DE69115451T2

DE69115451T2 - Ionenstrahlgenerator mit elektronischer Umschaltung zwischen mehreren Kathoden

Info

Publication number: DE69115451T2
Application number: DE69115451T
Authority: DE
Inventors: Gustav D Magnuson; Joseph F Tooker; James R Treglio
Original assignee: ISM Technologies Inc
Current assignee: ISM Technologies Inc
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1991-10-02
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 2011-10-03
Also published as: DE69115451D1; EP0486147A2; US5089707A; JP3065748B2; EP0486147A3; DK0486147T3; JPH04315754A; ATE131659T1; EP0486147B1

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein Vorrichtungen zum Erzeugen von Metallionenstrahlen und insbesondere einen Ionenstrahlgenerator, der unter ein Vielzahl von Kathoden umschalten kann, und eine Kathodenvorrichtung zur Verwendung in einem solchen Ionenstrahlgenerator.
Es ist eine Anzahl unterschiedlicher Vorrichtungen entwikkelt worden, um Metallionenstrahlen zu erzeugen. Ein System, wie es in der US-A-3,566,135 beschrieben ist, verwendet ein Paar pa-ralleler Kathoden, die von einer Schlitzanode beabstandet sind. Die Kathoden sind auf dem gleichen negativen Potential in bezug auf die Anode. Elektronen, die durch Ionisierung von Gasatomen erzeugt werden, werden in Richtung zu der Anode beschleunigt, aber durch das Magnetfeld beschränkt und schwingen zwischen den Kathoden. Ein Beschuß mit positiven Ionen stäubt Material von der Kathode ab, um ein Plasma zu bilden, von dem sich Ionen durch den Anodenschlitz als ein Metallionenstrahl bewegen. Dieses System neigt dazu, einen relativ niedrigen Ionenstrom zu haben, und das Wechseln der Kathoden, um das Metall zu ändern, das ionisiert wird, ist langsam und zeitaufwendig, verlangt das Aufheben des Vakuums, Austauschen der Kathoden und das Wiederherstellen der Vakuumkammer.
Brown beschreibt in US Patent 4,714,860 eine Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung. Eine Kathode, die aus dem Metall konstruiert ist, das als die Ionenquelle verwendet werden soll, wird in einer Vakuumkammer mit Abstand von einer Anode angeordnet, die eine einzige Mittelöffnung aufweist. Ein elektrisches Potential wird zwischen Anode und Kathode aufgeschaltet. Ein elektrischer Bogen wird zwischen der Anode und der Kathode erzeugt, wobei ein Teil der Kathode verdampft wird und ein Metallionenplasma bildet, das durch ein Magnetfeld in Richtung zu und durch die Anodenöffnung hindurch in Richtung zu einem Ziel bewegt wird. Während diese Vorrichtung einen wirksamen Ionenstrahl erzeugt, verlangt der Wechsel des zu übertragenden Metalls einen beträchtlichen Abbau der Vorrichtung, wobei das Aufheben und die Wiederherstellung des Vakuums verlangt werden. Nur eine einzige Kathode kann verwendet werden, die zu der Anodenöffnung ausgerichtet ist. Auch fällt, wenn die Katnode durch die Benutzung abbrennt, der Wirkungsgrad auf den Punkt ab, bei dem die Vorrichtung zum Wechsel der Kathode auseinandergenommen werden
Versuche sind gemacht worden, mehrere Kathoden an einem Revolverkopf so vorzusehen, daß Kathoden unterschiedlicher Metalle oder neue Kathoden in Ausrichtung zu der Anodenöffnung gedreht werden können, wenn eine Kathode abgenutzt ist oder ein unterschiedliches Metall erwünscht ist. Jedoch ergeben sich Schwierigkeiten mit den Lecks an den Dichtungen zwischen dem Revolverkopf und der Vakuumkammer, wobei die nicht verwendeten Kathoden mit der verwendeten wechselwirken können und eine Ausrichtung zu einer engen Anodenöffnung nicht genau sein kann.
EP-A-307 017 offenbart eine Mehrfachanordnung paralleler Kathoden, eine gemeinsame Anode und eine gemeinsame Auslöseelektrode zum Starten aller Entladungen gleichzeitig, während EP-A-300 566 eine Mehrfachanordnung von Kathoden- Anoden-Zellen offenbart, die durch eine Kathode/Elektrode- Auslösevorrichtung gestartet werden. Jedoch besteht ein fortlaufendes Bedürfnis nach verbesserten Ionenstrahlerzeugungsvorrichtungen, die schnell und bequem zwischen Kathoden umschalten können, ohne den Vakuumzustand des Systems zu beeinträchtigen, den Abbrand einer Kathode während der Verwendung ausgleichen können und ohne genaue Ausrichtung zwischen Kathoden- und Anodenöffnung betrieben werden können und eine verringerte mechanische und herstellungsmäßige Komplexität aufweisen.
