KR20100131978A - 필라멘트 전기 방전 이온 소스 - Google Patents

필라멘트 전기 방전 이온 소스 Download PDF

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막심 마카로프
마르끄 메스트레
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엑싸이코 그룹
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Abstract

내부 벽이 제공되며 이온화 되는 개스를 포함하도록 구성된 이온화 챔버 (3), 상기 이온화 챔버 (3) 안에 배열된 필라멘트들 (13) 및 상기 필라멘트로의 전력 공급 (19)을 포함하는 필라멘트 방전 이온 소스 (1)가 제공된다. 여기서, 상기 필라멘트들 (13)은 실질적으로 상호 평행하게 배열되며 상기 내부 벽에 의해 상기 전력 공급 (19)에 접속되고, 적어도 하나의 제 1 필라멘트가 제 1 내부 벽을 통해 상기 전력 공급에 접속되고, 적어도 하나의 제 2 필라멘트가 상기 제 1 벽에 대향하는 제 2 내부 벽을 통해 상기 전력 공급에 접속된다.

Description

필라멘트 전기 방전 이온 소스{Filament electrical discharge ion source}
본 발명은 펄스 이온 소스 분야 및 이와 같은 소스를 이용한 장치, 예를 들면 플라즈마 생성기 (plasma generator)에 관한 것이다.
US 3,156,842의 공개 문서는 레볼루션 (revolution) 모양으로 형상화된 할로우 전극 (hollow electrode), 상기 할로우 전극의 축을 따라 위치하는 막대 형태이며 상기 할로우 전극의 단면에 비하여 매우 작은 단면을 갖는 전극, 매우 낮은 압력의 개스를 상기 할로우 전극에 의해 정의되는 공간으로 공급하는 수단 및 상기 전극을 상기 할로우 전극의 단부로부터 벗어나도록 유지시키는 수단을 포함하는 개스 이온화기에 관한 것이다.
US 3,970,892, US 4,025,818, US 4,642,522, US 4,694,222, US 4,910,435 및 FR 2 591 035도 참조된다.
만일 전극이 가는 (fine) 필라멘트 형태라면, 강하고 균일한 전류를 갖는 큰 사이즈의 이온 소스를 제조하는 것은 어렵다는 것이 증명되었다. 사실, 필라멘트를 따라 방전이 비균일하게 (heterogeneously) 형성되며 이 방전은 불안정하다. 필라멘트는 부분적으로 백열적 (incandescent)이 될 수 있다. 챔버 벽의 내부 벽이 보다 큰 방출값을 발전시킬 수 있다. 하지만, 방전은 필라멘트를 따라 비균일하게 이루어지고 상기 필라멘트의 팽창과 진동과 관련하여 기계적 문제들이 발생한다. 방전 챔버의 축에 수직으로 실장된 다수의 짧은 필라멘트들이 사용된다면, 기계적 장치가 복잡해지며, 이는 주로 개스가 새지 않으며 전기 절연된 벽을 지나는 다수의 경로의 존재로 인한 결과이다. 각 필라멘트를 개별적으로 공급하는 것을 상상할 수 있다. 이 경우, 다수의 전력 공급이 필요한데, 이것은 장치의 전기 파트를 더 복잡하게 만든다.
나아가, 안정되고 균일한 방식으로 저압 챔버를 채우는 방전을 형성하는 것도 어렵다.
본 발명은 특히, 전술한 종래 기술의 단점을 제거하기 위한 것이다.
본 발명은 특히, 균일하며 안정된 큰 사이즈의 이온 소스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
내부 벽이 제공되며 이온화된 개스를 포함하도록 구성된 이온화 챔버 및 상기 이온화 챔버 안에 배열된 필라멘트와 상기 필라멘트로의 전력 공급을 포함하는 필라멘트 방전 이온 소스가 제공된다. 상기 필라멘트는 실질적으로 상호 평행하게 배열되며 상기 내부 벽에 의해 상기 전력 공급에 접속된다. 적어도 하나의 제 1 필라멘트가 제 1 내부 벽을 통해 상기 전력 공급에 접속된다. 적어도 하나의 제 2 필라멘트가 상기 제 1 벽에 대향하는 제 2 내부 벽을 통해 상기 전력 공급에 접속된다.
