Цилиндр Венельта

Электрод в узле электронной пушки некоторых термоэлектронных устройств A вид в разрезе, показывающий, как Венельт локализует выбросы в кончик нити накала и служит собирающей электростатической линзой.

A Цилиндр Венельта (также известный как колпачок Венельта, сетчатый колпачок или просто Венельт) представляет собой электрод в электронной пушке сборка некоторых термоэлектронных устройств, используемых для фокусировки и управления электронным пучком. Он назван в честь Артура Рудольфа Бертольда Венельта, немецкого физика, который изобрел его в 1902 и 1903 годах. Цилиндры Венельта используются в электронных пушках электронно-лучевых трубок и <47.>электронные микроскопы и в других областях, где требуется тонкий, хорошо сфокусированный электронный пучок.

Кепка Wehnelt имеет форму полого цилиндра без верха. Нижняя сторона цилиндра имеет отверстие (сквозное отверстие), расположенное в его центре, с диаметром, который обычно составляет от 200 до 1200 мкм. Нижняя поверхность цилиндра часто изготавливается из платиновой или танталовой фольги.

Wehnelt действует как управляющая сетка, а также как собирающая электростатическая линза. Эмиттер электронов расположен непосредственно над апертурой Венельта, а анод - под Венельтом. На анод подается высокое положительное напряжение (обычно от +1 до +30 кВ) относительно эмиттера, чтобы ускорить электроны от эмиттера к аноду, создавая, таким образом, электронный пучок, который проходит через апертуру Венельта.

Венельт смещен к отрицательному напряжению (обычно от -200 В до -300 В) относительно эмиттера, который обычно представляет собой вольфрамовую нить накала или гексаборид лантана (LaB 6) горячий катод с V-образным (или иным заостренным) наконечником. Это напряжение смещения создает отталкивающее электростатическое поле, которое подавляет эмиссию электронов из большей части катода.

Наконечник эмиттера расположен рядом с апертурой Венельта, так что, когда соответствующее напряжение смещения приложено к Венельту, небольшая область наконечника имеет результирующее электрическое поле (из-за притяжения анода и отталкивания Венельта), которое допускает излучение только из этой области наконечника. Напряжение смещения Венельта определяет площадь излучения иглы, которая, в свою очередь, определяет как ток пучка, так и эффективный размер источника электронов пучка.

По мере увеличения напряжения смещения Венельта площадь излучения наконечника (и вместе с ним, диаметр пучка и ток пучка) будут уменьшаться до тех пор, пока он не станет настолько малым, что пучок "защемлен". При нормальной работе смещение обычно устанавливается немного более положительным, чем смещение пинча, и определяется балансом между желаемым качеством луча и током луча.

Смещение Wehnelt контролирует фокусировку луча, а также эффективный размер источника электронов, что важно для создания электронного луча, который должен быть сфокусирован в очень маленькое пятно (для сканирующей электронной микроскопии) или очень параллельный пучок (для дифракции). Хотя меньший источник может быть отображен в меньшем пятне или более параллельном луче, очевидным компромиссом является меньший общий ток луча.