背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及用于使用大體上減輕電子回流的撞擊的空心陰極三極管電子槍產(chǎn)生可控電子束的系統(tǒng)及方法。

真空電子裝置(ved)(例如線性粒子加速器或速調(diào)管)使用通常稱為電子槍的電子束源。

常規(guī)電子槍有兩種類型。第一種類型的電子槍是具有兩個(gè)電極(即，陰極及陽極)的二極管電子槍。第二種類型的電子槍是具有三個(gè)電極(即，陰極、陽極及柵極)的三極管電子槍。

三極管電子槍具有優(yōu)于二極管電子槍的操作優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是允許由電子槍產(chǎn)生的電子束電流的快速改變。在二極管電子槍的情況下，改變電子束電流是通過改變陰極與陽極之間的高電壓差(其通常為幾千伏)來完成。在三極管電子槍的情況下，改變電子束電流是通過改變陰極與柵極之間的電壓差(其通常為幾伏)來完成。因此，改變電子束電流可更快地并且以更受控的方式進(jìn)行。

三極管電子槍的主要用途是向線性粒子加速器(linac)供應(yīng)電子束電流。與使用具有l(wèi)inac的電子槍相關(guān)聯(lián)的常見問題是一些電子可朝向電子槍流回。這些回流電子撞擊其陰極并且升高其溫度。陰極通常浸漬有例如鋇的材料，所述材料通過降低陰極的功函數(shù)來增強(qiáng)電子發(fā)射。陰極溫度的升高會(huì)提高浸漬材料的蒸發(fā)速率。隨著時(shí)間的推移，此同一浸漬材料粘附到所有瞄準(zhǔn)線的表面，主要粘附到槍的柵極(其直接在陰極的發(fā)射表面前面)。柵極保持在與陰極的電勢(shì)電壓幾近相同的電壓，并且因此在柵極與處于接地電勢(shì)的陽極之間產(chǎn)生電壓梯度?；亓麟娮幼矒魱艠O，從而升高其溫度。隨著浸漬材料在柵極上的沉積及因電子的回流所致的其溫度的升高，柵極可能以不受控制的方式發(fā)射不合需要的電子。

回流電子還撞擊陰極的發(fā)射表面的中心部分，從而提高其溫度并且因此增大浸漬材料的蒸發(fā)速率。此過量的浸漬材料將粘附到柵極及其它表面，包含來自陰極的下游的linac結(jié)構(gòu)。所述linac結(jié)構(gòu)還具有高的場(chǎng)梯度，并且當(dāng)其表面變得涂覆有浸漬材料時(shí)，其將經(jīng)歷不合需要的及不受控制的電子的場(chǎng)發(fā)射，所述不合需要的及不受控制的電子形成通常所稱的“暗電流”。

因此，清楚的是，迫切需要一種改進(jìn)的電子槍，其為三極管并且可大體上減輕電子的回流的撞擊，并解決上述不合需要的及不受控制的電子的發(fā)射問題。本發(fā)明涉及一種三極管電子槍。特定來說，其涉及一種與真空電子裝置(ved)一起使用的具有空心陰極的三極管電子槍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

真空電子裝置(ved)(例如線性粒子加速器(linac)或速調(diào)管)使用通常稱為電子槍的電子束源。典型的三極管電子槍包括發(fā)射電子的陰極、吸引這些電子的陽極及控制電子流動(dòng)的柵極。

當(dāng)電子槍與例如linac的ved一起使用時(shí)，從電子槍的陰極發(fā)射的一些電子可朝向電子槍流回以撞擊柵極及陰極，從而導(dǎo)致柵極及陰極溫度升高到其正常操作溫度以上。這導(dǎo)致電子槍的較短壽命，并且導(dǎo)致通常稱為“暗電流”的不合需要的及不受控制的電子的發(fā)射。

本發(fā)明通過在三極管電子槍中使用空心陰極及空心柵極并且包含作為空心陰極電子槍的不可或缺部分的柱來減輕回流電子的不利撞擊。對(duì)柱的包含是本發(fā)明的基本特征，其有助于消除不合需要的及不受控制的電子的發(fā)射，并且同時(shí)提供表現(xiàn)良好的會(huì)聚電子束。

