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摘要
以单根微米直径的碳纳米管(CNT)纱线为场致发射的电子源，通过Opera软件的模拟仿真进行阴极结构的设计，研制了基于CNT冷阴极，仅需静电聚焦实现微焦点，以金属管壳进行超高真空封装的小型闭管式微焦点X射线管。测试表明，单根直径50μm的CNT冷阴极电子源可以实现500μA的连续稳定电流发射；此时栅极控制电压VGC为886 V,对应的电场强度为1.77 V/μm,微型阴极的发射电流密度达到25.5 A/cm2。金属封装的X射线管可以稳定工作于130 kV的阳极高压，通过调节聚焦电压，基于静电聚焦结构可实现45μm×58μm的焦点尺寸。研制的微焦点X射线管以50%的占空比工作，使用线对卡测试，分辨率达到了20 LP/mm,并对芯片等元件进行成像表征，内部微米级金线图像清晰。该微焦点X射线管可满足芯片、新能源电池等精密元件的无损检测需求，具有较好的应用前景。
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单位新鸿电子有限公司; 清华大学
