FR2680275A1 - Source d'ions a resonance cyclotronique electronique de type guide d'ondes. - Google Patents
Source d'ions a resonance cyclotronique electronique de type guide d'ondes. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2680275A1 FR2680275A1 FR9109945A FR9109945A FR2680275A1 FR 2680275 A1 FR2680275 A1 FR 2680275A1 FR 9109945 A FR9109945 A FR 9109945A FR 9109945 A FR9109945 A FR 9109945A FR 2680275 A1 FR2680275 A1 FR 2680275A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- enclosure
- axis
- ion source
- magnets
- magnetic field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/16—Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation
- H01J27/18—Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation with an applied axial magnetic field
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
Source d'ions à résonance cyctotronique électronique de type guide d'ondes. Cette source comprenant une enceinte étanche (2) renfermant un milieu gazeux capable d'être ioniser pour former un plasma, cette enceinte comportant un axe longitudinal (4), une première (6) et une seconde (8) extrémités selon cet axe; des moyens (12) d'injection d'un champ électromagnétique de haute fréquence dans l'enceinte, au niveau de sa première extrémité, pour ioniser le milieu gazeux; des moyens (32, 34, 36, 38) pour créer, dans l'enceinte, un champ magnétique de symétrie axiale dont la valeur de l'induction B est minimum dans un plan médian de l'enceinte, perpendiculaire à l'axe; des moyens (40, 42, 44) pour créer un champ magnétique de symétrie radiale; un système (28) d'extraction des ions, situé au niveau de la seconde extrémité, se caractérise en ce que l'enceinte est un guide d'ondes dont la largeur selon le plan médian est du même ordre de grandeur que la longueur d'ondes du champ électromagnétique.
Description
i
SOURCE D'IONS A RESONANCE CYCLOTRONIQUE ELECTRONIQUE
DE TYPE GUIDE D'ONDES
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet une source d'ions à résonance cyclotronique électronique (ECR) spécialement conçue pour la production d'ions positifs multichargés Elle trouve de nombreuses applications, en fonction des différentes valeurs de l'énergie cinétique des ions extraits et de leurs charges, dans le domaine de l'implantation ionique, de la microgravure et plus particulièrement dans l'équipement des accélérateurs de particules, utilisés aussi bien
dans le domaine scientifique que médical.
Dans les sources à résonance cylclotrorique électronique, les ions sont obtenus par ionisation d'un milieu gazeux constitué d'un ou plusieurs gaz ou de vapeurs métalliques, contenu dans une enceinte étanche à symétrie axiale, au moyen d'un plasma d'électrons fortement accélérés par résonance cyclotronique électronique La pression résiduelle régnant dans
-4 -2
l'enceinte est de l'ordre de 10 à 10 Pa.
La résonance cyclotronique est obtenue grâce à l'action conjuguée d'un champ électromagnétique de haute fréquence (UHF), injecté dans l'enceinte, et d'un champ magnétique à symétrie axiale présentant une
structure dite "à minimum I-Bi".
L'induction magnétique axiale présente une amplitude croissant du centre de l'enceinte à ses extrémités; elle possède en particulier une amplitude Br qui satisfait à la condition ( 1) de résonance cyclotronique électronique Br=f 2 fml/e dans laquelle e représente la charge de l'électron, m sa masse et f la
fréquence du champ électromagnétique.
Un système d'extraction des ions, situé du côté de l'enceinte opposé à celui de l'injection de La
haute fréquence, est prévu.
Le champ magnétique axial est créé soit par des bobines soit par des aimants permanents entourant
L'enceinte étanche.
Dans ce type de source, la quantité d'ions pouvant être produite résulte de la compétition entre deux processus: d'une part la formation des ions par impact électronique sur des atomes neutres constituant le milieu gazeux à ioniser, et d'autre part, les pertes de ces mêmes ions par recombinaison due à une collision de ces ions avec un atome neutre du milieu gazeux non encore ionisé ou bien par diffusion jusqu'aux parois de l'enceinte. Il est prévu de confiner dans l'enceinte les ions formés ainsi que les électrons servant à leur ionisation Ceci est réalisé en superposant au champ magnétique de symétrie axiale un champ magnétique de symétrie radiale Ce champ magnétique radial est obtenu à l'aide d'une structure multipolaire constituée
généralement par des aimants permanents.