應(yīng)注意，可單獨(dú)或組合實(shí)踐本發(fā)明的上述各種特征。下文將在本發(fā)明的詳細(xì)描述中并且結(jié)合以下附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些及其它特征。

附圖說明

為了更清楚地確定本發(fā)明，現(xiàn)在將參考附圖通過實(shí)例的方式描述一些實(shí)施例，其中：

圖1是具有電子槍的線性粒子加速器的基本示意圖；

圖2描繪具有柱的空心陰極電子槍及線性粒子加速器的幾個(gè)腔的橫截面圖；

圖3是具有柱的空心陰極電子槍的詳細(xì)橫截面圖；及

圖4是柱在防止空心陰極電子槍中發(fā)射的電子束塌陷方面的作用的簡(jiǎn)化圖解說明。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)將參考附圖中所說明的本發(fā)明的若干實(shí)施例來詳細(xì)描述本發(fā)明。在以下描述中，闡述眾多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的透徹理解。然而，對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，可在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的部分或全部的情況下實(shí)踐實(shí)施例。在其它情況下，未詳細(xì)描述眾所周知的過程步驟及/或結(jié)構(gòu)，以免不必要地使本發(fā)明模糊。參考附圖及下面的論述可更好地理解實(shí)施例的特征及優(yōu)點(diǎn)。

參考以下結(jié)合附圖的描述，將更好地理解本發(fā)明的示范性實(shí)施例的方面、特征及優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)顯而易見的是，本文提供的本發(fā)明的所描述的實(shí)施例僅僅是說明性的而不是限制性的，僅通過實(shí)例的方式呈現(xiàn)。除非另有明確說明，此描述中揭示的所有特征可由用于相同或類似目的的替代特征替換。因此，其修改的眾多其它實(shí)施例被認(rèn)為屬于如本文所界定的本發(fā)明及其等效物的范圍內(nèi)。因此，使用絕對(duì)及/或順序術(shù)語(例如“將”、“將不”、“應(yīng)”、“不應(yīng)”、“必須”、“不得”、“僅僅”、“首先”、“最初”、“接下來”、“隨后”、“之前”、“之后”、“最后”及“最終”)并不意味著限制本發(fā)明的范圍，這是因?yàn)楸疚闹兴沂镜膶?shí)施例僅為示范性的。

另外，如本說明書及所附權(quán)利要求書中所使用，單數(shù)冠詞形式“一”及“所述”包含單數(shù)及復(fù)數(shù)指示物兩者，除非其使用的上下文清楚地另有規(guī)定。因此，例如，對(duì)“一活塞”的提及包含多個(gè)彈簧以及單個(gè)活塞，對(duì)“一出口”的提及包含單個(gè)出口以及出口的集合，等等。

與結(jié)合線性粒子加速器使用電子槍相關(guān)聯(lián)的常見問題是一些電子被注入加速器，與rf成異相狀態(tài)，并且向后朝向電子槍的柵極及陰極加速。這些回流電子可具有顯著的能量并且撞擊柵極及陰極，從而導(dǎo)致柵極及陰極溫度升高到高于其正常操作溫度。撞擊區(qū)域通常分布在柵極及陰極的發(fā)射表面的最中心區(qū)域，從而不僅導(dǎo)致那些區(qū)域中溫度顯著較高，還導(dǎo)致整個(gè)表面的溫度也增加。陰極通常用包含鋇的材料浸漬，所述材料通過降低陰極材料的功函數(shù)而增強(qiáng)電子發(fā)射。鋇的蒸發(fā)速率強(qiáng)烈取決于陰極溫度，并且因回流電子所致的陰極溫度升高會(huì)迅速提高浸漬材料的蒸發(fā)速率。隨著時(shí)間的推移，此同一蒸發(fā)的浸漬材料粘附并積聚到所有瞄準(zhǔn)線表面，所述表面包含(但不限于)通常直接位于陰極發(fā)射表面前面的電子槍的柵極、電子槍的陽極及l(fā)inac的加速結(jié)構(gòu)。柵極還經(jīng)歷其與通常處于接地電勢(shì)的陽極之間的電壓梯度。柵極的電勢(shì)接近于陰極的電勢(shì)電壓。回流電子撞擊柵極并使其溫度升高。隨著浸漬材料在柵極上的沉積及因電子的回流所致的其溫度的升高，柵極將以不受控制的方式開始發(fā)射不合需要的電子。

