Отклонение электронного пучка. 
Магнитные отклоняющие системы

Для отклонения электронных пучков в пространстве используются магнитные отклоняющие системы. Они представляют собой системы электромагнитов (в простейшем случае магнитные двухполюсники), создающие магнитное поле, силовые линии которого направлены перпендикулярно электронному пучку. Часто при расчете отклоняющих систем полагают, что магнитное поле однородно. В данных условиях траектория электрона представляет собой дугу окружности радиуса R (см. рис. 2.20). Радиус окружности определяется по известному выражению

где В — величина индукции отклоняющего поля, имеющая постоянное значение на всей протяженности поля Z, v_e — скорость движения электрона, ускоренного под действием разности потенциалов U и движущегося по инерции:

Пройдя поле двухполюсника, электрон изменяет исходное направление движения в направлении силы Лоренца, которое определяется по правилу левой руки (здесь надо учесть отрицательный заряд электрона). Точка встречи с мишенью отклонится на величину линейного перемещения Л, которая определяется расстоянием L от центра отклоняющей системы до поверхности изделия и углом отклонения 0:

Поскольку величина углов отклонения не превышает 5—7° (исключение составляют только установки для испарения материалов), то можно записать:

Отклоняющие системы могут выполняться по различным схемам. На рисунке 2.21 показаны основные типы отклоняющих систем, применяемых в технологических ЭЛУ.

Если пучок нужно отклонять только вдоль одного направления и частота отклонения не превышает 10—50 Гц, то система выполняется по схеме, представленной на рисунке 2.21, д, при этом магнитопровод обычно изготавливается из шихтованной стали. Если же.

Рис. 2.20. Отклонение электрона в однородном магнитном поле протяженностью Z.

требуется производить отклонение электронного пучка внутри телесного угла (круговая, спиральная, Х-образная, строчная развертка), то используют отклоняющие системы, изображенные на рисунках 2.21, б и в. Предельная частота развертки пучка в таких системах может превышать несколько килогерц, поэтому магнитопровод в них выполняют из феррита (оксифера). Отклоняющая система, изображенная на рисунке 2.21, б, выполнена по схеме с последовательным сложением магнитных потоков и внешним магнитопроводом. Такая конструкция экономична, поскольку для отклонения пучка используется основной магнитный поток. Отклоняющая система, показанная на рисунке 2.21, в, выполнена по схеме с параллельным сложением магнитных потоков и внутренним магнитопроводом. Она менее экономична, так как пучок отклоняется полем рассеяния, однако обладает существенным преимуществом — более равномерным распределением поля в области пучка.

Все описанные выше процессы генерации электронных пучков и управления их пространственными и энергетическими характеристиками реализуются в современных конструкциях электронных пушек, отличающихся назначением и условиями эксплуатации. Поэтому конструктивное исполнение элементов, входящих в состав пушки, может быть различным.

в.

Рис. 2.21. Типы отклоняющих систем технологических ЭЛУ:

а — магнитный двухполюсник;

б — четырехполюсник с последовательным сложением магнитных потоков; в — четырехполюсник с параллельным сложением магнитных потоков;

1 — обмотки; 2 — магнитопровод; 3 — электронный пучок. Обмотки, на которые подано напряжение, выделены темным цветом