La superposition du champ magnétique radial et du champ magnétique axial conduit à la formation de surfaces d'équi-module de champ magnétique, fermées n'ayant aucun contact avec les parois de l'enceinte sur lesquelles la condition ( 1) de
résonance cyclotronique électronique est satisfaite.
Une telle source d'ions a notamment été décrite dans le
document EP-A-0 238 397.
Les sources connues jusqu'à ce jour comportent une enceinte de confinement de dimension transversale (mesurée perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'enceinte) nettement plus grande que celle du conduit par lequel est injectée la puissance électromagnétique ( 3 à 5 fois plus grande dans la source ECR du document EP-A-0 238 397) Dans ces conditions, l'enceinte se comporte comme une cavité résonnante multimode, favorisant le remplissage uniforme de la puissance électromagnétique dans le volume utile pour l'ionisation du milieu gazeux et
permettant ainsi un chauffage efficace du plasma.
D'autre part, la fréquence f de l'onde électromagnétique destinée à la création du plasma doit être de l'ordre de grandeur de la fréquence de coupure associée à la densité électronique N du plasma; cette e fréquence de coupure est donnée par l'équation n e /m ú, o m et e ont les significations e o précédentes et e représente la permittivité o
diélectrique du vide.
Dans le cas d'un plasma destiné à créer des ions multichargés, la densité électronique N doit être e aussi élevée que possible, d'o le choix de la fréquence électromagnétique f la plus élevée possible, compatible avec la technologie des hyperfréquences actuelles: généralement f est choisi de 10 à 14 G Hz; la longueur d'onde dans le vide de ces ondes électromagnétiques est de l'ordre de 3 centimètres (guide rectangulaire de 10 x 22 mm pour 8 à 12 G Hz et de 7 x 14 mm pour 12 à 18 G Hz) Cette dimension définit le diamètre ou la section du conduit HF qui alimente la décharge. Des mesures préliminaires ont permis de montrer que le plasma s'organise de manière totalement
inhomogène dans la structure magnétique.
En effet, celui-ci prend la forme d'un "cordon de plasma", présentant une densité marquée au
voisinage de l'axe avec une symétrie quasi cylindrique.
La dimension caractéristique de ce plasma est aussi de
L'ordre du centimètre.
L'utilisation d'enceintes de confinement surdimensionnées implique soit l'utilisation de bobines pour créer le champ magnétique de confinement (champ axial + champ radial) et donc l'utilisation d'une forte puissance électrique en tenant compte du système de refroidissement associé à ces bobines, soit l'utilisation de grandes quantités d'aimants permanents
rendant la source coûteuse et lourde.
Tous ces aspects rendent difficile l'emploi des sources ECR d'ions multichargés, actuelles dans les systèmes électrostatiques o la puissance et l'encombrement alloués à la source d'ions sont extrêmement réduits (plateforme très haute tension THT, Van de Graff ou terminal de Tandem) De plus, si le milieu gazeux est fortement radioactif (émission de gammas et de neutrons), l'utilisation de bobines ne peut plus être envisagée du fait des risques de vieillissement prématurés des résines d'imprégnation
utilisées dans ces bobines.
Aussi, l'invention a pour objet une nouvelle source d'ions à résonance cyclotronique électronique à enceinte étanche de confinement de dimensions réduites, permettant de remédier aux différents inconvénients
mentionnés ci-dessus.
L'invention a donc pour objet une source d'ions à résonance cyclotronique électronique comportant: a) une enceinte étanche renfermant un milieu gazeux capable d'être ionisé pour former un plasma, cette enceinte comportant un axe longitudinal, une première et une seconde extrémité orientées selon cet axe, b) des moyens d'injection d'un champ électromagnétique de haute fréquence dans l'enceinte, au niveau de sa première extrémité, pour ioniser le milieu gazeux, c) des moyens pour créer, dans l'enceinte, un champ magnétique de symétrie axiale dont la valeur de l'induction B est minimum dans un plan médian de l'enceinte, perpendiculaire à l'axe, d) des moyens pour créer un champ magnétique de symétrie radiale, e) un système d'extraction des ions, situé au niveau de la seconde extrémité, caractérisée en ce que l'enceinte étanche est un guide d'ondes dont la largeur selon le plan médian est du même ordre de grandeur que la longueur d'onde du champ électromagnétique. Par "du même ordre de grandeur", il faut comprendre un rapport L/î, o l est la largeur ou le diamètre de l'enceinte et X est la longueur d'onde du
champ électromagnétique tel que 0,5 <l/k< 1,5.
Ainsi, il est possible de réaliser une enceinte étanche à décharge ne dépassant pas quelques centimètres de diamètre ou de côté suivant que
l'enceinte présente une section circulaire ou carrée.
L'introduction du champ électromagnétique de haute fréquence peut être assurée, soit par une transition du type coaxial, soit par une injection directe, à partir d'un guide d'ondes rectangulaire ou
circulaire en mode fondamental.
Selon l'invention, l'enceinte présente, selon son plan médian, une section sensiblement égale à celle du guide d'ondes assurant l'injection du champ
électromagnétique dans l'enceinte.
Ainsi, la dimension de l'enceinte de confinement du plasma n'est limitée que par les plus petites dimensions du guide d'ondes, rectangulaire ou circulaire, associé à la fréquence électromagnétique de
L'onde utilisée.
Du fait des dimensions extrêmement réduites de l'enceinte à décharge, il est possible de n'utiliser que des aimants permanents, de petites tailles, répartis autour de l'enceinte pour créer les champs magnétiques axial et radial, contrairement aux sources ECR de L'art antérieur Le coût de la source de l'invention se trouve ainsi réduit par rapport à celui des sources classiques Néanmoins L'utilisation de bobines reste toujours possible, celle-ci devenant
aussi de dimensions réduites.
D'autres caractéristiques et avantages de
l'invention ressortiront mieux de la description qui va
suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement, en coupe Longitudinale, une source d'ions conforme à L'invention, la figure 2 représente schématiquement une variante de la source de l'invention, la figure 3 montre un système d'aimants permanents utilisable dans la source de l'invention, les figures 4 à 6 donnent trois spectres d'ions multichargés obtenus avec la source de L'invention à une fréquence HF de 10 G Hz; les figures 4 et 5 sont relatives à l'argon et la figure 6 au tantale. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement, en coupe Longitudinale, une source d'ions positifs à résonance cyclotronique électronique, selon l'invention Cette source ECR comporte un guide d'ondes 2 non résonnant, constituant une enceinte à
vide de confinement, équipée d'un axe de symétrie 4.
Cette enceinte peut présenter une section circulaire ou
une section carrée.
La référence P indique le plan médian de l'enceinte 2, perpendiculaire à l'axe 4 et C indique le milieu de l'enceinte (intersection du plan P et de l'axe 4) On note l la largeur ou le diamètre du guide 2; l est appe Lé, ci-après, la dimension
caractéristique de l'enceinte.
Cette enceinte comporte en outre une extrémité d'entrée 6 et une extrémité de sortie 8,
centrées selon l'axe 4.
Le guide d'ondes 2 peut être excité par un champ électromagnétique de haute fréquence (HF ou UHF), injecté au niveau de son extrémité 6 Ce champ haute fréquence est produit par une source 10 telle qu'un klystron, couplée à l'enceinte de confinement 2, via une cavité de transition 12 comportant une ouverture 14, disposée dans le prolongement du guide 2 et coaxialement Cette ouverture 14 présente une largeur (ou diamètre) sensiblement égale à celle du guide
d'ondes 2.
La cavité de transition 12 comporte à son entrée latérale HF une fenêtre étanche 16 en matériau diélectrique. Selon l'invention, la dimension caractéristique l de l'enceinte 2 est du même ordre de grandeur que la longueur d'onde Autrement dit, l/I satisfait à l'équation 0,5 <l/X< 1,5 o A est la
longueur d'onde du champ HF utilisée.
Sur la figure 1, l'injection de la haute fréquence dans l'enceinte 2 est réalisée coaxialement à l'introduction du gaz ou de la vapeur métallique dans l'enceinte 2, destiné à former le plasma A cet effet, la cavité de transition 12 est traversée par une conduite 18 d'alimentation en gaz ou vapeur, centrée sur l'axe 4 de l'enceinte et débouchant en aval de l'extrémité 6 du guide d'ondes 2 Le guide 2 et la conduite 18 sont métalliques et définissent une ligne coaxiale. Le plasma peut consister en de l'hydrogène, du néon, du xénon, de L'argon, de l'oxygène, du tungstène, du titane, etc. Une pompe à vide non représentée permet de
-4 2
créer dans L'enceinte 2 un vide de 10 à 10 Pa La pompe à vide est généralement placée en aval de
l'extrémité de sortie 8 de la chambre à vide 2.