回流電子還撞擊陰極的發(fā)射表面的中心部分，從而升高其溫度并且因此增大浸漬材料的蒸發(fā)速率。此過量的浸漬材料將粘附到柵極及其它表面，包含來自陰極的下游的linac結(jié)構(gòu)。所述linac結(jié)構(gòu)還具有高的場(chǎng)梯度，并且當(dāng)其表面變得涂覆有浸漬材料時(shí)，其將經(jīng)歷不合需要的及不受控制的電子的高場(chǎng)發(fā)射，所述不合需要的及不受控制的電子形成了通常所稱的linac中的“暗電流”。

對(duì)于其中使用少量的電流(數(shù)百微安的數(shù)量級(jí))且因此少量的不合需要及不受控制的電子發(fā)射可顯著地改變計(jì)劃的電子輻射的linac的電子輻射應(yīng)用來說，暗電流特別成問題。

可用于三極管電子槍的一種解決方案是用例如鋯(zr)的材料涂覆(例如，通過濺射)電子槍的柵極(其由(例如)鉬(mo)制成)，借此zr與沉積在柵極上的浸漬材料(例如鋇)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以抑制來自柵極的不合需要及不受控制的電子發(fā)射。然而，在此方法中，柵極及陰極的中心區(qū)域由于回流電子的撞擊而仍然變得非常熱，并且來自陰極的過量浸漬材料的存在將產(chǎn)生暗電流。此外，由于回流電子撞擊陰極發(fā)射表面的中心部分并因此升高其溫度，浸漬材料的蒸發(fā)速率將增大且因此陰極的使用壽命變短。

解決回流電子的問題及相關(guān)聯(lián)的暗電流問題的替代方法結(jié)合二極管電子槍(其僅具有兩個(gè)電極(陰極及陽極，且沒有柵極))一起使用。在此方法中，空心陰極與中心柱(其與陰極熱隔離)一起使用。在此配置中，回流電子將避開陰極，而改為撞擊所述柱。在二極管電子槍中，當(dāng)需要電子流時(shí)，陰極從零(接地電勢(shì))脈動(dòng)到全陰極電勢(shì)(通常為千伏)。雖然柱將涂覆有浸漬材料(例如鋇)，并且經(jīng)歷因回流電子所致的增加的熱，但當(dāng)陰極及柱在零伏下脈動(dòng)關(guān)閉時(shí)，脈沖之間沒有場(chǎng)梯度且沒有不合需要的電子流動(dòng)。所述柱未被浸漬并且不將例如鋇的浸漬材料釋放到linac結(jié)構(gòu)中；因此不產(chǎn)生暗電流。然而，此方法限于二極管電子槍。

在三極管電子槍上，陰極保持在全電勢(shì)電壓，并且柵極電壓相對(duì)于陰極經(jīng)正向脈動(dòng)以允許電子從陰極流出，并且相對(duì)于陰極經(jīng)負(fù)向脈動(dòng)以抑制電子從陰極流出。使用三極管電子槍具有比二極管電子槍更重要的優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)實(shí)例是在使用三極管電子槍向linac提供電子束時(shí)。使用三極管電子槍允許超快速電流脈動(dòng)，比二極管電子槍快得多，并且更快的脈沖重復(fù)速率促進(jìn)工業(yè)篩選應(yīng)用中更快的檢查。使用三極管電子槍還允許在適用于多能量linac操作的linac中的束電流的超快速改變，所述多能量linac操作在需要不同的能量以區(qū)分自制炸藥(hme)及其它形式的違禁品時(shí)的工業(yè)篩選應(yīng)用中是非常有利的。對(duì)于醫(yī)療應(yīng)用，使用三極管電子槍向linac提供電子束將允許加速器在多個(gè)能量下操作。因此，一個(gè)基于加速器的系統(tǒng)將能夠處置成像及涵蓋廣譜患者及癌癥類型的多種治療兩者。

