Brevet FR2307369A1 — publié le 19761105

L'invention concerne un appareil opérant par faisceau électronique et muni dtune source d'électrons à cathode ponctuel- le, d'au moins deux électrodes intermédiaires et drune anode haute tension. Dans un tel appareil, il survient facilement des décharges sous forme d'étincelle, ces décharges étant capables d'endommager la cathode ponctuelle. Souvent, après un tel endommagement la pointe cathodique doit être échangée contre une nouvelle, ce qui retarde sérieusement l'examen. Il existe donc une forte nécessité de protéger la pointe cathodique contre lesdites décharges spéciales.Le nombre de ces décharges peu être limité du fait de soigner le degré de vide dans l'appareil, d'utiliser des constituants très bien polis, et d'éviter des ponctions aigues lors de la construction des électrodes. ToutefoIs, on a pus constater que ces mesures restent insuffisantes L'invention veut indiquer un appareil à faisceau électronique dans lequel la pointe cathodique est protégéecontre les influences néfastes desdites décharges en forme d'étincelle.Dans ce but, l'appareil à faisceau électronique du genre mentionné dans le préambule est remarquable en ce que la pointe cathodique et une électrode intermédiaire sont couplées l'une & 1'autre électriquement de façon que la pointe cathodique reprend des accroissements de potentiel qui, en conséquence de décharges haute tension, se produisent sur les électrodes intermédiaire. Dans un appareil répondant à 1'invention, on ne s'est donc pas efforcé en tout premier lieu d'éviter lesdites décharges électriques en forme d'étincelle, mais on a pris des mesures par lesquelles la pointe cathodique n'éprouve pas d'influence néfastes de la part des décharges en question. Suivant un mode de réalisation préféré d'un appareil conforme à l'invention, la pointe cathodique de la source d'électrons est connectée électriquement de façon directe à une deuxième électrode intermédiaire. De ce fait, à l'occasion d'une décharge en forme d'étincelle qui frappe cette deuxième électrode intermédiaire, le potentiel de la pointe cathodique s'adapte au potentiel induit sur l'électrode intermédiaire par ladite décharge.Entre la pointe cathodique et les électrodes intermédiaires, d'autres décharges en forme d'étincelle ne se produisent alors plats. Suivant ull autre mode de réalisation préféré d'un apparu conforme à l'invention, dans le but de protéger la pointe ca-tls disque, un couplage électrique désiré est établi dans le circujl de la source de tension utilisé pour les électrodes.Dans tou- e réalisation dans laquelle le potentiel de la pointe cathodique s'adapte, à l'occasion d'une décharge en forme d'étincelle, à la variation de potentiel diurne électrode intermédiaire protes trice, ce qui signifie que cette variation, de potentiel suit dans une mesure suffisante et de façon suffisamment rapide la variation de potentiel, la pointe cathodique est blindée de fa ?on efficaceoentre les suites néfastes des décharges en forme d'étincelle. De cette façon, dans un autre appareil préféré conforme à l'invention, cet appareil est équipé d'une source d tension entourée d'une cage de Faraday.Egalement dans ce cas, la pointe cathodique suivra rapidement la variation de potentie qui se produit en conséquence d'une décharge en forme d'4tincei Il se peut également qu'à l'aide de condensateurs, la pointe cathodique est reliée capacitivement à l'électrode intermédiaire protectrice, ce qui a comme conséquence la même protection de la pointe cathodique. Du fait que dans un appareil à faisceau électronique conforme à l'invention, le potentiel de par exemple la deuxième électrode intermédiaire peut Etre adapté au potentiel de la cathode, il est introduit une variation dans l'image électronique optique formée. Par le choix judicieux de la lentille condenseur ou de la géométrie des électrodes haute tension, il est possible de compenser Redite variation d'image. La description suivante, en regard du dessin annexé, le tout donné à titre d'éxemple, fera bien comprendre comment l'invention peut Aetre réalisée. La figure unique du dessin représente schématiquement un appareil conforme à l'invention, opérant par faisceau électronique et muni d'une cathode blindée. Sur ladite figure unique, en ce qui concerne un appareil à faisceau électronique 1, on a représenté une pointe cathodique 2, une première électrode intermédiaire 3, une deuxième anode haute tension 6, un système de lentilles condenseur 7, d'autres lentilles électromagnéticues, ainsi qu'un écran de captation 9. La pointe cathodique d'un tel appareil est formée par exemple par un mince fil 10 dont le demètre est par exemple égal à 1CC microns et auquel est façonnée une pointe bien définie Il dont le rayon de courbure est par exemple 0,1 micron. La pointe cathodique est montée sur un support de cathode 12, qui de préférence, est formé par un fil conducteur électrique qui est épais par rapport à l'épaisseur du fil constituant la pointe cathodique. Au support de cathode, on a raccordé des fiis 13 pour l'admission du courant d'incandescence. Les fils 13 peuvent être utilisés également pour l'application d'un potentiel désiré à la cathode, par exemple un potentiel de -100 EV par rapport à l'anode haute tension 6 et à l'écran 9. Suivant un premier mode de réalisation préféré conforme à l'invention, on a établi une liaison électrique 14 entre la cathode et la deuxième électrode intermédiaire 4. Des décharges qui, en forme d'étincelle, se produisent dans un tel appareil surviendront principalement non exclusivement entre les électrodes 5 et 6 d'une part et les électrodes 2, 3 et 