JPH0237648A

JPH0237648A - 負電荷発生装置

Info

Publication number: JPH0237648A
Application number: JP18464388A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Toriie; 鳥家　秀昭; Tatsuya Hayashi; 龍也林; Hiroyuki Sasao; 笹尾　博之
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1988-07-26
Publication date: 1990-02-07
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JP2618006B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、アーク放電を利用して負電荷を発生させる
負電荷発生装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば［応用物理論文誌、６１巻。

４１１．５０００−５０１１頁、１９８７年６月１日発
行（Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、、Ｖｏｌ、６１　、　ｐ
ｐ５０００−５０１１　、　ＩＪｕｎｅ　１９８７　）
Ｊに示された従来の負電荷発生装置の構成図であり、内
部にセシウムの入ったセシウムリザーバ（１）を中心に
して左右対称位置には第１および第２のホロー陰極（２
）　、　（３１が設けられている。

真空容器（図示せず）内のこの第１のホロー陰極（２）
と第２のホロー陰極（３）との間には全体形状がＵの字
形状をしたコイル（４）が設けられている。コイル（４
）の中央部にはセシウムリザーバ（１）と連通しており
電荷交換を行なうだめのコンバータ（５）が設けられて
いる。この円板状をしたコンバータ（５）には対面して
円板状の陽極（６）が設けられている。この陽極（６）
はその中央部の孔（６ａ）から負電荷検知器（７）の内
部と通じるようになっている。また、第１のホロー陰極
（２）に対向しており先端部がコイル（４）内に臨んで
イグニッション電極（８）が設ケラれている。

次Ｋ、上記構成の動作について説明する。まず、第１の
ホロー陰極（２）と点線で示したイグニッション電極（
８）との間に発生した放電は、実線で示した位置までイ
グニッション電極（８）を引き下げられることにより引
き伸ばされる結果、第１のホロー陰極（２）と陽極（６
）との間にはアーク放電が発生する。

また、第２のホロー陰極（３）と陽極（６）との間に：
もアーク放電が発生し、第１のホロー陰極（２）と第２
のホロー陰極（３）との間にはＵ字形をしてアーク放電
が形成される。

この後、セシウムリザーバ（１）を加熱することにより
セシウムリザーバ（１）内のセシウムは蒸発し、そのセ
シウム蒸気はコンバータ（５）に形成された孔（図示せ
ず）から放出され、コンバータ（５）の表面はセシウム
蒸気で覆わｔする。そして、負にノくイアスされたコン
バータ（５）に水素陽イオンが衝突し。

またコンバータ（５）の表面に吸着されていた水素原子
に水素陽イオンやセシウム陽イオンが衝突する際、水素
陽イオンや水素原子はコンバータ（５）の表面でセシウ
ム蒸気と電荷交換を行なって水素隘イオンとなる。この
水素陰イオンは陽極（６）の孔（６ａ）を通して負電荷
検知器（７）に導かれ、そこで検知される。

〔発明が解決しようとする課題］従来の負電荷発生装置は以上のように構成されているの
で、コンバータ（５）やセシウムリザーバ（１）を備え
、またセシウムを蒸発させるためのヒータを使用しなけ
れはならず構造が複雑となり、また発生する負電荷は水
素やアルゴン等の気体に限られるなどの問題点があった
。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、コンバータやセシウムリザーバが不要で簡
単な構成で負電荷を発生できるとともに、金属の負電荷
を発生できる負電荷発生装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る負電荷発生装置は、真空容器内に対向し
て設けられた陰極および陽極と、この陽極および前記陰
極と接続され陽極と陰極との間にレーザ光により生じた
アークから収縮アークを生じさせるアーク電源とを備え
たものである。

〔作　用〕

この発明においては、陽極と陰極との間にし〜ザ光によ
り生じたアークから収縮アークを生じさせることにより
、アーク空間内には陽極、陰極からの負電荷が発生する
。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示すもので
、箱状の真空容器（１０）に絶縁支持部（１１）で支持
された一対の導電部材（１２）、（１５）が設けられ、
導電部材（１２”ｌ　、（１５）の先端に銅製の陰極（
１４）と陽極（１６）とが対向して取り付けられている
。また、真空容器（１０）には、その外部に固定したレ
ーザ発生器（１７）から放射されるレーザ光を真空容器
（１０）の内部に導入するためにレーザ光の透過窓（１
８）が設けられている。