本發(fā)明解決了上述不合需要的及不受控制的電子的發(fā)射的問題。本發(fā)明涉及一種三極管電子槍。特定來說，涉及一種與真空電子裝置(ved)(例如線性粒子加速器或速調(diào)管)一起使用的具有空心陰極的三極管電子槍，其中速調(diào)管可為單束速調(diào)管或多束速調(diào)管。

本發(fā)明的空心陰極三極管電子槍還可有利地用作需要電子束的多種裝置的電子源。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的空心陰極三極管電子槍可與許多類型的linac一起使用以用于醫(yī)療、工業(yè)及安全應(yīng)用。這包含：駐波linac及行波linac。駐波linac可為雙周期軸向耦合型或磁性側(cè)耦合型或雙周期磁耦合型。

此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的空心陰極三極管電子槍可與不同的linac設(shè)計(jì)一起使用，例如基于恒定阻抗方法設(shè)計(jì)的linac或基于恒定梯度方法設(shè)計(jì)的linac。

本發(fā)明表示上述問題的實(shí)際解決方案，其基于采用空心陰極、柱及具有接納柱的中心孔的柵極的三極管電子槍。將柵極與空心陰極合并提供使用三極管電子槍的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)免除柵極或陰極所遭受的因回流電子的撞擊引起的變熱缺點(diǎn)。

使用并入的圖式，下面更詳細(xì)地描述本發(fā)明空心陰極三極管電子槍。

圖1展示示范性線性粒子加速器(linac)110的基本示意圖100，其中電子槍120沿著軸105發(fā)射電子束130，軸105是電子線性加速器110與電子槍120兩者的共同軸。電子束130正加速穿過由微波功率150(也稱為rf功率或電磁功率)供電的腔140a、140b、140c、…、140n。示范性電子線性加速器110因此產(chǎn)生高能電子束160作為其輸出。應(yīng)注意，從電子槍120發(fā)射的一些電子可以錯(cuò)誤的相位到達(dá)電子線性加速器的腔中，并因此其形成回流電子束170。

圖2描繪根據(jù)本發(fā)明的空心陰極電子槍300的橫截面圖200，所述空心陰極電子槍沿軸105朝向陽極210發(fā)射電子束130，陽極210機(jī)械地及電連接到示范性linac110。電子束130行進(jìn)通過陽極210中的中心孔215到linac110上。僅展示電子線性加速器的前三個(gè)腔140a、140b及140c。陽極孔215的中心與軸105對(duì)準(zhǔn)，軸105是空心陰極電子槍300與linac110兩者的共同軸?？招年帢O電子槍300通過將空心陰極電子槍300的焊接凸緣223接合到linac110的焊接凸緣113而附接到linac110。

圖3描繪根據(jù)本發(fā)明的空心陰極電子槍300的細(xì)節(jié)?？招年帢O電子槍300由空心陰極310、柵極320、加熱絲330、柱340、聚焦電極350及包圍空心陰極電子槍的所有構(gòu)成組件的高電壓絕緣體360組成，且全都以軸105為中心，軸105是空心陰極電子槍300與linac110(僅展示加速器的邊緣)的共同軸。下面更詳細(xì)地描述空心陰極電子槍300構(gòu)成部件中的每一者。

