT 产生200KV高压,相对零电位这个高压本身就是负200KV,其主要目的是产生一个参考电位以便电子获得向下的加速度,电子运动方向是从负到正,V1阀上的阳极室是零电位,所以高压是负的!它给其他量提供了参考点,例如我们说的场发射偏压负300伏是相对高压负200KV而言的电势差,而对零电位而言,偏压应该是负2000300伏,其它量我们平常所说的电压,都是以200KV作为参考的,而不是零电位,这点要清晰!
    FIA (热发射试)在灯丝两端加一电压,使灯丝发热,溢出电子,发射的电流只占灯丝电流的很小一部分,热量是电流做功的函数,灯丝电流的大小决定了温度,1800k是枪出场时各个参数匹配后得出的一个较为合理的灯丝电流大小,电流过大发热太高或电流太小都会影响电子拔出
    BIAS 不像可调的热发射试电镜,场发射电镜偏压是固定的负300伏,配合灯丝与栅极的位置以及栅极的形状,对灯丝产生一种定向抑制作用,而且场发射灯丝是伸出到栅极帽外的,这点也和热发射试电镜不同
    A1 +3000V的A1是拔出电子用的,它必须小于A2,否则电子该向上运动了
    A2 +7000V的A2是个静电透镜,目的是将刚拔出的电子束进行第一级聚焦,它代替了CL1,感兴趣的话对比一下2100和2100F,会发现2100有三组聚光镜(CL1 CL2 CL3)而2100F只有两组(CL1 CL3)原因就是CL1由A2取代了CL2改名字为CL1了所以改变A2可以改变光的汇聚,但由于各个变量间的关系是有联系的,单独改变A2会影响到其他量!

    综上所述
    所有控制量都不包括在高压里,但高压给他们提供了一个参考电位
    单位电子能量由高压决定,高压不变,其它量变,单位电子能量不会变
    1800k温度有灯丝电流决定,可以改变灯丝电流从而改变温度,但由于牵一发而动全身,所有的控置量都有联系,在不明白他们之间的函数关系时,贸然更改任何一个变量都是不合理的,有时还会伤害到电镜,所以不要修改!

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  • 蓝莓口香糖

    第6楼2011/08/08

    感谢回复这么多文字。
    忽略电子从灯丝逸出时的热运动能量,那电子最终能量就是逸出之后经历的各个静电场电势之和,对吧?这个总电势就是A1+A2+V(或者A2+V)。其实我的问题就是这个V究竟是多少?A1和A2并不算太小,如果V仍然保持200kV,那电子总能量似乎偏离名义值200keV太多。另外,场发射枪不存在栅极,A1和A2也不是固定不变的,都可调。

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  • zk48

    第7楼2011/08/08

    从能量平衡角度,我认为您说得没错,总电势就是A1+A2+V,但A1A2应该被忽略了,和200KV相比,kv的量级还是可以被设计忽略的,我只能说HT铁定是200KV,可以测量出来的,而且也没有这种测定A1A2值来调整高压的负反馈电路(JEOL的)。
    场发射是有偏压的,-300v,只是不可调。
    a1 a2是可调的,只是不希望你在不了解其间关系的情况下调整。
    到电路板级 ,任何参数都可调整,但若不知细节,可能会存在风险。

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  • 蓝莓口香糖

    第8楼2011/08/08

    300V的偏压听起来和钨灯丝的设置很接近,把它放在场发射枪的后面,起什么作用?

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  • zk48

    第9楼2011/08/08

    对不起,更正一下
    A2是水平方向会聚静电场,应该不影响垂直加速动能,所以应该忽略
    A1是拔出方向,应该有影响,但考虑到能量相对200KV就比较小了,可以忽略了
    BIAS的功能有2个,一是配合灯丝与栅极的位置以及栅极的形状,对灯丝产生一种定向抑制作用,相当于对灯丝发射电流多一个空置量。二是,对高压系统来说 ,BIAS与高压是线性联系的,当高压波动时,高压升高,BIAS变大,抑制能力变强,高压降低,BIAS变小,抑制能力变弱,从而达到一个简单的负反馈作用。

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  • 蓝莓口香糖

    第10楼2011/08/08

    A2具有比灯丝更高的电势,肯定会改变电子动能。除非A2下面有另一个电势比A2低的电极使电子经过A2前后经历的电势场基本对称,这样电子经历先加速后减速的过程,但是方向发生改变出现聚焦效果。如果下面这个电极是加速电路的负极,并且电位和灯丝相同倒是可以得到这种效果,并且电子最终能量精确地等于200keV。
    对于那个偏压,我实在不能理解。它位置在灯丝上面,探测不到什么信号,怎么起负反馈作用?如果说A1兼具负反馈作用,我倒是觉得更容易理解。

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