출원인은 필라멘트에 전류를 십자형의 방식으로 제공하는 것, 즉 필라멘트들이 이온화 챔버의 반대 측에 공급되는 방식의 전류 제공이 자기장이 개스의 이온화에 미치는 부정적 영향을 감소시킨다는 것을 깨달았다. 수백 암페어에 달하는 전류는 예컨대, 필라멘트로부터 1 센치미터의 거리에서 수천 테슬라 오더 (order)의 매우 강한 자기장을 생성하여, 자유 전자의 회전 반경이 0.03mm로 따라서 평균 자유 경로에 비하여 실질적으로 작다. 이와 같은 전자에 대해, 개스를 이온화 하는 것은 매우 다르다. 십자형 전력 공급은 10 내지 100 오더의 인수 (factor)로 자기장의 감소를 가능하게 한다.
상기 필라멘트들은 짝수로 실장될 수 있다. 필라멘트의 수는 2,4,6,8, 심지어 10일 수 있다. 만일 필라멘트의 수가 4 이상이면, 필라멘트의 배열은 제 1 필라멘트가 복수의 제 2 필라멘트에 인접하고, 제 2 필라멘트가 복수의 제 1 필라멘트에 인접할 수 있다. "인접한"이라는 말은 가장 가까운 이웃 물건 (the closest neighbour)로 이해될 수 있다.
4개의 필라멘트를 갖는 어셈블리의 경우, 이 필라멘트들은 단면으로 보아, 제 1 필라멘트들이 하나의 사선을 따라, 제 2 필라멘트들은 다른 사선을 따라 정사각형으로 배열될 수 있다. 상기 4개의 필라멘트들은 제 1 필라멘트들과 제 2 필라멘트들이 교대되면서, 한 평면 층에 배열될 수 있다. 6개의 필라멘트를 갖는 어셈블리의 경우, 이 필라멘트들은 제 1, 제 2 필라멘트가 교대로 배치되는 6각형으로, 장방형으로, 또는 한 평면 층으로 배열될 수 있다. 8개의 필라멘트를 갖는 어셈블리의 경우, 이 필라멘트들은 2개의 인접 필라멘트를 분리하는 공간보다 큰 스페이서에 의해 분리되어, 4개의 필라멘트의 2개의 그룹으로 배열될 수 있으며, 일정한 거리를 갖는 장방형으로, 팔각형으로, 한 평면 층 등으로 배열될 수 있다.
상기 전력 공급은 상기 필라멘트 길이의 1 센치미터 당 1 암페어 보다 작은 전류를 공급하도록 구성될 수 있다. 이것은 방전의 균일성을 증가시킨다.
한 실시예에서, 상기 필라멘트들은 상기 이온화 챔버의 축과 평행하다. 상기 필라멘트들은 상기 이온화 챔버의 세로축과 평행할 수 있다. 그러면, 상기 개스가 새지 않는 벽을 통과하는 전기 경로의 수가 작아진다.
한 실시예에서, 상기 필라멘트들은 가속 챔버의 한 축과 평행하다.
2개의 필라멘트 사이의 최소 거리는 필라멘트 직경의 40배보다 크며, 바람직하게는 50배이다. 이런 방법으로, 동작시 각 필라멘트의 방전의 독립성이 얻어진다. 진동, 부정확한 위치 설정, 또는 필라멘트의 직선성 (straightness)의 부족은 인접 필라멘트의 방전에 무시할 수 있을 정도의 방해를 줄 뿐이다. 상기 필라멘튿르은 직경이 동일할 수 있다.
상기 이온화 챔버의 내부 둘레는 상기 이온화 챔버 내의 상기 필라멘트의 수, 상기 필라멘트의 직경 및 상기 이온화 챔버에 존재하는 개스의 원자 질량과 관련된 매개 변수의 정수 곱 이상이다. 상기 이온화 챔버의 내부 둘레는 상기 이온화 챔버 내의 상기 필라멘트의 수, 상기 필라멘트의 직경 및 상기 이온화 챔버에 존재하는 개스의 원자 질량과 관련된 매개 변수의 100배 이상이다.
한 실시예에서, 상기 필라멘트는 예컨대, 텅스텐 합금과 같은 텅스텐을 포함한다. 상기 필라멘트들은 2000 K 를 넘는 녹는 점을 갖는 금속을 포함할 수 있다. 상기 필라멘트들은 바람직하게는 고온을 견디도록 처리된 초경합금으로 만들어진다.
한 실시예에서, 상기 필라멘트는 0.1과 0.5mm 사이의 직경을 가지며, 바람직하게는 0.15와 0.3mm 사이의 직경을 갖는다.
한 실시예에서, 상기 이온화 챔버에서 이온화되는 개스의 압력은 0.5와 100 파스칼 사이, 바람직하게는 1과 20 파스칼 사이이다.
한 실시예에서, 상기 이온화되는 개스는 헬륨을 포함한다.
한 실시예에서, 상기 이온화되는 개스는 헬륨과 5에서 25 % 중량의 네온 (by neon mass), 바람직하게는 5와 15 % 사이의 네온을 포함한다. 방전의 공간적 균일성이 개선된다.
한 실시예에서, 상기 필라멘트의 수는 상기 전력 공급에 의해 제공되는 전체 전류에 의해 결정된다.
한 실시예에서, 상기 이온화 챔버의 단면의 둘레는 상기 이온화 챔버 내의 상기 필라멘트의 수, 상기 필라멘트의 직경 및 상기 이온화 챔버 (3)에 존재하는 개스의 성격에 의해 결정된다.
상기 필라멘트로의 단일 전력 공급이 존재할 수 있다.
본 발명은 비 제한적 예로서 제시되며, 첨부된 도면에 의해 도시되는 여러 실시예의 상세한 설명에 의해 보다 잘 이해될 것인데, 여기서
도 1은 길이 방향의 단면에서의, 이온 소스의 간략도이며;
도 2 내지 6은 횡단면에서의, 이온 소스들의 간략도들이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이온 소스 (1)는 2개의 연결 챔버 (2), 상기 연결 챔버 (2)들 사이에 배열된 이온화 챔버 (3) 및 이온 추출 시스템 (4)를 포함한다. 상기 이온 추출 시스템 (4)은 상기 이온 소스 (1)가 사용되는 어플리케이션에 의존한다. 이온 추출 시스템 (4)은 높은 발사 속도가 예컨대, 전자 총 (electron gun)을 위해 전자에 주어지는 것을 가능하게 하는, 가속 챔버 또는 방전 챔버를 포함할 수 있다. 상기 이온화 챔버 (3)는 보통, 대향 단부들에 배열된 2개의 이온화 챔버를 갖는 모양으로 연장된다. 상기 이온 추출 시스템 (4)은 상기 이온화 챔버 (3)와 관련하여 측면에 (laterally) 실장될 수 있다.
상기 연결 챔버들 (2), 이온화 챔버 (3) 및 이온 추출 시스템 (4)은 개스가 새지않는 인클로져 (enclosure)를 형성한다. 상기 인클로져는 헬륨, 네온 및/또는 아르곤과 같은 비활성 기체로 채워질 수 있다. 상기 인클로져 내의 개스 압력은 0.5 파스칼에서 100 파스칼 사이일 수 있으며, 1 파스칼과 10 파스칼 사이의 압력이 바람직하다.
이온화 챔버 (3)는 누설 방지된 하부 벽 (5), 상기 연결 챔버 (2)과 공유되는 2개의 말단 벽들 (6,7)을 포함한다. 관통구 (8)들이 상기 말단 벽들 (6,7)에 형성된다. 상기 이온화 챔버 (3)는 상기 이온 추출 시스템 (4)과 공유하는 상부 벽 (9)을 포함한다. 이온 추출 슬롯 (10)이 상기 벽 (9)에 형성되어, 상기 이온화 챔버 (3)와 상기 이온 추출 시스템 (4)을 연결한다. 상기 이온화 챔버 (3)의 전방 및 후방 벽들은 도 1에 도시되지 않는데, 개스가 새지 않는다.
상기 연결 챔버 (2)들은 개스가 새지 않는, 상기 이온 추출 시스템 (4)과 공유되는 상부 및 하부 벽 (5,9)을 포함한다. 상기 연결 챔버 (2)들은 말단 벽들 (11, 12)에 의해 단부에서 폐쇄된다. 개스가 새지 않는 인클로져를 형성하는 벽들은 스테인레스 스틸 또는 황동으로 만들어질 수 있고, 보다 일반적으로는 특히, 상기 이온화 챔버 (3) 내부의 이온화와 관련된 물리적, 화학적 특성과 낮은 내부 압력의 결과로서 요구되는 기계적 강도를 갖는 임의의 금속 물질로 만들어질 수 있다. 필요하다면, 예컨대, 알루미늄이이나 니켈로 구성된 다른 금속의 코팅 또는 금속 합금이 상기 인클로져의 내부 벽 상에 형성될 수 있다.
상기 이온화 챔버 (3)는 상호 평행한 복수의 필라멘트 (13)를 포함한다. 상기 필라멘트 (13)들은 바람직하게는 짝수로 제공된다. 상기 필라멘트 (13)들은 상기 이온화 챔버 (3)의 주 방향 (main direction)으로 연장된다. 환언하면, 상기 필라멘트 (13)들은 상기 이온화 챔버 (3)의 주 축에 평행하다. 상기 필라멘트 (13)들은 상기 하부 및 상부 벽들 (5,9)로부터 각각 일정 간격 이격되어 실장된다. 인접한 2개의 필라멘트 (13)들 사이의 거리는 필라멘트 (13)와 각 하부 및 상부 벽들 (5,9)와의 거리보다 짧다. 상기 필라멘트 (13)들은 상기 이온화 챔버 (3)의 말단 벽 (6,7)에 제공된 개구 (8) 안으로 통과한다. 따라서, 상기 개구 (8)들은 상기 필라멘트 (13)들을 위한 통로를 형성한다. 개구 (8)에는, 필라멘트 (13)가 상기 벽 (6,7)을 형성하는 물질과 상기 필라멘트 직경의 10 배 이하의 거리를 유지하고 있다.
상기 이온화 챔버 (3)는 원형 또는 환상형일 수 있다. 이 경우, 상기 필라멘트 (3)는 다수의 정규적으로 이격된 포인트들에서 절연체에 의해 지지된다. 상기 필라멘트는 다각형일 수 있다.
상기 연결 챔버 (2)는 상기 필라멘트 (13)를 위한 지지 수단을 포함한다. 보다 특별하게는, 필라멘트 (13)가 한 단부에서 예컨대, 세라믹 기반의 상기 연결 챔버 (2)의 말단 벽 (11,12)의 내부 면에 고정된 고정 절연체 (14)에 의해 지지된다. 상기 필라멘트 (13)의 대향 단부에서. 상기 필라멘트 (13)는 이 목적으로 제공된 개구를 통해 상기 말단 벽 (11,12)을 통과하는, 누설 방지된 절연체에 의해 지지된다. 상기 절연체 (15)는 전기 경로, 상기 필라멘트 (13)를 위한 지지 및 개스가 새지 않는 밀봉, 동시에 이 모든 것으로서 작용한다. 상기 전기 경로는 상기 필라멘트 (13)가 상기 이온화 챔버 (13) 및 상기 연결 챔버 (2)의 외부와 전기적으로 접속되는 것을 가능하게 한다. 나아가, 스프링 (16)이 상기 필라멘트 (13) 및 절연체, 바람직하게는 고정 절연체 (14) 사이에 개재될 수 있다. 상기 스프링 (16)은 연결 챔버 (2)에 배열된다. 상기 스프링 (16)은 상기 필라멘트를 위한 기계적 장력을 제공한다.
2 개의 인접 필라멘트 (13)들은 상기 말단 벽 (11)에 배열된 하나의 누설 방지 절연체 (15) 및 상기 말단 벽 (12)에 배열된 하나의 누설 방지 절연체 (15)에 의해 지지된다. 환언하면, 상기 필라멘트 (13)들은 십자형의 (crosswise) 힘으로 지지된다. 평면 층에 배열된 4개의 필라멘트 (13)를 갖는 도 1에 도시된 실시예에서, 바닥에서 부터 세었을 때 1열과 3열의 필라멘트들이 상기 말단 벽 (11)을 통과하는 절연체 (15)와 접속된다. 2열과 4열의 필라멘트들은 말단 벽 (12)에 실장된 누설 방지 절연체 (15)에 의해 지지된다.
상기 1열과 3열의 필라멘트들 (13)은 전기 케이블 (17)에 의해 서로 연결된다. 상기 2열과 4열의 필라멘트들 (13)은 전기 케이블 (18)에 의해 서로 연결된다. 전력 공급 (19)은 예컨대, 단일 출력인 파워 출력 (20)을 포함할 수 있다. 상기 전력 공급 (19)의 상기 출력 (20)은 케이블 (21)에 의해 상기 케이블 (17)에, 케이브 (22)에 의해 상기 케이블 (18)에 접속되어, 상기 필라멘트들 (13)에 전력을 공급한다. 상기 전력 공급은 각 필라멘트 (13)의 필라멘트 길이의 센치 미터 당 1 암페어 이하 강도의 전류를 공급하도록 구성될 수 있다. 예컨대 전류 루프 (23, 24) 형태의 전류 센서들이 상기 각 전기 케이블 (21, 22) 상에 실장되어 상기 전기 케이블 (21, 22)을 통과하여 상기 필라멘트 (13)에 의해 소비되는 전류를 측정할 수 있다. 상기 전류 센서들 (23)로부터의 출력은 조정을 위해 상기 전력 공급 (19)를 위한 제어 유닛과 접속될 수 있다.
상기 필라멘트의 직경은 0.1과 0.5mm 사이일 수 있다. 출원인은 0.15와 0.3mm 사이, 예컨대 0.2mm가 특히 유용하다는 것을 발견했다. 2개의 필라멘트 사이의 최소 거리는 보통 필라멘트 직경의 40 배 이상, 바람직하게는 50배이다. 따라서, 0.2mm 직경의 필라멘트에 있어서, 2개의 필라멘트 사이의 최소 거리는 10mm이다. 상기 필라멘트 (13)는 고온, 바람직하게는 500K과 2000K 사이의 온도를 견디도록 적응된 초경합금 (hard metal) 또는 합금으로 만들어진다. 녹는 점이 1900K 이상 또는 심지어 2000K 이상인 금속 합금이 선택될 것이다. 상기 필라멘트는 예컨대 텅스텐 합금과 같은 내화 금속을 포함할 수 있다.
상기 이온화 챔버 (13)의 내부 둘레는 상기 이온화 챔버 (3) 내의 상기 필라멘트 (13)의 수, 상기 필라멘트 (13)의 직경 및 상기 이온화 챔버 (3)에 존재하는 개스의 원자 질량과 관련된 매개 변수의 정수 곱 이상이다. 예로서, 직경 0.02cm인 4개의 필라멘트를 갖는 헬륨 이온의 소스에 대해서는, 내부 둘레가 100 x 0.02cm x 4 x √2 = 11.3cm인데, 이것은 3.5cm x 3.5cm 정사각 단면 또는 직경 4cm의 튜브형 챔버에 의해 얻어질 수 있다. 물론, 혼합 기체의 경우, 원자 질량을 나타내는 상기 매개 변수가 상기 이온화 챔버 (3) 내에 존재하는 개스의 원자 질량의 가중 평균의 제곱근일 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서는, 4개의 필라멘트 (13)가 한 평면 층에 배열된다. 대안으로, 상기 필라멘트 (13)는 각각 2개의 와이어를 포함하는, 복수의 층에 배열될 수 있다. 이 층들은 상호 평행하며 각 층의 2개의 와이어 간의 거리와 동일하거나 이 거리보다 약간 큰 거리에 배열될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서는, 단면으로 보았을 때, 정사각형 안에 배열된 4개의 필라멘트 (13)가 있다. 와이어들로의 파워 및 접속들은 십자형인데, 상기 벽 (11)에 배열된 누설 방지 절연체 (15)에 의해 제공되는 와이어들이 하나의 사선 (diagonal)을 점하며, 다른 와이어들 (13)이 정사각형의 다른 사선을 점한다는 의미에서 십자형이다. 상기 이온화 챔버 (3)는 정사각형 단면을 갖는다.
도 3에 도시된 실시예에서, 상기 와이어들의 배열은 도 2의 배열과 유사하다. 상기 이온화 챔버 (3)는 원형 단면을 갖는다. 상기 이온 소스 (1)는 보통 튜브형 또는 환형이다.
도 4에 도시된 실시예에서, 상기 이온화 챔버 (3)는 도 3에 도시된 실시예의 형태와 유사한 형태를 갖는다. 2개의 필라메트 (13)가 있는데, 하나는 상기 벽 (11)에 의해 지지되는 누설 방지 절연체 (15)에 접속되고, 다른 하나는 상기 벽 (12)에 의해 지지되는 누설 방지 절연체 (15)에 접속된다. 상기 필라멘트 (13)로의 전력 공급은 상기 이온화 챔버 (3)의 대향 단부로부터 온다.
도 5에 도시된 실시예에서는, 상기 이온화 챔버 (3)가 장방형의 단면을 갖는다. 상기 이온화 챔버 (3)는 직각의 평행한 파이프 형태이다. 상기 이온 소스 (1)는 한 평면 층 (planar layer)에 배열된 6개의 와이어를 포함한다. 상기 말단 벽 (11)을 통해 제공되는 필라멘트 (13)가 상기 말단 벽 (12)을 통해 제공되는 필라멘트 (13)와 교대된다. 보통 튜브 형의 6개 와이어의 이온 소스의 경우, 필라멘트의 다각형 배열이 제공될수 있다. 대안으로, 6개의 와이어가 각각 평면인 2개의 층에 3개씩 배열될 수도 있다.
도 6에 도시된 실시예에서, 상기 이온화 챔버 (3)는 보통 도 5에 도시된 것과 유사한 형태를 갖는다. 상기 이온 소스 (1)는 상호 이격된 4개의 필라멘트의 2개의 그룹으로 배열된 필라멘트를 포함하는데, 각 그룹은 도 3에 도시된 것처럼 정사각형으로 배열된다. 상기 필라멘트 (13)는 8개의 와이어가 하나의 층에 배열되거나, 4개의 와이어의 2개 층에 배열되거나 또는 팔각형으로 배열될 수 있다.
동작시, 상기 전력 공급 (19)이 스타트 (start)되어 예컨대 1과 10kV 사이의 전압에서, 1과 10 마이크로 초 사이의 지속 기간을 가지며 100과 1000A 사이의 피크 전류를 갖는 펄스를 제공한다. 전극을 형성하는 필라멘트 (13)와 다른 전극을 형성하는 상기 이온화 챔버 (3)의 내부 벽 사이에서 방전이 일어난다. 개스에서의 상기 방전은 예컨대, He+와 같은 이온들을 생산한다. 상기 이온들은 상기 슬롯 (10)들을 통과하여 상기 추출 시스템 (4)에 의해 처리될 수 있다.
동작시 안정된 이온 소스가 얻어지는데, 이 소스는 높은 이온 플로우 레이트 (flow rate)를 필요로 하는 큰 스케일의 장치에 특히 적합한 균일한 이온 플럭스 (flux)를 생성한다.

Claims (11)

  1. 내부 벽이 제공되며 이온화 되는 개스를 포함하도록 구성된 이온화 챔버 (3), 상기 이온화 챔버 (3) 안에 배열된 필라멘트들 (13) 및 상기 필라멘트로의 전력 공급 (19)을 포함하는 필라멘트 방전 이온 소스 (1)에 있어서,
    상기 필라멘트들 (13)은 실질적으로 상호 평행하게 배열되며 상기 내부 벽에 의해 상기 전력 공급 (19)에 접속되고, 적어도 하나의 제 1 필라멘트가 제 1 내부 벽을 통해 상기 전력 공급에 접속되고, 적어도 하나의 제 2 필라멘트가 상기 제 1 벽에 대향하는 제 2 내부 벽을 통해 상기 전력 공급에 접속되는 것을 특징으로 하는, 소스.
  2. 제 1항에 있어서, 제 1 필라멘트가 적어도 하나의 제 2 필라멘트에 인접하는, 소스.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 전력 공급 (19)은 상기 필라멘트 길이의 1 센치미터 당 1 암페어 보다 작은 전류를 공급하도록 구성된, 소스.
  4. 제 1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 필라멘트 (13)들은 상기 이온화 챔버의 축 및/또는 가속 챔버의 축에 평행한, 소스.
  5. 제 1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 2개의 필라멘트 사이의 최소 거리는 필라멘트 직경의 40배보다 크며, 바람직하게는 50배인, 소스.
  6. 제 1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 이온화 챔버 (13)의 내부 둘레는 상기 이온화 챔버 (3) 내의 상기 필라멘트 (13)의 수, 상기 필라멘트 (13)의 직경 및 상기 이온화 챔버 (3)에 존재하는 개스의 원자 질량를 나타내는 (representing) 매개 변수의 정수 곱 이상인, 소스.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 이온화 챔버 (13)의 내부 둘레는 상기 이온화 챔버 (3) 내의 상기 필라멘트 (13)의 수, 상기 필라멘트 (13)의 직경 및 상기 이온화 챔버 (3)에 존재하는 개스의 원자 질량을 나타내는 매개 변수의 100배 이상인, 소스.
  8. 제 1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 필라멘트 (13)는 2000 K 를 넘는 녹는 점을 갖는 금속을 포함하는, 소스.
  9. 제 1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 필라멘트는 0.1과 0.5mm 사이의 직경을 가지며, 바람직하게는 0.15와 0.3mm 사이의 직경을 갖는, 소스.
  10. 제 1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 이온화 챔버 (3)에서 이온화 되는 개스의 압력은 0.5 및 100 Pa 사이이며, 바람직하게는 1과 20 Pa 사이인, 소스.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중의 어느 한 항에 있어서, 이온화 되는 개스는 헬륨과 5에서 25 %, 바람직하게는 5와 15 % 사이의 네온을 포함하는, 소스.
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