空心陰極310是凹形的，并具有以軸105為中心的中心孔311?？招年帢O310由例如浸漬的多孔鎢的材料制成，當(dāng)被加熱到升高溫度時(shí)，其可容易地發(fā)射電子(熱電子發(fā)射)?？招年帢O通常浸漬有例如鋇的材料，其通過降低陰極材料的功函數(shù)而增強(qiáng)電子發(fā)射?？招年帢O310通過陰極支撐件312或一系列支撐結(jié)構(gòu)附接就位。陰極支撐件312通常是也以發(fā)射軸105為中心的由鉬、鉬-錸、鉭或類似的低蒸氣壓力材料制成的金屬管、圓柱體及/或錐形圓柱體。陰極支撐件312連接到聚焦電極350以及陰極支撐套筒313，陰極支撐套筒313通常由鉬或鉬-錸或其它合適的低蒸氣壓力材料制成，其起到熱扼流圈的作用，保持由加熱絲330產(chǎn)生的熱不被熱傳導(dǎo)遠(yuǎn)離空心陰極310，從而允許空心陰極實(shí)現(xiàn)并維持高溫操作，對(duì)于浸漬的分配器陰極，所述高溫操作可大于1000c。類似的結(jié)構(gòu)用于在涂覆的陰極、氧化物陰極、儲(chǔ)集層陰極及電子槍中使用的其它類型的陰極中維持高溫。陰極支撐件312附接到陰極連接器314，陰極連接器314銅焊在陰極柵極絕緣體324與絲絕緣體334之間。陰極支撐件312也焊接到柱支撐件341，并且所述柱支撐件焊接到柱340，從而保持其在軸105上居中并且相對(duì)于空心陰極310、柵極320及陽極210保持在此中心位置。空心陰極310通過陰極連接器314連接到電源(未展示)。所述電源為陰極提供通常為數(shù)萬伏的偏置負(fù)電壓。

應(yīng)注意，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種類型的空心陰極是“分配器b陰極”，其為用氧化鋇(bao)、氧化鈣cao及氧化鋁(2al2o3)的混合物(其具有例如5bao:3cao:2al2o3的摩爾比，也稱為“5-3-2浸漬”)浸漬的多孔鎢的金屬基體。其它常見的摩爾比包含3:1:1、4:1:1及6:1:2。也可使用其它浸漬比。另一種類型的分配器陰極是用氧化鈧(sc2o)浸漬的“分配器鈧酸鹽陰極”。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的又一種陰極類型是具有os-ru(鋨-錸)薄層的分配器b陰極，其被稱為“m-涂覆的陰極”。可根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用的第四陰極類型是“氧化物陰極”。

柵極320如空心陰極310具有凹形形狀，并且緊靠空心陰極310的發(fā)射表面放置，通常接近幾密耳到幾十密耳，并且根據(jù)需要具有與陰極大致相同的曲率，以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)陌l(fā)射及光束軌跡130。柵極320的位置及形狀以及其開口經(jīng)選擇以最優(yōu)地控制從陰極發(fā)射的電子的通過。柵極320由稱為柵極支撐件322的金屬支撐管或錐體固定，柵極支撐件322可由多個(gè)組件組成，并且通常為鉬及/或與柵極相同的材料，并以共同軸105為中心。柵極支撐件322構(gòu)成以共同軸105為中心的同軸腔的延伸。柵極支撐件322通過焊接或銅焊固定到通常由氧化鋁(純度為94％到99.8％)制成的高電壓絕緣體360及陰極柵極絕緣體324(其也由氧化鋁制成并且脫離真空壁以在柵極連接器323處提供將柵極電源(未展示)連接到電子槍300的構(gòu)件。

加熱絲330連接到從空心陰極310的背面延伸的絲腿331，并通過由鉑或其它合適金屬制成的金屬導(dǎo)體帶333連接到通常由科瓦(kovar)或鎳制成的絲桿332。絲桿332焊接到絲帽335，使得焊接產(chǎn)生氣密密封并且與連接到絲電源(未展示)的絲連接器336適當(dāng)?shù)仉娊佑|。陰極連接器314通過氧化鋁絲加熱器隔離器334與絲連接器336電隔離。

當(dāng)電流被供應(yīng)到加熱絲330時(shí)，絲線由于電阻加熱而溫度增加，并且來自此線的熱被傳導(dǎo)到陰極，從而使空心陰極310的溫度升高，并且因此允許其從其浸漬的凹表面發(fā)射電子。聚焦電極350的存在防止不合需要的電子從陰極的側(cè)面發(fā)射出去，并且還幫助將發(fā)射的電子從陰極的面聚焦成具有沿著軸105的適當(dāng)電子軌跡130的適當(dāng)成形的電子束。

本發(fā)明的基本特征是包含柱340作為空心陰極電子槍300的整體部分。柱340放置在空心陰極310的中心，并通過通常由科瓦或鎳制成的柱支撐件341附接在適當(dāng)位置。