Es ist deshalb eine Zielsetzung dieser Erfindung, eine Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung zu schaffen, die die oben angegebenen Schwierigkeiten überwindet.
Eine weitere Zielsetzung ist, eine Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung zu schaffen, die schnell elektronisch zwischen einer Vielzahl von Kathoden umschalten kann.
Eine weitere Zielsetzung ist, eine Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung zu schaffen, die eine Anode aufweist, die nicht verlangt, daß sich die Kathode stets in einer Betriebsstellung befindet.
Eine noch weitere Zielsetzung der Erfindung ist, eine Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung zu schaffen, die ein zuverlässigeres Auslösen des Kathodenentladungsbogens, erhöhten Strahlstrom, längere, zulässige Pulsbetriebsdauer und einen erhöhten Entladungsbogenwirkungsgrad aufweist.
Eine noch andere Zielsetzung ist, eine Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung schaffen, in der Kathoden fortlaufend an ihren Ort zugeführt werden können, um einen Kathodenabbrand während der Strahlerzeugung auszugleichen.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird geschaffen eine Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung, umfassend:
ein allgemein rohrförmiges Gehäuse, das an dem ersten Ende durch eine erste Platte und an dem zweiten Ende durch eine zweite Platte geschlossen ist;
eine Vielzahl von Kathoden in dem genannten Gehäuse, die an der genannten ersten Platte angebracht sind, wobei die genannten Kathoden im wesentlichen in einer parallelen Vielfachanordnung angeordnet sind, die sich in Richtung zu der genannten zweiten Platte erstreckt;
eine hochtransparente Schirmanode, die in einer Öffnung in der genannten zweiten Platte angebracht ist, wobei die genannte Anode im wesentlichen parallel zu der genannten Kathodenvielfachanordnung und im wesentlichen in gleichem Umfang mit der genannten Vielfachanordnung liegt; und mindestens eine Auslösekathode und eine Auslöseelektrodeneinrichtung, die der genannten Vielfachanordnung benachbart angeordnet ist und sich in das genannte Gehäuse erstreckt.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird geschaffen eine Kathodenvorrichtung für eine Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung, wobei die genannte Kathodenvorrichtung umfaßt:
eine Vielfachanordnung beabstandeter, stangenförmiger Kathoden, von denen jede ein einen Ionenstrahl erzeugendes Ende hat;
eine Auslösekathoden- und Auslöseelektrodenvorrichtung, die der genannten Kathodenvielfachanordnung benachbart ist;
wobei die genannte Auslösekathoden- und Auslöseelektrodenvorrichtung umfaßt:
eine stangenförmige Metallauslösekathode, die sich in Richtung zu der genannten Vielfachanordnung erstreckt;
eine Isolierhülse um die genannte Auslösekathode herum;
eine Metallhülse um die genannte Isolierhülse herum; und
eine Auslöseelektrode, die der genannten Ausllsekathode benachbart ist;
wobei die genannte Auslöseelektrodenvorrichtung einen Entladungsbogen an irgendeiner Kathode in der genannten Vielfachanordnung auslösen kann, die sich auf einem geeigneten Potentialniveau befindet.
Andere Merkmale und verbundene Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet beim Lesen der folgenden, detaillierten Beschreibung offensichtlich, die in Übereinstimmung mit den Zeichnungen aufgebaut ist.
Einzelheiten der Erfindung und ihre bevorzugten Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter verstanden, in denen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch die Vorrichtung dieser Erfindung ist, die im wesentlichen entlang der Mittellinie der im wesentlichen zylindrischen Vorrichtung genommen ist;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht ist, die entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 genommen ist, wobei im wesentlichen eine Endansicht der Kathodenmehrfachanordnung gezeigt ist;
Fig. 3 eine schematische, axiale Schnittansicht durch eine typische Kathode nach dem Stand der Technik ist; und
Fig. 4 eine schematische Einzelansicht einer Kathodenzuführvorrichtung ist.

Beschreibung bevörzugter Ausführungsformen im Einzelnen

Die Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung, wie sie in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, ist beim Einsatz vakuumdicht und mit einer herkömmlichen Vakuumkammer 11 verbunden, von der ein Abschnitt schematisch angegeben ist. Diese Erfindung schließt nur die Vorrichtung zum Erzeugen eines Ionenstrahls ein. Das Übrige der gesamten Metallbeschichtungsstruktur die eine Kühlvorrichtung, eine Zielhalterung, eine Vakuumkammer usw. einschließt, kann von irgendeiner herkömmlichen Struktur sein, wie sie in gegenwärtigen, handelsüblichen Vorrichtungen verwendet werden, die für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet gut bekannt sind. Ein erstes, zylindrisches Gehäuse 14 ist an der Kammer 11 durch einen ersten Ring 12 angebracht. Ein zweites, allgemein rohrförmiges Gehäuse 15 ist an einer Platte 16 angebracht, die wiederum an dem Gehäuse 14 durch den Ring 17 befestigt ist. Diese Bauteile sind miteinander durch eine Vielzahl von herkömmlichen Befestigungseinrichtungen befestigt, wie die schematisch angegebenen Bolzen 18. Es sind nicht alle Bolzen gezeigt, einige sind bei dieser Ansicht verborgen. Eine Kathodenhalteplatte 22 ist an dem femliegenden Ende des Gehäuses 15 befestigt.
Eine Vielzahl von Kathoden 26 sind auf der Grundplatte 22 angebracht. Typischerweise kann die Kathodenmehrfachanordnung in der Form einer Ringanordnung mit einer Kathode in der Mitte sein, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Typische Kathoden umfassen einen Kupferkörper, der von der Basisplatte 22 elektrisch isoliert ist und das Metall trägt, das an dem anderen Ende ionisiert werden soll. Irgendeine geeignete Kathodenausgestaltung kann verwendet werden. Massive Kupferkathoden könnten das Metall 28, das ionisiert werden soll, als einen Block oder Zylinder an dem Ende des Kupferkörpers tragen.
Alternativ könnte das Metall 28 ein langer Zylinder sein, der in einer Hülse 30 verschiebbar gehalten ist, wie es in der Fig. 1 schematisch angegeben ist. In diesem Fall könnte sich das Metall 28 durch die Platte 22 hindurch in einen schematisch angegebenen Antriebsmechanismus erstrecken, der in Fig. 4 gezeigt ist und unten beschrieben wird. Irgendein geeigneter Linearantrieb, wie der dargestellte, bevorzugte Mechanismus, könnte verwendet werden, den Metallzylinder 28 in die Vorrichtung mit der Geschwindigkeit zu bewegen mit der er verbraucht wird. Eine solche Kathodenzuführvorrichtung kann die Lebensdauer der Kathode auf 40 Stunden oder länger ausdehnen.
Eine Auslösekathodenvorrichtung 30 ist vorgesehen, um die Ionisierung von irgendeiner der mehreren Kathoden 26 auszulösen. Die Auslösekathodenvorrichtung 30 ist auf einer Grundplatte 32 angebracht und in einem Rohr 34 untergebracht, das mit dem Gehäuse 15 verbunden ist. Eine Auslöseelektrode 36 ist von der Auslösekathode 38 beabstandet und mit einem herkömmlichen Pulstransformator (nicht gezeigt) durch einen Verbinder 40 verbunden. Die Auslösekathode 38 enthält einen Metallkern 42, typischerweise Kupfer, der von einer elektrisch isolierenden Hülse 44 und einer Metalihülse 46 umgeben ist.
Ein Puls von ungefähr 10 bis 20 Kilovolt veranlaßt einen Entladungsbogen zwischen der Kathode 42 und dem Metallring 46. Der Puls hat eine Pulsdauer von typischerweise ungefähr 100 Mikrosekunden. Ein Entladungsbogenfleck wird auf dem Ende der Kathode 42 gebildet, wo die Stromdichte so groß wie 10-100 Millionen Ampere pro Quadratzentimeter sein kann. Diese Stromdichte ist ausreichend, eine geringe Menge des Kathodenmaterials zu verdampfen und im wesentlichen vollständig zu ionisieren. Das derart erzeugte Metallplasma hat eine von der Auslösekathode 42 fortgerichtete Geschwindigkeit und in Richtung zu der Mehrfachanordnung der Kathoden 26. Der Kathode, die gezündet werden soll, wird eine Potentialdifferenz zwischen der ausgewählten Kathode 26 und der benachbarten Schirmanode 48 (in dem Ring 50 angebracht, wie es unten näher angegeben wird) von ungefähr 50 Volt gegeben. Die anderen Kathoden 26 bleiben elektrisch schwimmend. Der Puls kann elektronisch auf irgendeine andere Kathode 26 einfach dadurch geschaltet werden, daß die Kathode mit dem Potential von 50 Volt verbunden wird und die ursprüngliche Kathode elektrisch schwimmt. Der Plasmapuls von der Auslösekathode 38 liefert den Leitungspfad von der ausgewählten Kathode 26 zu der Schirmanode 48, so daß die Notwendigkeit eines Auslöserings und eines Isolators an den Enden jeder Kathode 26 von der Art ausgeschlossen wird, die bei 44 und 46 mit der Auslöseeinrichtung 30 vorgesehen sind.
Eine Anode 48 in der Form eines hochtransparenten Metallschirms ist an dem Rohr 50 nahe den Enden der Kathoden 26 angebracht. Das Rohr 50 wird auf dem Ring 16 getragen. Irgendein geeigneter Schirm kann verwendet werden, wie ein fein durchlöchertes Metallblech oder ein gewobenes Gitter. Vorzugsweise sind ungefähr 30 bis 75 Prozent des Schirms offen. Kupfer wird für die Schirmanode 48 aufgrund seiner ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit und elektrischen und pyhsikalischen Eigenschaften bevorzugt. Dieser Schirm ist wesentlich besser gegenüber den Anoden nach dem Stand der Technik, die ein einziges Mittelloch zum Durchtritt des Ionenstroms verwenden. Bei Anoden mit einer einzigen Öffnung ist es manchmal schwierig, den Bogen zur Übertragung von der Kathode zu der Anode zu erhalten, insbesondere in dem Fall eines geringen Dampfdrucks des Kathodenmaterials. Mit der Schirmanode müssen die Kathoden nicht an der genauen Mitte der Anodenöffnung angeordnet werden, wodurch das veränderbare Kathodenpositionieren gestattet wird, das in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Die Schirmanode 48 und das Rohr 50 sind an einem Ring oder einer zweiten Platte 16 angebracht, wo die Anode parallel zu und von der Vielfachanordnung von Kathoden 26 beabstandet sind, die an dem ersten Ring oder Platte 22 angebracht sind.
Von einer Kathode zu einer anderen zu wechseln besteht lediglich darin, daß die anderen Kathoden elektrisch schwimmen. Es ist leicht, irgendeine Kathode oder mehrere gleichzeitig zu zünden. Das Ausschließen der Bewegung mehrerer Kathoden an einem Revolverkopf oder ähnlichem hat viele Vorteile, einschließlich der Geschwindigkeit, mit der Kathoden gewechselt werden können und das Ausschließen von Vakuumdichtungen und anderer Mechanismen.
Das Plasma geht durch die Schirmanode 48 hindurch und bewegt sich zu einem Gewinnungsbereich, wo eine Vielzahl von Gittern 51 Ionen herausziehen und sie in Richtung zu einem Ziel in einer herkömmlichen Weise bewegen.
Indem zusätzlich durch die Auslösekathodeneinrichtung 38 ausgelöst wird, wird die Notwendigkeit einzelner Auslöseeinrichtungen bei jeder Kathode ausgeschlossen. Das Auslösen ist zuverlässiger, ein längerer Pulsbetrieb (> 1 msec) ist erlaubt und der mittlere Strahlstrom kann erhöht werden.
Kathoden nach dem Stand der Technik, die unserer Kathode 26 entsprechen, waren im allgemeinen von der Art, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Hier verlangte die Kathode 52 einen Isolierring 54 um das Einsatzende herum, wobei ein Metallauslösering 56 dem Isolierung umgab. Bei diesen Kathoden wird der Entladungsbogen ausgelöst, indem ein Puls hoher Spannung an den Auslösering angelegt wird. Ein Bogenfleck wird auf dem Kathodenende mit einer Stromdichte gebildet, die ausreicht, eine kleine Menge des Kathodenmaterials zu verdampfen. Das Metallplasma von diesem Bogen, füllte den Raum zwischen der Kathode und einer benachbarten Anode mit einer einzigen Öffnung. Der Bogen geht dann zu der Anode aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen der Kathode und der Anode. Der Bogen wird zwischen der Kathode und der Anode während ungefähr 1 Millisekunde aufrechterhalten, wonach er gelöscht und der gesamte Vorgang irgendwo zwischen 1 bis 100 mal pro Sekunde wiederholt wird. Das Plasma fließt durch die Kreisöffnung in der Anode und bewegt sich in Richtung zu dem Gewinnungsbereich, wo die Ionen durch ein Gitter mit vielen Öffnungen herausgezogen werden, um den energetischen Ionenstrahl zu erzeugen.