真空容器（１０）内圧はアーク空間に生じた負電荷を引
き出すためのグリッド（１３）が設けられている。グリ
ッド（１３）はグリッド（１３）Ｋバイアス電圧を印加
するためのバイアス電源（２０）と接続されている。真
空容器（１０）の周囲には陰極（１４）とグリッド（１
９）との間に磁界を生じさせ負電荷を収束させるコイル
（２１）が設けられている。真ｑ容器（１０）のグリッ
ド（１９）と対向した９１１＋壁面には負電荷を蓄積す
るため凹状のＴｉ積部（２２）が形成されている。

以下、上記実施例の動作について説明する。まず、レー
ザ発生器（１７）でＶ−ザ光を発振させ、レンズ（１９
）を用いて陰極（１４）の表面にレーザ光を集光するこ
とにより、陰極（１４）の付近に放電を生じさせる。す
ると、この放＠により陽極（１６）とＫｆｉｋ　（１４
）との開にはアーク放電が生じる。そして、陰極（１４
）および陽極（１６）と接続されたアーク電源（２３）
から供給されるアーク電流が小さいとき（一般に拡散ア
ークと呼ばれる。）は陽極（１６）、陰極（１４）の銅
の負電荷がアーク空間に発生しない。

しかしながら、発明者等の研究により、アーク電流が十
分に大きくなり陽極（１６）から放射される陽極（１６
）の銅蒸気や銅陽イオンの量が陰極（１４）から放射さ
れる陰極（１４）の銅蒸気や銅陰イオンの量よりも多く
なる（この形態のアークは一般に収縮アークと呼ばれる
。）とアーク空間に負電荷である銅陰イオンが発生する
ことが解った。

例えば、陽極（１６）、陰極（１４）に外径２０ｍの銅
を使用し、陽極（１６）と陰極（１４）とのギャップ長
を４ｕにしてアーク電流として１０〜２０ＫＡの電流を
供給することにより、アーク空間には負゛直荷である＠
隘イオンが発生した。こうして、陽極（１６）と陰極（
１４）との間に発生した負電荷は陰極（１４）とグリッ
ド（１３）との間に哄他（１４）に対してグリッド（１
３）が正になるようにグリッド（１３）にバイアス電圧
を印加することにより、アーク空間から容易（（負電荷
を取り出すことができる。そして、取り出された負電荷
はグリッド（１３）を通過して蓄積部（２２）に蓄積さ
れる。

なＳ、上記実施例ではレーザ光を陰極（１４）の表面に
集光したものを示したが、陽極（１６）の表面にレーザ
光を集光してもよ−・。また、第３図に示すようにＶ−
ザ光の透過窓（１８）を陰極（１４）と対向して配置す
るとともに陽極（１６）を陰極（１４）に対してグリッ
ド（１３）に対向するように唄けて配置してもよい。ま
た、上記実施例では電極の金属の負イオンを生じさせる
場合九ついて説明したが、あらかじめ電極にガスを吸蔵
させておきて、電極の金属の負イオンとともにガスの負
イオンを発生させることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の負電荷発生装置は、陽
極と陰極との間にレーザ光により生じたアークからアー
ク電源を用いて収縮アークを生じさせるという簡単な構
成により、アーク空間に陽極、陰極からの負電荷を発生
させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である負電荷発生装置の構
成図、第２図は第１図の負電荷発生装置の回路図、第３
図はこの発明の他の実施例を示す構成図、第４図は従来
の負電荷発生装置の一例を示す構成図である。（１０）・・真空容器、（１４）・・陰極、（１６）・
・陽極、（１７）・・レーザ発生器、（２３）・・アー
ク電源。なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。元３０兜４ノ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空容器内に対向して設けられた陰極および陽極
と、この陽極および前記陰極と接続され陽極と陰極との
間にレーザ光により生じたアークから収縮アークを生じ
させ、陽極と陰極との間のアーク空間に陽極、陽極から
の負電荷を生じさせるアーク電源とを備えたことを特徴
とする負電荷発生装置。