Пушки Пирса со сходящимся пучком — страница 5

  • Просмотров 2850
  • Скачиваний 458
  • Размер файла 457
    Кб

до ра. Для формирования сходящегося аксиально-симме­тричного пучка с использованием катода, имеющего вид участка сферы радиуса RK, необ­ходимо, как и в предыдущем случае, заменить действие отбра­сываемой части потока полем, образуемым фокусирующим элек­тродом, имеющим потенциал ка­тода, и анодом. Форму электродов, обеспечи­вающую вдоль границы пучка распределение потенциала, соот­ветствующее (3), подбирают, как описано ранее,

на электроли­тической ванне с применением пластины из диэлектрика, имити­рующей границу пучка. На (рис. 6) представлены конфигурации электродов, формирующих схо­дящиеся аксиально-симметричные потоки при различ­ных ра и углах схождения Θ. Рис. 6. Примеры конфигурации электродов пушек сферического типа при различных Θ и ра Эквипотепциаль, соответствующая фокусирующему электроду, подходит к границе потока под углом 67,5°,

остальные — под углом 90°. На практике обычно выполняют электроды более простой формы, в той или иной степени аппроксимирую­щей контуры требуемых поверхностей (рис. 7 и 8) Рис. 7. Пример практической конфигурации электродов пуш­ки сферического типа. К — катод; ФЭ — фокусирующий электрод; а — анод. Рис. 8. Пример пушки с про­стой конфигурацией электро­дов. К — катод; ФЭ — фокусирующий электрод; а — анод. В пушке сферического типа

анодное отверстие также служит причиной появления рассеивающей линзы, и по­этому угол схождения пучка по выходу из пушки всег­да меньше Θ — угла его схождения в пушке (рис. 9). Вместо точки О, где должны сойтись продолжения край­них траекторий пучка, они сойдутся в точке О'. Легко увидеть, что О является мнимым изображением О'. Используя формулу тонкой рассеивающей линзы 1/f = 1/L2 - 1/L1, а также параксиальность пучка получаем: Рис. 9. К

расчету действия анод­ной линзы в пушке сферического типа. Величина f равна 4Ua/Ea. Так как Eb = 0. Следовательно, величина Окончательно: Таким образом, отноше­ние sinγ/sinΘ определяется только ρa=Rk/Ra и не за­висит от других парамет­ров пушки. Зависимость sinγ/sinΘ от ρa показана на рис.10. При ρa =1,45 sinγ/sinΘ = 0. Следовательно, в этом случае при любых Θ элек­троны выходят из анодного отверстия, параллельно оси z, т. е. на выходе

пушки получается параллельный аксиально-симметричный пучок. Если ρa >1,45, то пучок на выходе пушки будет сходящимся, если ρa <1,45, то расходящимся. Рис. 10. Графики для расче­та пушки сферического типа. Рассмотрим теперь элементы расчета пушки сфери­ческого типа. Ток части сферического диода /, образую­щего пушку, относится к полному току диода /Сф как, где - площадь катода, ограниченного углом Θ.Тогда, используя (2), получаем: