JPH11514108A - アパーチャを有する非平面電極およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 非平面電極中のアパーチャの位置の正確度は、新しい製造方法を使用して改良される。この方法は、アパーチャを定めるフォトレジストパターンを設けるプロセスステップの前に非平面電極を生成する変形ステップを行う。従って、変形ステップがフォトレジストパターンを空間的に変化させることはない。位置の正確度が改良されたことによって、このプロセスで製造された非平面電極を含むイオンスラスタの性能および寿命が向上される。

Description

【発明の詳細な説明】 アパーチャを有する非平面電極およびその製造方法 発明の背景 発明の分野 本発明は、一般的に宇宙船推進システムに関し、特に、イオンスラスタに関す る。従来技術の説明 搭載型推進システムは多数の宇宙船の操縦を容易にする。例えば衛星において 、これらの操縦は軌道の上昇（例えば、下方の地球軌道から静止軌道へ等）、ス テーション保持（例えば、軌道傾斜、ドリフトおよび偏心の補正等）および姿勢 制御（例えば、衛星のロール、ピッチおよびヨー軸に関する姿勢のエラーの補正 等）を含んでいる。 推進システムのスラスタによって宇宙船に与えられた力は、式（１）において スラスタの質量流量率と排気速度との積として次のように表される。 式（１）はまた、質量流量率が重量流量率対重力加速度の比率によって置換され 、また、排気速度対重力加速度の比率がスラスタの性能指数（フィギュア・オブ ・メリット）である特定のインパルスＩ_SPによって表されることを示している。 式（１）は式（２）のように書き替えられ、 これは特定のインパルスが推力対重量流量率の比率であることを示す。 宇宙船の速度の増加ΔＶは、スラスタの貯蔵された燃料の質量の損失と共に得 られる。従って、宇宙船の最初の質量Ｍ_i（操縦前）と宇宙船の最終的な質量Ｍ_f （操縦後）との間で差が生じる。この質量の差は、次の“ロケット方程式”によ って表されるようにスラスタの特定のインパルスＩ_SPの関数であり、 ここにおいてΔＶはメートル／秒の単位であり、Ｉ_SPは秒の単位であり、重力加 速度ｇはメートル／秒²の単位である。式（３）は、燃料の使用によって宇宙船 の最終的な質量Ｍ_fがΔＶの増加と共に指数的に減少し、この減少は特定のイン パルスＩ_SPの増加によって指数的にオフセットできることを示している。 それ故、特定のインパルスはスラスタの燃料効率の重要な尺度である。典型的 な特定のインパルスは単元推進燃料（例えばヒドラジン等）のスラスタの場合２ ３０秒であり、固体推進燃料のスラスタの場合２９０秒であり、二元推進燃料（ 例えば液体水素および液体酸素等）のスラスタの場合４４５秒であり、電気アー クジェットスラスタの場合５００秒である。反対に、イオンスラスタは２５００ 秒以上の特定のインパルスで発展してきた。 イオンスラスタの高い特定のインパルスによって、容易に初期の衛星の質量を 減少し、ペイロードを増加し、軌道上での寿命を長くすることができる。初期の 質量が減少することによって宇宙船の初期の打ち上げコストが少なくなり、ペイ ロードが増加し、寿命が長くなることによって宇宙船による収益が増加する。 イオンスラスタの重要な素子はイオン光学システムであり、それはプラズマソ ースからイオンビームを抽出する多数の緊密に間隔を設けられた電極で構成され ている。典型的な３極システムにおいて、電極はスクリーングリッド、加速装置 グリッドおよび減速装置グリッドとして表される。アパーチャの組のアレイは、 ３つのグリッドそれぞれのアパーチャの１つを含む各アパーチャの組を有してこ れらのグリッドによって形成される。 グリッド上の電圧によって、アパーチャの組のそれぞれはプラズマソースから イオンを抽出し、それらをイオンビームレットとして噴出する。