L'onde électromagnétique peut être continue ou pulsée et présenter une fréquence allant de 1 à
G Hz.
Conformément à l'invention, il est possible, comme schématisé sur la figure 2, d'injecter la haute fréquence dans l'enceinte de type guide d'ondes 2 directement dans celle-ci à l'aide d'un guide 20 de section rectangulaire débouchant directement dans l'enceinte 2 selon une direction radiale La longueur l' du guide d'entrée 20 est égale approximativement à la largeur l de l'enceinte 2 Un guide d'onde circulaire en mode fondamental est aussi possible Un système de couplage par fentes entre un guide rectangulaire et l'enceinte est aussi possible et
remplacerait la cavité de transition.
En revenant sur la figure 1, on voit que la chambre de confinement 2 est portée à un potentiel positif par rapport à la masse, grâce à une source d'alimentation électrique 18 et est entourée d'une structure magnétique 19, par exemple de symétrie de révolution lorsque l'enceinte 2 est cylindrique, destinée à créer le champ magnétique dans l'enceinte guide 2 Un système mécanique 20 permet le maintien de
cette structure magnétique sur l'enceinte guide 2.
On trouve en outre à l'extrémité 8 de l'enceinte 2 une plaque 21 pourvue d'un orifice de sortie 22 des ions; cet orifice 22 est centré sur
l'axe 4.
En sortie de la chambre 2, on trouve aussi un blindage 24 de forme extérieure cylindrique et de forme interne tronconique, disposé coaxialement au guide d'ondes 2 et dans son prolongement; le diamètre interne de ce blindage 24 va en s'élargissant de l'amont vers l'aval de la source Ce blindage est
réalisé en noyau de fer doux ou en aimant permanent.
L'angle T que forme la paroi interne du blindage 24 avec une direction parallèle à l'axe 4 est de 20 environ La forme du blindage 24 assure la distance d'isolement électrostatique de la chambre 2 avec
l'électrode d'extraction 23 des ions.
En appui sur le système mécanique 20, on trouve une virole cylindrique 26 en matériau électriquement isolant, servant de support à une électrode d'extraction 28 des ions Cette électrode 28 présente la forme d'un cylindre et est disposée coxialement au guide d'ondes 2 Elle est portée au potentiel de la masse afin d'accélérer les ions formés
dans l'enceinte.
La structure magnétique 19 permet la création, dans l'enceinte 2, de lignes équimagnétiques 30 fermées La valeur de l'induction B sur ces lignes satisfait l'équation de résonance ( 1) En outre, l'induction B diminue du centre C à la périphérie de
l'enceinte 2.
Du fait de la miniaturisation de l'enceinte de confinement, la structure magnétique 19 peut consister uniquement en un système d'aimants permanents, juxtaposés entourant l'enceinte de confinement 2 Ces aimants sont réalisés en Fe Nd B ou
Sm CO (matériaux magnétiques "durs").
535 Cette structure magnétique, comme représenté Cette structure magnétique, comme représenté sur les figures 1 et 3, présente une symétrie axia Le et
constitue un circuit magnétique ouvert.
Selon L'invention, des aimants permanents 32 et 34 à aimantation radiale, disposés respectivement à l'entrée et x La sortie de La chambre 2, permettent de créer dans celle-ci le champ magnétique de symétrie axiale Ces aimants 32 et 34 se présentent sous la
forme d'un anneau cylindrique.
L'aimant d'entrée 32 a son vecteur aimantation orienté de sorte que son pôLe sud soit dirigé substantiellement vers l'enceinte 2 A l'inverse, l'aimant de sortie 34 est tel que son pôle
nord soit dirigé substantiellement vers L'enceinte 2.
Ces aimants 32 et 34 permettent La création d'un champ magnétique à symétrie axiale présentant dans le plan médian P de la chambre 2 une valeur minimum en passant par des valeurs maximums au niveau des aimants 32 et 34 Ces aimants 32 et 34 définissent donc deux
miroirs magnétiques.
Des aimants permanents 36 et 38 entourant le guide d'ondes 2 sont disposés de sorte que leur vecteur aimantation soit orienté sensiblement de L'extrémité d'entrée 6 à l'extrémité de sortie 8 de l'enceinte Ces aimants 36 et 38 ont la forme d'un anneau et contribuent avec les aimants 32 et 34 à La création du
champ magnétique de symétrie axiale dans l'enceinte 2.