在空心陰極的中心沒有穿過其孔的柱(例如柱340)的空心陰極將從其內(nèi)徑發(fā)射具有差的軌跡的不太令人期望的電子。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例通過添加例如定位在空心陰極310的中心中的柱340的實(shí)心柱來防止這種效果。所述柱可為圓柱形或圓錐形。其與空心陰極熱隔離，但電連接到空心陰極，且因此與陰極處于相同的電勢(shì)，并因此將抑制來自陰極的內(nèi)徑的任何發(fā)射。在沒有此柱的情況下，離開陰極的電子將在發(fā)射束的中心中沒有任何空間電荷的情況下具有塌陷軌跡。其電勢(shì)電壓與陰極相同的柱將有效地排斥具有相同電勢(shì)電壓的電子并防止電子束塌陷，從而改進(jìn)電子軌跡，進(jìn)而提供表現(xiàn)良好的會(huì)聚電子束。

圖4中的配置400說明柱在防止從陰極離開的電子具有塌陷軌跡方面的作用。電子束從空心陰極310的表面315發(fā)射。陰極通常在數(shù)萬伏的負(fù)電壓電勢(shì)下偏置，并且柵極320經(jīng)正向脈動(dòng)以允許電子從陰極流出，從而形成發(fā)射的電子束130。柱340定位在空心陰極310的中心，并且根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例電連接到空心陰極310。因此，陰極表面315及柱表面345兩者將具有相同的電勢(shì)，且因此抑制來自陰極的內(nèi)徑的任何不希望的發(fā)射，例如電子射線410。其電勢(shì)電壓與陰極相同并且經(jīng)軸向定位以使得柱的端部處于陰極前面的柱將有效地排斥具有相同電勢(shì)電壓的電子并防止電子束塌陷，從而改進(jìn)電子軌跡，進(jìn)而提供表現(xiàn)良好的會(huì)聚電子束。柱相對(duì)于柵極的位置也是重要的，使得當(dāng)柵極負(fù)脈動(dòng)時(shí)，可完全切除兩者之間的間隙。過大的間隙將允許來自陽極的場(chǎng)向內(nèi)朝向陰極表面彎曲，從而允許其在光束應(yīng)完全關(guān)閉時(shí)偏置少量的電子。

應(yīng)注意，在存在浸漬的陰極的情況下，柱340將最終涂覆有浸漬材料(例如鋇)，從而降低柱的材料功函數(shù)。隨著回流電子撞擊柱，其將導(dǎo)致柱的溫度的增加，并且因此從柱發(fā)射不合需要的及不受控制的電子。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，柱可由例如鋯(zr)或鉿(hf)的材料或與浸漬材料(例如鋇)反應(yīng)以抑制或完全阻止發(fā)射的另一種金屬或復(fù)合材料制成。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，柱可由例如鉬、鎢或另一種低蒸氣壓力材料的材料制成，并接著(例如通過濺射、化學(xué)氣相沉積或其它涂覆方法)用鋯(zr)或與浸漬材料(例如鋇)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的另一種元素將其涂覆以抑制電子發(fā)射。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，柱與陰極熱隔離，并且具有散熱路徑以防止柱材料熔化。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，柱可成形為空心圓柱體或空心錐體，使得回流電子將在更大的表面積上撞擊柱的內(nèi)側(cè)，從而提供較低的功率密度及由回流電子產(chǎn)生的較少熱量。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，柱可位于優(yōu)選位置，以便幫助將從空心陰極310發(fā)射的電子聚焦到適當(dāng)成形的電子束中。

在本發(fā)明的另一方面中，柱可定位在優(yōu)選位置，以便在柵極電壓降低或者在以相對(duì)于陰極電壓的微小負(fù)電壓運(yùn)行時(shí)允許電子束130被切斷。

雖然已依據(jù)若干實(shí)施例描述了本發(fā)明，但存在屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)的更改、修改、置換及替代等效物。還應(yīng)注意，存在實(shí)施本發(fā)明的方法及設(shè)備的許多替代方式。因此，旨在將隨附權(quán)利要求書解釋為包含屬于本發(fā)明的真實(shí)精神及范圍內(nèi)的所有此類更改、修改，置換及替代等效物。