Elektronpistol - Electron gun

Elektronpistol fra et katodestrålerør
Elektronpistol fra et oscilloskop CRT
Elektronpistolen fra et RCA Vidicon -videokamerarør .
Schottky-emitter elektronkilde til et elektronmikroskop

En elektronpistol (også kalt elektronemitter ) er en elektrisk komponent i noen vakuumrør som produserer en smal, kollimert elektronstråle som har en presis kinetisk energi . Den største bruken er i katodestrålerør (CRT), brukt i nesten alle TV-apparater , dataskjermer og oscilloskoper som ikke er flatskjerm. De brukes også i feltutslippsdisplayer (FEDs) , som egentlig er flatskjermdisplayer laget av rader med ekstremt små katodestrålerør. De er også anvendes i mikrobølge lineær bjelke vakuumrørene slik som klystroner , induktive utgangsrør , vandrebølge-rør , og gyrotroner , samt i vitenskapelige instrumenter, for eksempel elektronmikroskop og partikkelakseleratorer . Elektronvåpen kan klassifiseres etter typen generering av elektrisk felt (DC eller RF), etter utslippsmekanisme ( termionisk , fotokatode , kaldt utslipp , plasmakilde ), ved fokusering (ren elektrostatisk eller med magnetfelt), eller etter antall elektroder .

Kjennetegn

Oppsett av en elektronpistol med:
Varm katode
Wehnelt sylinder
➂ Anode
Elektronpistol fra et vandrende bølgerør , skåret gjennom aksen for å vise konstruksjon

En likestrøm, elektrostatisk termionisk elektronkanon er dannet fra flere deler: en varm katode , som oppvarmes for å skape en strøm av elektroner via termionisk emisjon ; elektroder som genererer et elektrisk felt for å fokusere elektronstrålen (for eksempel en Wehnelt-sylinder ); og en eller flere anodeelektroder som akselererer og ytterligere fokuserer strålen. En stor spenningsforskjell mellom katoden og anoden akselererer elektronene bort fra katoden. En frastøtende ring plassert mellom elektrodene fokuserer elektronene på et lite sted på anoden, på bekostning av en lavere ekstraksjonsfeltstyrke på katodeoverflaten. Det er ofte et hull gjennom anoden på dette lille stedet, gjennom hvilket elektronene passerer for å danne en kollimert stråle før de når en andre anode, kalt samleren. Dette arrangementet ligner på en Einzel-linse .

Bruk av elektronkanoner

Den vanligste bruken av elektronkanoner er i katodestrålerør , som ble mye brukt i datamaskin- og TV-skjermer til flatskjermbilder gjorde dem foreldede. De fleste fargede katodestrålerør inneholder tre elektronkanoner, som hver produserer en annen strøm av elektroner. Hver strøm beveger seg gjennom en skyggemaske der elektronene vil påvirke enten en rød, grønn eller blå fosfor for å lyse opp en fargepiksel på skjermen. Den resulterende fargen som blir sett av betrakteren, vil være en kombinasjon av disse tre primærfargene .

En elektronpistol kan også brukes til å ionisere partikler ved å tilsette elektroner til, eller fjerne elektroner fra et atom . Denne teknologien brukes noen ganger i massespektrometri i en prosess som kalles elektronionisering for å ionisere fordampede eller gassformige partikler. Kraftigere elektronkanoner brukes til sveising, metallbelegg, 3D-metallskrivere , metallpulverproduksjon og vakuumovner.

Elektronpistoler brukes også i medisinske applikasjoner for å produsere røntgenstråler ved hjelp av en linac (lineær akselerator); en høyenergi elektronstråle treffer et mål og stimulerer utslipp av røntgenstråler .

Elektronkanoner brukes også i vandrende bølgerørforsterkere for mikrobølgefrekvenser.

Måling og deteksjon

Et nanokulombometer i kombinasjon med en Faraday-kopp kan brukes til å oppdage og måle strålene som sendes ut fra elektronpistoler og ionepistoler .

En annen måte å oppdage elektronstråler fra en elektronpistol er ved å bruke en fosforskjerm som vil lyse når den blir truffet av et elektron.

Se også

Referanser

Videre lesning

Eksterne linker