Схема формирования интенсивных электронных пучков

I – область электронной пушки состоит из термокатода 1, фокусирующего электрода 2 и анода 3. В электрическом поле этих электродов происходит первоначальное формирование электронного пучка.

II – переходная область между электронной пушкой и областью фокусировки. Переходная область – важнейшая с точки зрения формирования пучка.

III – область пролетного канала (пролетной трубы) 4, в которой могут располагаться резонаторы, например, в случае клистрона, или отклоняющие устройства, например, в случае сварочной установки. В этой же области располагается и фокусирующая система 5. Конструкции таких систем многообразны. Она может состоять из нескольких соленойдов или из одного длинного соленойда. Эта поперечно-ограничивающая (фокусирующая) система создает магнитное или электрическое поле, препятствующее расширению электронного пучка в пролетной трубе. В случае длинных пучков важно не допустить оседания части тока пучка на стенках трубы, т.е. обеспечить хорошее токопрохождение пучка.

IV – приемник, или коллектор пучка 6, который может быть как пассивным, т.е. служить для отвода электронов пучка из прибора (анод), так и активным. В последнем случае основной эффект, ради которого создается прибор и формируется пучок, происходит именно в приемнике, например, плавка или сварка электронным лучом.

Широкому распространению электронно-лучевых приборов способствовали замечательные свойства электронного луча – практическая безынерционность, позволяющая перемещать луч в пространстве со скоростью, соизмеримой со скоростью света, возможность при помощи электронного луча анализировать быстро протекающие процессы, передавать и принимать телевизионные изображения, «переносить» изображения из одной части спектра в другую, «записывать» и «считывать» различную информацию. Сфокусированные пучки заряженных частиц «работают» в различных ускорителях в ядерной физике (циклотрон, бетатрон, синхротрон, линейные ускорители и др.). Созданы приборы, в которых для получения увеличенных изображений малых объектов вместо световых пучков используют электронные – электронные микроскопы.

Электронные и ионные пучки находят все более широкое применение в технологии (плавка, сварка и обработка материалов, сверление, получение новых материалов, упрочение, создание полупроводниковых переходов и т.д.).