4 d'autre part. En effet, entre lesdites électrodes, il existe une intensité de champ relativement élevées, surtout entre l'électrode 5 et l'électrode 4.Une disruption (claquage) peut se produire également entre les électrodes 6 et 5 mais en première instance, celle-ci n'a pas de conséquences néfastes. En présence de telles décharges, le potentiel de l'électrode 5 augmente si fortement qu'une décharge entre les électrodes 5 et 4 est inévitable. Dans certains appareils connus, une telle décharge se propage entre les électrodes successives jusqu'à l'atteinte de la cathode. Par la forme ponctuelle et par la position qui sont propres à la pointe cathodique dans le champ entre la cathode 2 et la première électrode intermédiaire 3, une décharge en forme d'étincelle passera pratiquement toujours par l'intermédiaire de la pointe cathodique, de sorte que la mat ère constituant celleci est détruite par brûlure. Par la liaison électrique 14 entre la cathode et l'électrode intermédiaire 4, la cathode prend spontanément le potentiel de la deuxième électrode 4, et la décharge en forme d'étincelle prendra fin sur cette électrode. Dans ce cas l'endroit où est réalisé le court-circuit est sans importance, et ce court-circuit peut être élaboré par exemple aussi dans une source de tension utilisée pour lesdites électrodes. tine source 20 utilisée pour alimenter appareil à faisceau électronique 1 est placée par exemple dans un support 21 qui de préférence est connecté à la masse et qui est rempli d'une substance résistant fort bien à la disruption.Ce support contient un deuxième support 22 qui est au potentiel cathodique, dans ce cas par exemple -100 XV, fourni par une source 25, le deuxièmeXsupport 22 comportant les sources d'alimentation 23 et 24 qui sont alimentées par des transformateurs différents, de préférence à blindage électrostatique double, ces transformateurs n'ayant pas été représentés sur la figure. Un câble coaxial haute tension 26 établit la liaison entre la partie d'alimentation et les électrodes distinctes de l'appareil.Le câble 26 comporte ici les lignes 13 pour la tension d'incandescence, une telle ligne 13 étant formée par une gaine de blindage et un conducteur 27 pour le potentiel de la première anode intermédiaire, ce potentiel étant par exemple -95 KV, et en plus éventuellement un conducteur 28 pour l'alimentation d'une première anode haute tension à travers une source 29, cette anode ayant par exemple le potentiel -7 KV, ainsi qu'une gaine externe conductrice également 30 comme ligne de masse pour l'électrode haute tension 6 et l'écran 9. La source de tension pour l'électrode 5 est placée par exemple dans un espace aménagé dans le support 22 et blindée par rapport aux autres sources d'alimentation. Les gaines conductrices du câble 26 sont isolées l'une par rapport à l'autre par des gaines en matière isolante. Suivant un autre mode de réalisation préféré d'un appareil à faisceau électronique conforme à l'invention, dans le but de blinder la pointe cathodique, la gaine de câble 3G et llélec- trode 4 avec les sources d'alimentation sont incorporées à une cage de Faraday, formée par exemple par le support 22, de sorte quten présence d'un brusque accroissement du potentiel des électrodes voisines, le potentiel de la pointe cathodique est à même de s'adapter à ce potentiel accru. Egalement du fait d'établir un couplage capacitif à l'aide de condensateurs entre la pointe cathodique et la deuxième anode intermédiaire, on obtient que dans le cas où le couplage présente une capacité suffisamment élevée, la pointe cathodique reprend rapidement un saut de potentiel rapide et se trouve protégée dans une mesure suffisante ante l'endommagement éventuel par une disruption sous forme d'étincelle. Par le choix judicieux de la géométrie et des potentiels des électrodes distinctes, les propriétés électroniques optiques d'un appareil à faisceau électronique conforme à ltinvention peuvent être adaptées aux différents modes de réalisation dont-il a été question dans cet exposé. REVENDICATIONS : 1. Appareil opérant par faisceau électronique et muni dune source d'électrons à cathode ponctuelle d'au moins deux électrodes intermédiaires et d'une anode haute tension, caractérisé en e que la pointe cathodique et une électrode intermédiaire scut couplées l'une à l'autre électriquement de façon que la pointe cathodique reprend des accroissements de potentiel qui, en conséquence de décharges haute tension, se produisent sur les élec trodes intermédiaires. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que d'une part la pointe cathodique et d'autre part, vue depuis la cathode, une deuxième ou une autre électrode intermédiaire sont interconnectées électriquement. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pointe cathodique d'une part et, vue depuis la cathode, une deuxième ou une autre électrode intermédiaire sont interconnectées à laide dfun condensateur à capacité relativement forte 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de tension pour les électrodes distinctes est placée entièrement dans une cage dè Faraday. 5. Appareil selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une deuxième anode intermédiaire entoure la pointe cathodique comme le fait une cage de Faraday. 6. Appareil selon l'une des revendiations I à 5, caractérisé en ce qu'il est muni d'organes électroniques optiques pour adapter les propriétés électroniques optiques des différentes applications du blindage de pointe cathodique. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les organes électroniques optiques adaptateurs sont des lentilles électromagnétiques.