Ces aimants servent à magnétiser l'ensemble de
l'enceinte guide sur une distance Dl.
L'ouverture annulaire 35 de longueur D 2 séparant les aimants 36 et 38 de la structure magnétique permet de contrôler le champ magnétique de
symétrie axiale, dans Le p Lan médian P de l'enceinte 2.
Selon l'invention, les aimants à aimantation axiale 36 et 38 sont accolés respectivement aux aimants
32 et 34 et situés entre ces aimants 32 et 34.
En outre, les rayons internes R et R des 1 2 aimants 36 et 38 sont supérieurs aux rayons internes R
et R des aimants 32 et 34.
Des barreaux aimantés 40 et 42, de forme allongée, sont logés dans l'espace annulaire défini entre l'enceinte guide 2 et les aimants 32, 34, 36 et 38 Ces aimants ont une aimantation radiale et définissent une structure multipolaire par exemple quadrupolaire, hexapolaire, octopolaire ou q 10 dodécapolaire; les polarités des aimants 40 et 42 sont alternées. Ces barreaux aimantés définissent dans
l'enceinte 2 le champ radial de confinement.
Dans l'espace 35, de longueur D 2, il est possible, mais non obligatoire, comme représenté sur la figure 3, d'introduire des aimants 44, 45 à aimantation radiale et à structure multipolaire, pour renforcer localement le champ radial là o le champ axial est
minimum, c'est-à-dire dans le plan médian.
Il est en outre possible, comme représenté sur la figure 1, d'introduire dans cet espace annulaire , au-dessus des aimants 44 un anneau aimanté 46 à aimantation axiale afin d'augmenter encore localement
le champ axial.
Les longueurs L et L maximales des aimants
I 2
32 et 34, mesurées selon une direction parallèle à l'axe 4, peuvent être adaptées pour définir un éventuel déséquilibrage du module du champ magnétique résultant entre l'entrée et la sortie de la source, déséquilibrage permettant d'optimiser le taux de fuite
du plasma L est en particulier supérieur à L 2.
I 2
Un même effet peut aussi être réalisé par optimisation des rayons internes R et R des aimants
I 2
annulaires 32 et 34, par optimisation des rayons externes R et R des aimants 32, 36 d'une part et 34,
3 4
38 d'autre part ainsi que par optimisation des angles a 1, b 1, a 2, b que forme l'aimantation des aimants 32,
1 ' ' 2 2
36, 34 et 38 avec L'axe 4.
En particulier, La distance R 1 séparant L'axe 4 de L'aimant 32 situé au niveau de La première extrémité 6 est inférieure à celle R 2 séparant l'axe de l'aimant 34 situé au niveau de la seconde extrémité 8. Par ailleurs, les angles C 1 et C 2 que font, par rapport à une direction parallèle à L'axe 4, les extrémités des aimants 32 et 36 en regard d'une part et les angles C 3 et C 4 que font, par rapport à une direction parallèle à l'axe 4, Les extrémités des aimants 34 et 38 en regard d'autre part, peuvent être optimisés de manière à définir un circuit magnétique
idéal (continuité du flux magnétique).
Notons que sur La figure 1, les angles a 1,
b 1, a 2, b 2, C 1 et C 2 sont nuls par rapport à L'axe 4.
Au lieu d'utiliser un blindage 24 en noyau de fer doux monté à l'intérieur de l'aimant annulaire 34, il est possible d'utiliser une partie aimantée faisant partie intégrante de L'aimant 34 Toutefois, du point de vue fabrication, i L est p Lus facile de donner La
forme recherchée à un noyau de fer doux qu'à un aimant.
Une source d'ions comportant une chambre 2 de diamètre interne L de 26 mm et une Longueur A de 160 mm environ a été réalisée EL Le a été excitée par un champ UHF de 10 G Hz et un champ magnétique dont L'induction B variait progressivement de 0,3 T au centre C de L'enceinte à 0,8 T au niveau des parois latérales de
L'enceinte 2.
