原理

在电子枪里，灯丝，一般是钨丝，通电加热后，表面产生大量的热电子，在阳极和阴极之间的高压电场作用下，热电子加速向阳极方向高速移动，并获得很高的动能。其具体速度值取决于加速电压的高低，一般可以达到光速的三分之二左右。在聚焦线圈的作用下可使电子束流聚焦，在导向线圈，又称偏转线圈的作用下可使电子束发生偏转，从而在一定范围内进行扫描。电子枪的工作电压通常在几十到几百千伏之间，为防止高压击穿、束流散射及其能量减损，电子枪的真空度须保持在6.67x10^-2帕以上。1

结构

电子枪由发生电子的发射极（阴极）、聚焦电子束的聚焦极、和加速电子的引出极（阳极）三部分组成。

电子枪的分类

电子枪的结构有许多形式。根据枪体结构不同，可分为轴向电子枪（直形自加速电子枪）、环形电子枪（静电场偏转电子枪）。

轴向电子枪

轴向电子枪的结构如图：

灯丝阴极发射电子，阳极对电子加速。调制极位于灯丝与阳极之间，对电子束电流起调节和初聚作用。聚焦极对调制极初聚的电子流进一步聚焦以获得更细的合适束斑。由于聚焦线圈的应用，使直形电子枪可以得到100kW/cm2以上的高能密度，而且易控制调节。因此，目前所用的大功率电子束应用设备多采用轴向枪。

轴向枪的发明者是Pierce，为了纪念这位发明家，人们也将轴向枪称为“Pierce枪”。

环形电子枪

环形电子枪的结构如图：

环形枪结构简单、成本低，并能以简单的电源装置工作。枪体由环形灯丝、阳极、阴极、聚焦线圈和偏转线圈等组成。环形灯丝处于负高压，用做热电子发射源，在聚焦极的定向反射和阳极的加速作用下，使电子束会聚于坩埚蒸发源中心。环形枪和直形枪在使用时，高能电子束轰击材料将发射二次电子。

强流轴向电子枪

由于轴向枪其有着一系列优点，使枪的寿命大大延长，故被国内外广泛采用。

强流轴向电子枪的结构如图：