Eine Bogenauslösung mit der Kathodenanordnung nach dem Stand der Technik hängt von der Gegenwart eines leitenden Weges über den Isolator 54 ab. Dieser leitende Weg wird durch eine Metallabscheidung von der Kathode 52 auf dem Isolator 54 geschaffen. Bei zu viel Metallabscheidung kann die Auslösespannung kurzgeschlossen werden, wodurch ein Fehler bei der Bogenzündung hervorgerufen wird. Bei zu geringer Metallabscheidung auf den Isolator 54 versagt wiederum die Bogenauslösung. Einer der bedeutenden Faktoren, die die Menge der Metallabscheidung steuert, ist der Dampfdruck des Materials der Kathode 52. Somit kann sich die Zuverlässigkeit für eine Bogenauslösung stark von einem Kathodenmaterial zu einem anderen ändern, ein schwerwiegendes Problem bei diesen Kathoden nach dem Stand er Technik. Auch ist die Pulsdauer bei diesen Kathoden nach dem Stand der Technik begrenzt, da bei längeren Pulsdauern (größer als ungefähr eine Millisekunde) die Metallabscheidung zu stark wird, wodurch die Auslösespannung in einer sehr kurzen Zeit kurzgeschlossen wird. Das System dieser Erfindung schließt andererseits die Probleme der veränderbaren Metallabscheidung aus, indem die Isolierhülse 54 und der Auslösering 56 ausgeschlossen werden, so daß Kathoden von Metallen, die stark variierende Dampfdrücke haben, verwendet werden können, wobei ein Betrieb mit einer langen Pulsdauer gestattet wird (typischerweise größer als 10 Millisekunden). Die längere Pulsdauer ergibt einen erhöhten Arbeitszyklus, einen höheren, mittleren Strahlstrom und einen größeren Bogenwirkungsgrad. Auch wird mit dem Entfernen des Isolators 54 die Bildung von Isolatorabfällen während des Betriebs ausgeschlossen.
Um die Lebensdauer der Kathode zu verlängern, sehen wir einen linearen Antriebsmechanismus vor, wie es im einzelnen in Fig. 4 gezeigt ist, um jede Kathode 28 oder 38 vorwärtszubewegen, wenn das Ende aufgebraucht wird. Die Antriebsmechanismen befinden sich in einem Gehäuse 62, wie es in Fig. 1 zu sehen ist. Jede Kathode 26 und 38 hat eine Metallstange 28 bzw. 42, die in einer äußeren Hülse verschiebbar ist, die ein Isoliermaterial sein kann, das die Metallkathode gegen das Gehäuse isoliert. Wie es in Fig. 4 zu sehen ist, ist eine linear bewegbare Kathodenstange 64 durch irgendeine geeignete Einrichtung mit der Basis jeder Kathodenstange 28 und/oder 42 zur Bewegung verbunden, wie es durch den Pfeil 66 angegeben ist. Ein Arm 60 verbindet die Stange 64 mit einer Mutter 68, die mit einer Schraubspindel 70 im Gewindeeingriff steht. Die Schraubspindel 70 ist mit einem Ende in einem Lagerbock 72 angebracht, und ein Zahnrad 74 ist an dem anderen Ende angebracht. Ein Schrittmotor 76 treibt das Zahnrad 74 über das Zahnrad 78 an. Somit kann eine Kathode vorwärts bewegt werden, wenn das Kathodenmaterial verbraucht wird, dann rückwärts, um eine abgenutzte Kathode durch eine neue oder unterschiedliche Kathode zu ersetzen. Herkömmliche Sensoren können einen Kathodenabbrand erfühlen und den Schrittmotor 76 betreiben, um jenen automatisch auszugleichen, oder die Kathodenbewegung kann von Hand gesteuert werden, wie es erwünscht ist.
Während gewisse bevorzugte Ausgestaltungen, Abmessungen und Materialien in der obigen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen im einzelnen angegeben worden sind, können diese, wo es geeignet ist, mit gleichen Ergebnissen abgeändert werden. Andere Abänderungen, Abwandlungen und Anwendungen dieser Erfindung ergeben sich für den Durchschnittsfachmann. Diese sollen in den Bereich der Ansprüche eingeschlossen sein.