Avec cette source, on a réalisé des spectres d'ions multiples donnés sur les figures 4 à 6 Ces spectres donnent L'intensité, exprimée en microampères, du courant d'ions I sortant de La source d'ions en fonction du courant dans l'aimant d'analyse, exprimé en ampères; ce courant d'analyse donne Le rapport Q/A o Q est La charge de L'ion et A sa masse Les figures 4 et 5 sont relatives à L'argon et La figure 6 au tantale. Ces spectres ne montrent qu'une faible diminution de la charge moyenne, comparée à une source de grand volume; des ions chargés 6 + sont obtenus au lieu de 8 + pour l'argon et des ions chargés 16 + sont obtenus au lieu de 20 + pour le tantale. Si l'on observe le courant d'ions I produit par l'ion le plus abondant de la distribution, on obtient un courant de 250 microampères pour des ions chargés huit fois dans une source classique et un courant de 25 microampères pour des ions chargés six fois dans une source type guide d'ondes, conforme à l'invention. Ce courant est L'image du courant total d'ions multichargés contenus dans le spectre On constate que celui-ci a évolué dans le rapport des sections droites des chambres à plasma, soit proportionnellement au volume de pl'asma qui y est contenu. Cette variation qui ne dépend, a priori, que des paramètres géométriques peut laisser penser que la densité du flux de plasma utile à la formation du faisceau extrait dans la région d'extraction est restée
constante dans les deux types de source.
Le diamètre d'une source de l'invention est, à même fréquence électromagnétique, environ un tiers
inférieur à celui de l'art antérieur.
Notons que la source représentée sur la
figure 1 est à l'échelle 1/1.
La source de l'invention permet en outre, à charge moyenne extraite équivalente, un gain énergétique de l'ordre de 40 KW à quelques centaines de Watts et par ailleurs un coût de mise en oeuvre de 10
à 20 fois inférieur à celui des sources de l'art antérieur.
Claims (9)
1 Source d'ions à résonance cyclotronique électronique comportant: a) une enceinte étanche ( 2) renfermant un milieu gazeux capable d'être ionisé pour former un plasma, cette enceinte comportant un axe longitudinal ( 4), une première ( 6) et une seconde ( 8) extrémités orientées selon cet axe, b) des moyens ( 12, 20) d'injection d'un champ électromagnétique de haute fréquence dans l'enceinte, au niveau de sa première extrémité, pour ioniser le milieu gazeux, c) des moyens ( 36, 38) pour créer, dans l'enceinte, un champ magnétique de symétrie axiale dont la valeur de l'induction B est minimum dans un plan médian de l'enceinte, perpendiculaire à l'axe, d) des moyens ( 32, 34, 40) pour créer un champ magnétique de symétrie radiale, e) un système ( 28) d'extraction des ions, situé au niveau de la seconde extrémité, caractérisée en ce que l'enceinte ( 2) étanche est un guide d'ondes dont la largeur selon le plan médian (P) est du même ordre de grandeur que la longueur d'ondes
du champ électromagnétique.
2 Source d'ions selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'injection comportent un guide d'ondes ( 20) agencé pour injecter le champ électromagnétique selon une direction
perperpendiculaire à l'axe.
3 Source d'ions selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'enceinte ( 2) présente une largeur (L), mesurée selon le plan médian, sensiblement égale à la largeur (L') du guide d'ondes des moyens
d'injection.
4 Source d'ions selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'injection comportent une cavité de transition ( 12), en communication directe avec l'enceinte, cette cavité étant traversée par une conduite d'amenée ( 18) du milieu gazeux débouchant dans l'enceinte en aval de la
première extrémité et coaxialement à cette dernière.
Source d'ions selon la revendication 4, caractérisée en ce que la cavité de transition t O communique avec l'enceinte par une ouverture de largeur sensiblement égale à celle de l'enceinte, mesurée selon
le plan médian.
6 Source d'ions selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens
pour créer le champ magnétique à symétrie axiale comportent des premiers aimants permanents ( 32, 34) à symétrie axiale, entourant l'enceinte ( 2), dont l'aimantation est substantiellement perpendiculaire à L'axe de l'enceinte, ces aimants étant situés au niveau
des première et seconde extrémités.
7 Source d'ions selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les moyens
pour créer le champ magnétique de symétrie radiale comportent des aimants permanents ( 40, 42) répartis autour de l'enceinte et agencés selon une structure multipolaire et dont l'aimantation est substantiellement perpendiculaire à l'axe de l'enceinte. 8 Source d'ions selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les moyens
pour créer le champ magnétique à symétrie axiale comportent des seconds aimants permanents ( 36, 38) à symétrie axiale, entourant L'enceinte ( 2) dont l'aimantation est substantiellement parallèle à l'axe
de l'enceinte.