イオンビームレ ットは結合してイオンビームを形成し、それはイオン光学システムから加速され て出される。イオンビームの運動量によってイオンスラスタおよび取付けられた 構造（例えば宇宙船等）上に逆方向の力が生じる。 イオンビームの推力およびスラスタの寿命を増強するために、各アパーチャの 組の整列は正確に行われ、維持されなければならない。イオンスラスタの性能は その電流抽出の関数であり、それはイオンビームレットの整列、つまりアパーチ ャの組の整列の関数である。スラスタの寿命は、アパーチャの組の不整列によっ てイオンビームレットが電極と交差し、電極から材料をスパッタリングすること によってそれを損傷する場合に劣化する。このスパッタリングされた材料はまた 、それが感応し易い表面（例えば太陽電池等）上に付着された場合に宇宙船の寿 命を短くする可能性がある。 温度に関する整列の維持は、典型的に各電極を球形に形成し、それによって温 度により誘起されたグリッド間の運動を減少することによって強化される。例え ば、直径が１３センチメートルのイオンスラスタにおける各電極は、約０．２５ 乃至０．５０ミリメートルの範囲内の厚さを有し、曲率半径が５０センチメート ル以下のモリブデンのシートを具備している。この例示的なスラスタの電極は３ １４５個のアパーチャの組を形成する。 アパーチャの組の整列は、各電極のアパーチャの位置の正確度の関数である。 図１Ａ乃至図１Ｆに示された従来の電極製造プロセスにおいて、この位置の正確 度は１２５マイクロメートル以下に制限されていることがわかっている。このプ ロセスでは、最初に円形のモリブデンシート20を設ける。シートは非常に薄いの で、楕円22内のシートの一部分は図１Ａ乃至１Ｅのそれぞれにおいて拡大され、 プロセスの詳細を示すためにシート20のすぐ上に示されている。 図１Ａにおいて、シート20は最初にネガの感光性フォトレジスト24で被覆され 、被覆された電極26を形成する。図１Ｂにおいて、マスク28（例えばパターン化 された写真乾板等）はフォトレジスト24上に配置され、電極装置30を形成する。 マスクはアパーチャ部分32を覆い、シート20のウェブ部分34を覆わないように設 計される。次に、電極装置30は放射36で均一に放射され、それによってマスク28 によって覆われていないフォトレジスト部分38は放射に晒される。ネガのフォト レジストにおいて、露光されなかった部分は溶解されて取除かれ、図１Ｃの処理 された状態のシート40が形成され、ここにおいて、フォトレジスト部分38だけが シートウェブ部分34上に残っている。 次に、処理されたシート40は図１Ｃに示された形状から変形され、それによっ て図１Ｄに示されている処理された状態の球形の電極44が実現される（図１Ｃの 力を示す矢印42は変形プロセスを例示している）。従って、図１Ｄの楕円22内の 拡大された構造は今や曲率半径を示している。図１Ｄにおいて化学エッチング液 46が使用され、それによってアパーチャ部分32はエッチングされて取除かれてア パーチャ48が形成され、それは図１Ｅのエッチングされた球形の電極50に示され ているようにウェブ部分34によって分離される。最後のステップにおいて、フォ トレジスト部分38が取除かれ、それによって、ウェブ34によって分離されたアパ ーチャ48のアレイ54を有する、図１Ｆのアパーチャを設けられた球形の電極52が 実現される。 図１Ｃおよび図１Ｄの変形によってシート20が伸長し、それによって図１Ｄの フォトレジスト部分38の位置が予測不可能で制御不可能な方法で変化する。結果 的に、図１Ｅのアパーチャ48の位置の正確度は上述のように１３０ミクロン以下 に制限され、図１Ａ乃至図１Ｆの通常のプロセスで製造された電極はイオン光学 システムのアパーチャの組の整列を劣化させる。 発明の概要 本発明は、イオンビームを形成および加速するためにイオン光学系が使用され る任意のシステムの性能および寿命の向上を意図している。そのようなシステム は、イオンスラスタと、イオンビーム注入システムと、中性ビーム加速器とを含 んでいる。この向上は、多重グリッドイオン光学システムの非平面電極における アパーチャの位置の正確度を改良することによって達成される。 位置の正確度の改良は、フォトレジストパターンを生成するプロセスステップ の前に非平面電極を生成する変形ステップを行う製造ステップで実現される。そ れ故、変形プロセスのステップによってフォトレジストパターンが空間的に変え られる機会はなくなる。非平面電極におけるアパーチャは、フォトレジストパタ ーンによって空間的に制御されたエッチングプロセスによって生成される。変形 プロセスはフォトレジストパターンを変更することができないので、それらはア パーチャの位置の正確度を劣化することができない。 非平面電極上でのフォトレジストのパターンの正確な位置はレーザビームを使 用して達成されることが好ましい。１つのプロセスの実施形態においてはトーラ ス形のレーザビームとネガのフォトレジストの使用とが組合わされ、別のプロセ スの実施形態においては、円形レーザビームとポジのフォトレジストの使用とが 組合わされている。 本発明のイオン光学システムは、アパーチャが共軸関係で５０マイクロメート ル以内に（例えば２５マイクロメートル以下の近さで）位置しているアパーチャ の組を有している。 本発明の新しい特徴は、添付された請求の範囲において特に説明されている。 本発明は、添付図面に関連して以下の説明から最良に理解される。 図面の簡単な説明 図１Ａ乃至図１Ｆは、イオンスラスタのアパーチャを設けられた非平面電極を 製造するための従来のプロセスステップを示す図である。 図２Ａ乃至図２Ｈは、アパーチャを設けられた非平面電極を製造するための本 発明のプロセスステップを示す図である。 図３は、図２Ｈの平面３−３に沿った図であり、図２Ｈのアパーチャを設けら れた非平面電極におけるアパーチャのアレイの四分円を示している。 図４は、図２Ｄの拡大部分に類似し、そのネガのフォトレジストがポジのフォ トレジストに置換されている図である。 図５は、図２Ｅに類似し、そのトーラス形のレーザビームが円形のレーザビー ムに置換されている図である。 図６は、本発明のプロセスを使用してアパーチャを有する非平面電極を製造す ることによって性能が向上されたイオンスラスタの正面図である。 実施例 図２Ａ乃至図２Ｇは、アパーチャを設けられた非平面電極を製造するための本 発明のプロセスを示している。この製造プロセスはアパーチャの位置の正確度の 向上を実現し、それは、このプロセスの変形ステップが、正確に位置付けられた フォトレジストパターンを設けるプロセスステップよりも前に行われるからであ る。従って、変形ステップによって引き起こされる予測不可能で制御不可能な電 極の伸長のためにフォトレジストパターンが空間的に変化することはない。 図２Ａに示されているように、プロセスは平面シート60の形状の円形の金属部 材を使用して開始される。図２Ａにおいてシート60が変形され（変形力は力の矢 印62によって例示的に示されている）、図２Ｂの非平面電極64が形成される。こ の変形は任意の通常の変形プロセスで達成することができるが、液体媒体を介し て分布圧力を与えるハイドロフォーミング法によって行われることが好ましい。 楕円65内のシート60の一部分が図２Ｃ乃至図２Ｇのそれぞれにおいて拡大され 、これらの図面に関連してプロセスを詳細に説明するためにシートのすぐ上に示 されている。図２Ｃにおいて、非平面シート60はネガのフォトレジスト66で（例 えばスピニングプロセスによって）被覆され、被覆された非平面電極70を形成す る。図２Ｄにおいて、被覆された非平面電極70は放射線74で放射され、それによ って放射された非平面電極76を形成する。図２Ｄに示されているように、このプ ロセスステップは、後の電極ウェブ部分80を被覆するフォトレジスト部分78だけ を放射し、すなわち、電極の後の電極アパーチャ部分84を被覆するフォトレジス ト部分82は放射されない。 図２Ｄのステップは図２Ｅに示されたトーラス形のレーザビーム86で実現され ることが好ましい。トーラス形のレーザビーム86は、図２Ｃの被覆された非平面 電極70を横切って図２Ｅに示されているような連続した行に連続的に歩進される 。従って、各ステップにおいて、レーザビームの環状の部分88は被覆された非平 面電極70の後のウェブ部分を放射するが、後のアパーチャ部分84は放射しない。 レーザビーム86は各レーザビームステップの間に消され、それによってアパーチ ャ部分84はレーザビームが次の連続位置に歩進される期間には放射されない。 ネガのフォトレジストが放射されたとき、フォトレジスト中の光増感剤はベー スポリマと交差結合され、それによって放射されたフォトレジストは、フォトレ ジストの現像中に容易に溶解されなくなる。従って、フォトレジストの放射され なかった部分は現像されて取除かれ、放射された部分が残る。このプロセスステ ップの結果、放射されたフォトレジスト部分78だけが処理された非平面電極90の ウェブ部分80上に残り、それは図２Ｆに示されている。 図２Ｆにおいて、処理された非平面電極90は化学エッチング液92でエッチング され、それによって被覆されていないアパーチャ部分84がエッチングで取除かれ 、図２Ｇのエッチングされた非平面電極96にアパーチャ94が生成される。最終的 に、 フォトレジスト部分78が（例えば溶剤等によって）取除かれ、それによってウェ ブ80によって分離されたアパーチャ94のアレイ102 を有する図２Ｈのアパーチャ を設けられた非平面電極100 が形成される。 図３は、アパーチャ94のアレイ102 の例示的な四分円を示している。アパーチ ャは、アパーチャを設けられた非平面電極100 の周縁部の間近で止まり、ウェブ 80の一体部分である環状リム104 を形成する（このプロセスにおいて、リム104 はウェブ80と類似した方法で処理される）。リム104 によって、アパーチャを設 けられた非平面電極100 を、別のアパーチャを設けられた非平面電極を含むイオ ン光学システムに設置することが容易になる。 図２Ｈおよび図３のアパーチャ94の位置の正確度は改良され（例えば図１Ｆの アパーチャ48と比較した場合）、それは、図２Ｂの非平面電極を生成した変形ス テップが、図２Ｆの処理された電極90のフォトレジストパターンを生成するプロ セスステップよりも先に行われるからである。それ故、変形プロセスのステップ によってフォトレジストパターンが空間的に変化されることはない。図２Ａ乃至 図２Ｈの製造プロセスは５０マイクロメートルよりも良好な位置の正確度を実現 することができ、例えば２５マイクロメートル以下の正確度の場合、図１Ａ乃至 図１Ｆの従来のプロセスと比較して５倍改良したことになる。複数の非平面電極 によって形成されたイオン光学システムにおいて、この位置の正確度はアパーチ ャの共軸の整列を改良し、結果的に、イオン光学システムの性能および寿命を改 良する。 図２Ａ乃至図２Ｈのプロセスは、変形ステップがフォトレジストパターンを完 成させるプロセスステップより先行する限りは入れ替えることができる。例えば 、図２Ｃの被覆ステップは図２Ａの変形ステップと入れ替えることができる。す なわち、別のプロセスの実施形態では、最初に図２Ａのプレーナシート60をネガ のフォトレジストで被覆し、続いて、この被覆されたシートを図２Ｃの被覆され た非平面電極70に変形する。 本発明の別のプロセスの実施形態は、異なるフォトレジストおよび異なるレー ザビームパターンを使用して形成することができる。例えば、図４は図２Ｄの拡 大部分に類似し、同一の参照番号によって示された同一の素子を有しており、図 ５は図２Ｅに類似し、同一の素子は同一の参照番号によって示されている。しか しながら、図２Ｄのネガのフォトレジスト66は図４においてはポジのフォトレジ スト105 で置換され、図２Ｅのトーラス形のレーザビーム86は図５においては円 形レーザビーム106 で置換されている。本発明のこのプロセスの実施形態におい て、後の電極アパーチャ部分84を被覆するフォトレジスト部分82は放射線で照射 され、後の電極ウェブ部分80を被覆するフォトレジスト部分78は照射されない。 ポジのフォトレジストが照射されたとき、フォトレジストのベースポリマ中の 光増感剤が破壊され、現像中の溶解速度が増加する。従って、フォトレジストの 放射された部分は現像されて取除かれ、放射されなかった部分が残る。このプロ セスステップの結果、放射されなかったフォトレジスト部分78だけが図２Ｆに示 されているように処理された非平面電極90のウェブ部分80上に残っている。 異なるエッチングプロセスを使用して、本発明の別のプロセスの実施形態を形 成することができる。例えば、図２Ｆの矢印92は、湿式化学的エッチングプロセ スではなくドライエッチングプロセスを表している。例示的なドライエッチング プロセスは、非平面部材の反応性ガスプラズマへの露出、加速されたイオンの反 応性ガスプラズマへの露出、あるいは加速されたイオンの不活性ガスプラズマへ の露出を含んでいる。 図２Ｅのレーザビーム86あるいは図５のレーザビーム106 の操作は、例えばビ ーム分割ミラーおよび／または図２Ｄおよび図２Ｅの被覆された非平面電極70を 固定および移動する制御可能な固定装置を使用して、任意の従来の光学プロセス で達成することができる。トーラス形のビーム86は、石英部材上に支持されたト ーラス形のマスクを通してレーザエネルギを導くことによって形成することがで きる。例えばマスクは、銅のディスクと、そのディスクを同軸的に取囲む穴を有 する外部マスク部材とを含むことができる。ディスクはトーラスの内部のマージ ンの境界を定め、外部マスク部材はトーラスの外部のマージンの境界を定める。 図２Ｈのアパーチャを設けられた非平面電極100 は、イオンビームが形成され 、加速される任意のシステムのイオン光学性能および寿命を強化するのに特に適 している。上述のように、そのようなシステムはイオンスラスタ、イオンビーム 注入システムおよび中性ビーム加速器を含んでいる。 例示的なイオンスラスタ120 が図６に示されている。スラスタ120 は、両端の 開いているハウジング122 と、ハウジング122 の開放端部を横切って位置するイ オン光学システム124 とを有し、イオン化チャンバ126 を形成する。 スラスタ120 はまた、チャンバ126 内に位置した放電電子源127 および電極シ ステム128 と、チャンバ126 内に位置した磁界発生器130 と、イオン光学システ ム124 に隣接して位置した中和装置132 と、種々のスラスタ構造に与えるバイア ス電圧を発生する給電システム134 とを含んでいる。容器136 は、イオン化可能 なガス（例えばキセノン等）の供給源を含み、バルブ138 および流出入口140 に よってチャンバ126 に結合されている。 イオン光学システム124 は、間隔を隔てて配置されたスクリーングリッド142 、加速グリッド144 および減速グリッド146 を有している。これらのアパーチャ を設けられた非平面電極は、本発明のプロセスによって製造されることが好まし い。同軸で整列されたアパーチャの組152 のアレイ150 は、各アパーチャの組が 各グリッドの１つのアパーチャ（例えば図２Ｈのアパーチャ94）を含んでいる状 態でこれらのグリッドによって形成される。各アパーチャの組のアパーチャは、 共軸関係で配置されている。 イオンスラスタ120 の動作において、バルブ138 はスラスタ制御システムによ って開けられ、流出入口140 はイオン化可能なガスを容器136 からチャンバ126 中に計量して導入する。放電ヒータ電源160 および放電維持電源162 によって、 電子源127 は１次電子を生成する。 放電電源164 は、典型的に電子源127 における陰極165 と、ハウジング122 に 隣接した陽極166 とを含む電極システム128 に与えられる。これによって１次電 子が加速されてガスの原子と衝突し、チャンバ126 中にイオンおよび電子のプラ ズマ168 を生成する。磁界発生器130 は典型的に環状の永久磁石169 のシステム を含み、それは電子が電極システム128 によって集められる前に拡大された通路 に沿って移動するようにする磁束線170 を生成する。これらの拡大された電子通 路によってガス原子との衝突の回数を増加し、それによってプラズマ168 の発生 を増強する。 スクリーン電源172 は、スクリーングリッド142 のアパーチャをバイアスし、 プラズマ168 からのイオンビームレットの流れを容易にする。加速電源174 は、 加速グリッド144 をバイアスし、これらのビームレットが加速グリッド144 と減 速グリッド146 の間を通過する際にわずかに減速される前に加速アパーチャを通 してこれらを加速する。加速グリッド144 はイオンビームレット上に集束力を与 え、それによってそれらは一緒にイオンビーム180 を形成する。 イオンビーム180 はイオン光学システム124 から発し、その運動量によってイ オンスラスタ120 および取付けられた構造（例えば宇宙船等）に対する力を発生 する。補償されなかった場合、イオンビーム180 の正電荷流はイオンスラスタ12 0 上の負電荷を発生させ、それはスラスタの力を劣化させる。従って、中和装置 132 は、電子流186 をイオンビーム180 の付近に注入し、それによって空間電荷 ならびに正のイオン電流を中和する。中和装置132 を動作させるための力は、ス クリーン電源172 、中和装置ヒータ電源182 および中和装置維持電源184 によっ て供給される。 図２Ｈのアパーチャを設けられた非平面電極100 の非平面形状は図６のスラス タ120 において使用するために球面形状であることが好ましいが、本発明の製造 プロセスは、例えば楕円等の種々の非平面形状の電極におけるアパーチャの位置 の正確度を改良することができる。図１Ａの平面シートは別の金属で構成するこ とができるが、スラスタ120 において使用するには、そのスパッタ発生が少なく 、強度が大きく、良好な成形特性のために、モリブデンで構成されていることが 好ましい。 本発明のプロセスは、片面のフォトレジストの場合について説明してきた。例 えば、フォトレジスト66は図２Ｃにおける被覆された非平面電極70の上面上に示 されている。本発明の内容は両面のフォトレジストの場合でも実行することがで きる。両面のフォトレジストプロセスにおいて、下方のフォトレジスト層67は、 図２Ｃおよび図２Ｄにおける破線によって示されているように被覆された非平面 電極70の下面に適用される。次に、図２Ｄの放射74は図２Ｄの被覆された非平面 電極70の両方の側に導かれることもできる。 フォトレジストを取除いた後、フォトレジスト部分79は、図２Ｆの破線に示さ れているように処理された非平面電極90の下面上に残る。フォトレジスト部分79 は電極90の上面上のフォトレジスト部分78と実質上整合する。 最終的に、図２Ｆの化学エッチング液は処理された非平面電極90の両側に導か れ、図２Ｇのアパーチャ94を生成する。この両面のフォトレジストプロセスによ って一般的にアパーチャ90に優れた壁の画定が生成され、それは、エッチング液 92が電極の両側から内部に向かって進むからである。 以上、本発明は例示的な円形のアパーチャを有して説明されてきたが、本発明 の内容は、図３の下方左側部分に示されたように例えば六角形のアパーチャ190 、四角形のアパーチャ192 および三角形のアパーチャ194 等の任意の断面形状の アパーチャを有して実行されてもよい。 本発明の幾つかの例示的な実施形態が説明および図示されてきたが、多数の変 更および修正が当業者によって行われる。そのような変更および修正は、添付さ れた請求の範囲に記載された本発明の意図および技術的範囲から逸脱せずに意図 され、実行される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．アパーチャを設けられた非平面電極を形成する方法において、 金属製の非平面部材(64)を設け、 前記非平面部材のウェブ部分(80)をフォトレジスト(66)で被覆し、 前記非平面部材をエッチングして前記ウェブ部分の間にアパーチャ(94)を形成 し、 前記フォトレジストを除去するステップを含んでいる方法。 ２．前記被覆ステップは、 前記非平面部材をネガのフォトレジストで被覆し、 前記フォトレジストの前記ウェブ部分だけを放射線で照射し、 照射されなかったフォトレジストを除去するステップを含んでいる請求項１記 載の方法。 ３．前記被覆ステップは、 前記非平面部材をポジのフォトレジストで被覆し、 前記ウェブ部分の間の前記フォトレジストのアパーチャ部分を放射し、 放射されたフォトレジストを除去するステップを含んでいる請求項１記載の方 法。 ４．アパーチャを設けられた非平面電極を形成する方法において、 金属製の平面部材(60)をフォトレジスト(66)で被覆し、 前記平面部材を変形して非平面部材(70)に成形し、 前記非平面部材のウェブ部分(80)以外の全ての部分から前記フォトレジストを 除去し、 前記非平面部材をエッチングして前記ウェブ部分の間にアパーチャ(94)を形成 するステップを含んでいる方法。 ５．前記非平面部材は球面形状である請求項４記載の方法。 ６．前記被覆ステップは前記平面部材をネガのフォトレジストで被覆するステッ プを含み、前記除去するステップは、 前記フォトレジストの前記ウェブ部分だけを照射し、 照射されなかったフォトレジストを除去するステップを含んでいる請求項４記 載の方法。 ７．被覆ステップは前記平面部材をポジのフォトレジストで被覆するステップを 含み、前記除去するステップは、 前記ウェブ部分の間の前記フォトレジストのアパーチャ部分を放射線で照射し 、 照射されたフォトレジストを除去するステップを含んでいる請求項４記載の方 法。 ８．前記エッチングステップは化学エッチング液(92)を前記非平面部材に適用す るステップを含んでいる請求項４記載の方法。 ９．間隔を隔てられて配置された少なくとも３つの非平面電極(142,144,146)と 、 複数のアパーチャの組(152)とを具備し、そこにおいて、 ａ）各アパーチャの組は複数のアパーチャを含み、 ｂ）アパーチャの組の各アパーチャは前記非平面電極のそれぞれによって形 成され、 ｃ）各アパーチャの組のアパーチャは共軸関係で５０マイクロメートル以内 に位置していることを特徴とするイオン光学システム。 １０．複数のイオンビームレットから形成されたイオンビームを生成するイオン スラスタにおいて、 ハウジング(122)と、 イオン化可能ガスを受取るように前記ハウジングによって形成され、開放され た端部を有するチャンバ(126)と、 前記チャンバに１次電子を注入するように位置された電子源(127)と、 前記チャンバ中に位置され、電極電圧を受取って前記１次電子を加速し、プラ ズマ源への前記ガスをイオン化する電極システム(128)と、 前記チャンバ中に位置され、前記ハウジングの近くに磁力線を生成して前記イ オン化を増強するように構成された磁気システム(130)と、 前記開放された端部を横切って位置され、間隔を隔てて配置された少なくとも それぞれ複数のアパーチャ(152)を有する３つの非平面電極(142,144,146)と、イ オン光学システム(124)とを具備し、そこにおいて、 ａ）各アパーチャの組は複数のアパーチャを含み、 ｂ）アパーチャの組の各アパーチャは前記非平面電極のそれぞれによって形 成され、 ｃ）各アパーチャの組のアパーチャは共軸関係で５０マイクロメートル以内 に位置していることを特徴とするイオンスラスタ。