Claims

1. Eine Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung (10), umfassend:

ein allgemein rohrförmiges Gehäuse (15), das an dem ersten Ende durch eine erste Platte (22) und an dem zweiten Ende durch eine zweite Platte (16) geschlossen ist;

eine Vielzahl von Kathoden (26) in dem genannten Gehäuse, die an der genannten ersten Platte (22) angebracht sind, wobei die genannten Kathoden im wesentlichen in einer parallelen Vielfachanordnung angeordnet sind, die sich in Richtung zu der genannten zweiten Platte (16) erstreckt;

eine hochtransparente Schirmanode (48), die in einer Öffnung in der genannten zweiten Platte angebracht ist, wobei die genannte Anode (48) im wesentlichen parallel zu der genannten Kathodenvielfachanordnung und im wesentlichen in gleichem Umfang mit der genannten Vielfachanordnung liegt; und

mindestens eine Auslösekathode (38) und eine Auslöse-elektrodeneinrichtung (36), die der genannten Vielfachanordnung benachbart angeordnet ist und sich in das genannte Gehäuse (15) erstreckt.

2. Die Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner eine lineare Zuführvorrichtung (61) einschließt, um wahlweise ausgewählte der genannte Kathoden (26) in Richtung zu der genannten Anode (48) zuzuführen.

3. Die Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, die ferner eine lineare Zuführvorrichtung (62) einschließt, um wahlweise die genannte Auslösekathode (38) in Richtung zu der genannten Vielfachanordnung zuzuführen.

4. Die Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, in der die Fläche des genannten Anodenschirms (48) von ungefähr 30 bis 75 Prozent Öffnungen aufweist.

5. Eine Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, in der die Enden (28) der genannten Kathoden, die die genannte Vielfachanordnung bilden und sich in Richtung zu der genannten zweiten Platte (16) erstrekken, im wesentlichen in derselben Ebene liegen, und wobei die genannte Auslöseelektrodeneinrichtung (36) einen Entladungsbogen bei irgendeiner ausgewählten der genannten Kathoden (26) auslösen kann.

6. Eine Kathodenvorrichtung für eine Ionenstrahlerzeugungsvorrichtung, wobei die genannte Kathodenvorrichtung umfaßt:

eine Vielfachanordnung beabstandeter, stangenförmiger Kathoden (26), von denen jede ein einen Ionenstrahl erzeugendes Ende (28) hat;

eine Auslösekathoden- und Auslöseelektrodenvorrichtung (30), die der genannten Kathodenvielfachanordnung benachbart ist;

wobei die genannte Auslösekathoden- und Auslöseelektrodenvorrichtung (30) umfaßt:

eine stangenförmige Metallauslösekathode (42), die sich in Richtung zu der genannten Vielfachanordnung erstreckt;

eine Isolierhülse (44) um die genannte Auslösekathode (42) herum;

eine Metallhülse (46) um die genannte Isolierhülse (44) herum; und

eine Auslöseelektrode (36), die der genannten Auslösekathode (42) benachbart ist;

wobei die genannte Auslöseelektrodenvorrichtung (36) einen Entladungsbogen an irgendeiner Kathode (26) in der genannten Vielfachanordnung auslösen kann, die sich auf einem geeigneten Potentialniveau befindet.

7. Die Kathodenvorrichtung gemäß Anspruch 6, die ferner eine lineare Zuführvorrichtung (61) einschließt, um wahlweise ausgewählte der Kathoden (26) in Richtung zu dem einen Ionenstrahl erzeugenden Ende (28) zuzuführen.

8. Die Kathodenvorichtung gemäß Anspruch 6, die ferner eine lineare Zutühreinrichtung (62) einschließt, um die genannte Auslösekathode (42) in Richtung zu der genannten Vielfachanordnung wahlweise zuzuführen.

9. Die Kathodenvorrichtung gemäß Anspruch 6, in der die genannten Kathoden (26), die die genannte Vielfachanordnung bilden, im wesentlichen zueinander parallel sind, und wobei die Achse der Auslösekathode (42) in einer Ebene liegt, die im wesentlichen senkrecht zu der Achse der genannten Kathode (26) ist.