9 Source d'ions selon les revendications 6
et 8, caractérisée en ce que les premiers et seconds
aimants sont accolés.
Source
revendications 1 à
comprend des aimants radiale, disposés au n selon une structure magnétique radial comp 11 Source
revendications 1 à
comprend un aimant disposé dans le plan axial complémentaire d 12 Source
revendications 6 à
d'ions selon l'une quelconque des 9, caractérisée en ce qu'elle permanents ( 44, 45) à aimantation iveau du plan médian et agencés multipolaire, créant un champ
lémentaire dans ce plan.
d'ions selon l'une quelconque des , caractérisée en ce qu'elle permanent ( 46) à symétrie axiale, médian créant un champ magnétique
ans ce plan.
d'ions selon l'une quelconque des 11, caractérisée en ce que la distance (R 1) séparant l'axe ( 4) de l'aimant ( 32) situé au niveau de la première extrémité ( 6) est inférieure à celle (R) séparant l'axe de l'aimant ( 34) situé au
niveau de la seconde extrémité ( 8).
13 Source d'ions selon l'une quelconque des
revendications 6 à 12, caractérisée en ce que la
Longueur (L) des aimants ( 32) situés au niveau de la i première extrémité est supérieure à la longueur (L) des aimants ( 34) situés au niveau de la seconde extrémité, ces longueurs étant mesurées selon une
direction parallèle à l'axe.
14 Source d'ions selon l'une quelconque des
revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'elle
comprend un blindage en noyau de fer doux ( 24) en regard des moyens d'extraction dont la paroi interne
forme un angle T>O par rapport à l'axe de l'enceinte.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9109945A FR2680275B1 (fr) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | Source d'ions a resonance cyclotronique electronique de type guide d'ondes. |
| DE1992610501 DE69210501T2 (de) | 1991-08-05 | 1992-08-03 | Elektroncyclotionresonanz-Ionenquelle vom Wellenleiter-Typ zur Erzeugung mehrfachgeladenen Ionen |
| EP19920402219 EP0527082B1 (fr) | 1991-08-05 | 1992-08-03 | Source d'ions multicharges à résonance cyclotronique électronique de type guide d'ondes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9109945A FR2680275B1 (fr) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | Source d'ions a resonance cyclotronique electronique de type guide d'ondes. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2680275A1 true FR2680275A1 (fr) | 1993-02-12 |
| FR2680275B1 FR2680275B1 (fr) | 1997-07-18 |
Family
ID=9415937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9109945A Expired - Fee Related FR2680275B1 (fr) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | Source d'ions a resonance cyclotronique electronique de type guide d'ondes. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0527082B1 (fr) |
| DE (1) | DE69210501T2 (fr) |
| FR (1) | FR2680275B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015086852A1 (fr) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Centre National De La Recherche Scientifique | Source d'ions a resonance cyclotronique electronique |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9224745D0 (en) * | 1992-11-26 | 1993-01-13 | Atomic Energy Authority Uk | Microwave plasma generator |
| FR2718568B1 (fr) * | 1994-04-06 | 1996-07-05 | France Telecom | Procédé d'implantation haute énergie à partir d'un implanteur de type faible ou moyen courant et dispositifs correspondants. |
| KR100927995B1 (ko) * | 2008-11-20 | 2009-11-24 | 한국기초과학지원연구원 | 전자 맴돌이 공명 이온원 장치 및 그의 제조방법 |
| FR2947378A1 (fr) | 2009-06-29 | 2010-12-31 | Quertech Ingenierie | Systeme magnetique formant des surfaces iso modules fermees a partir de structures magnetiques de type "cusp" et sources d'ions de type rce mettant en oeuvre un tel systeme |
| FR2969372B1 (fr) | 2010-12-21 | 2015-04-17 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d’ionisation a la resonance cyclotron electronique |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0238397A1 (fr) * | 1986-03-13 | 1987-09-23 | Commissariat A L'energie Atomique | Source d'ions à résonance cyclotronique électronique à injection coaxiale d'ondes électromagnétiques |
-
1991
- 1991-08-05 FR FR9109945A patent/FR2680275B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-08-03 DE DE1992610501 patent/DE69210501T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-03 EP EP19920402219 patent/EP0527082B1/fr not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0238397A1 (fr) * | 1986-03-13 | 1987-09-23 | Commissariat A L'energie Atomique | Source d'ions à résonance cyclotronique électronique à injection coaxiale d'ondes électromagnétiques |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH. B vol. 37/38, no. 2, Février 1989, AMSTERDAM NL pages 87 - 89; K. AMEMYA ET AL: 'NEW MICROWAVE ION SOURCE FOR HIGH ENERGY ION IMPLANTER' * |
| PROCEEDINGS OF THE 1987 IEEE PARTICLE ACCELERATOR CONFERENCE ; ACCELRATOR ENGENEERING AND TECHNOLOGY vol. 1, 19 Mars 1987, WASHINGTON , D.C. pages 254 - 258; C. M. LYNEIS: 'STATUS OF ECR SOURCE TECHNOLOGY' * |
| REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS. vol. 61, no. 1, Janvier 1990, NEW YORK US pages 288 - 290; P. SORTAIS ET AL: 'ECRIS DEVELOPMENT AT GANIL' * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015086852A1 (fr) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Centre National De La Recherche Scientifique | Source d'ions a resonance cyclotronique electronique |
| FR3015109A1 (fr) * | 2013-12-13 | 2015-06-19 | Centre Nat Rech Scient | Source d'ions a resonance cyclotronique electronique |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2680275B1 (fr) | 1997-07-18 |
| EP0527082B1 (fr) | 1996-05-08 |
| EP0527082A1 (fr) | 1993-02-10 |
| DE69210501D1 (de) | 1996-06-13 |
| DE69210501T2 (de) | 1996-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0209469B1 (fr) | Procédé et dispositif d'excitation d'un plasma par micro-ondes à la résonance cyclotronique électronique | |
| EP0238397B1 (fr) | Source d'ions à résonance cyclotronique électronique à injection coaxiale d'ondes électromagnétiques | |
| JP2959508B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| FR2475798A1 (fr) | Procede et dispositif de production d'ions lourds fortement charges et une application mettant en oeuvre le procede | |
| EP0711100B1 (fr) | Dispositif de production d'un plasma permettant une dissociation entre les zones de propagation et d'absorption des micro-ondes | |
| EP0127523B1 (fr) | Source d'ions à résonance cyclotronique des électrons | |
| EP0145586B1 (fr) | Source d'ions multicharges a plusieurs zones de resonance cyclotronique electronique | |
| EP0702843B1 (fr) | Implanteur ionique haute energie de type faible ou moyen courant et procede d'utilisation d'un tel implanteur | |
| EP0527082B1 (fr) | Source d'ions multicharges à résonance cyclotronique électronique de type guide d'ondes | |
| EP0199625B1 (fr) | Source d'ions négatifs à résonance cyclotronique des électrons | |
| EP0722651B1 (fr) | Dispositif et procede pour former un plasma par application de micro-ondes | |
| EP0946961B1 (fr) | Systeme magnetique, en particulier pour les sources ecr, permettant la creation de surfaces fermees d'equimodule b de forme et de dimensions quelconques | |
| EP0532411B1 (fr) | Source d'ions à résonance cyclotronique électronique et à injection coaxiale d'ondes électromagnétiques | |
| FR2969371A1 (fr) | Dispositif generateur d’ions a resonance cyclotronique electronique | |
| EP0232651B1 (fr) | Source d'ions à résonance cyclotronique électronique | |
| FR2969372A1 (fr) | Dispositif d’ionisation a la resonance cyclotron electronique | |
| EP0252845B1 (fr) | Source d'ions à résonance cyclotronique électronique | |
| EP0483004B1 (fr) | Source d'ions fortement chargés à sonde polarisable et à résonance cyclotronique électronique | |
| EP2311061B1 (fr) | Dispositif générateur d'ions à résonance cyclotronique électronique | |
| FR2883410A1 (fr) | Source de photons comprenant une source de plasma d'ions multicharges a la resonance cyclotron electronique. | |
| EP0813223B1 (fr) | Dispositif pour engendrer un champ magnétique et source ecr comportant ce dispositif | |
| WO1999062307A1 (fr) | Dispositif destine a creer un champ magnetique a l'interieur d'une enceinte | |
| FR2820880A1 (fr) | Source d'ions multicharges | |
| WO2011001051A1 (fr) | Système magnétique formant des surfaces iso modules fermées à partir de structures magnétiques de type «cusp» et sources d'ions de type rce mettant en oeuvre un tel système |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |