RU2231164C1 - Плазменный электронный источник ленточного пучка - Google Patents
Плазменный электронный источник ленточного пучка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231164C1 RU2231164C1 RU2003108198/28A RU2003108198A RU2231164C1 RU 2231164 C1 RU2231164 C1 RU 2231164C1 RU 2003108198/28 A RU2003108198/28 A RU 2003108198/28A RU 2003108198 A RU2003108198 A RU 2003108198A RU 2231164 C1 RU2231164 C1 RU 2231164C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- plasma
- electron beam
- electron
- window
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Использование: в области плазменной техники, при разработке электронно-лучевых устройств и в электронно-лучевой технологии, экспериментальной физике, плазмохимической технологии. Сущность изобретения: в известном электронном источнике, предназначенном для генерации непрерывного электронного пучка ленточной конфигурации и включающем цилиндрический полый катод с окном в боковой стенке, анод с эмиссионным окном, перекрытым металлической сеткой, ускоряющий электрод с окном для пропускания электронного пучка, внутренние торцевые стенки полого катода закрыты пластинами из термостойкого неорганического диэлектрика. Техническим результатом изобретения является повышение однородности электронного пучка по его поперечному сечению за счет снижения краевых максимумов плотности тока в пучке на его краях. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области плазменной техники и может быть применено при разработке электронно-лучевых устройств и использовано в электронно-лучевой технологии, экспериментальной физике, плазмохимической технологии.
Известны устройства, предназначенные для генерации ленточных электронных пучков путем эмиссии электронов из газоразрядной плазмы с протяженной границей (а.с. СССР № 764769). В этих устройствах плазма создается путем инициирования разряда в газе. Разряд, т.е. ток, в газе поддерживается напряжением, прикладываемым между электродами разрядной системы. Плазменная эмиссионная граница создается в пределах окна, выполняемого в одном из электродов разрядной системы. В электронно-ионном источнике с плазменным катодом, включающем протяженные катод, антикатод, плоский анод с эмиссионным окном, расположенный параллельно катоду и антикатоду, эмиссионное окно устроено вдоль зазора между катодом и антикатодом. Разряд зажигается в газе, напускаемом в зазор между электродами. Ускоряющее напряжение прикладывается между анодом и ускоряющим электродом. Указанный источник позволяет получать ленточный пучок электронов длиной 30 мм с энергией 5-10 кэВ при давлении газа в ускоряющем промежутке 1,3·10-2 Па - 1,3·10-1 Па. При увеличении длины электродов для увеличения ширины пучка, а также при увеличении давления газа источник не теряет работоспособности, однако ухудшается однородность пучка из-за появления локальных максимумов плотности тока вследствие возникновения локальных сгустков разрядной плазмы. Это, в свою очередь, обусловлено характером разряда и, в частности, характером движения эмитированных катодом электронов. Отсутствие осцилляции электронов с неизбежностью приводит к различию плотностей разрядного тока на разных участках катода. Улучшение однородности пучка может быть достигнуто организацией осцилляции электронов в разряде, например, наложением поперечного разрядному промежутку магнитного поля. Однако извлечение электронов поперек магнитного поля (Крейндель Ю.Е. Плазменные источники электронов. - М.: Атомиздат, 1977 г.) с неизбежностью приводит к их “сносу”, что вызывает новые проблемы с достижением однородности тока по сечению пучка.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является источник ленточного электронного пучка (пат. 38310052, США), содержащий цилиндрический полый катод с продольной щелью в боковой стенке, анод с эмиссионным окном, перекрытым металлической сеткой, ускоряющий электрод с окном для пропускания электронного пучка. Повышение однородности пучка в указанном электронном источнике достигается использованием разряда с полым катодом, в котором однородность плазмы обеспечивается многократной осцилляцией электронов. Вместе с тем, наличие у катодной полости торцевых стенок вызывает различие в скорости образования ионно-электронных пар вблизи этих стенок и в остальной части полости. Это, в свою очередь, проявляется в возрастании концентрации плазмы вблизи торцевых стенок полости и в наличии максимумов плотности тока по краям пучка.
Техническим результатом настоящего изобретения является дальнейшее повышение однородности электронного пучка по его поперечному сечению за счет снижения краевых максимумов.
Указанный результат достигается тем, что в известном источнике электронов, содержащем цилиндрический полый катод со щелью в боковой стенке, анод с эмиссионным окном, перекрытым металлической сеткой, ускоряющий электрод, внутренние торцевые стенки катодной полости закрыты пластинами термостойкого неорганического диэлектрика.
Схема предлагаемого источника электронов представлена на фиг.1, на фиг.2 - распределение линейной плотности J электронного тока по ширине пучка в отсутствии (1) и при наличии (2) керамических пластин (давление газа 5 Па, ускоряющее напряжение 3 кВ). Цилиндрический полый катод 1 содержит щель в стенке, обращенной к аноду 2, эмиссионное окно в котором перекрыто сеткой 3. Ускоряющий электрод 4 служит для ускорения электронов. Новым элементом по сравнению с прототипом являются керамические пластины 5, закрывающие внутренние торцевые стенки полости.
Источник работает следующим образом. Вакуумную камеру, на фланце которой установлен источник, откачивают до давления 1,3-13 Па. При необходимости указанный диапазон давлений достигается напуском газа в вакуумную камеру. Затем к катоду 1 и аноду 2 источника прикладывают напряжение от блока питания разряда, плавным повышением которого добиваются зажигания разряда. После этого подают напряжение между анодом 2 и ускоряющим электродом 4 от блока ускоряющего напряжения, повышением которого добиваются формирования электронного пучка необходимой энергии. Размещение керамических пластин 5 позволяет снизить максимумы плотности тока на краях пучка, как представлено на фиг.2. Физическая причина эффекта состоит в том, что наличие керамических пластин ослабляет интенсивность ионизационных процессов в катодной полости вблизи ее торцевых стенок за счет ослабления потока вторичных электронов из торцевых стенок и снижения их энергии и как следствие позволяет избежать появления максимумов плотности плазмы. Это, в свою очередь, снижает максимумы плотности тока на краях электронного пучка. Возможность нагрева диэлектрических пластин излучением плазмы и бомбардировкой быстрыми частицами объясняет, почему необходимо, чтобы они были выполнены из термостойкого неорганического диэлектрика (керамика, кварц).
Предлагаемый электронный источник позволяет получить электронный пучок шириной до 30 см с током до 1 А при линейной неоднородности не более 10% при газовых давлениях до 15 Па, что превышает возможности наиболее близкого аналога. Это расширяет возможности применения электронного источника. В частности, источник может быть использован для инициирования плазмохимической реакции в газовой фазе при осаждении однородных покрытий на подложке площадью до 1500 см2.
Claims (1)
- Плазменный электронный источник ленточного пучка, включающий в себя цилиндрический полый катод с продольной щелью в боковой стенке, анод с эмиссионным окном, перекрытым металлической сеткой, ускоряющий электрод, отличающийся тем, что внутренние торцевые стенки полости закрыты пластинами, выполненными из термостойкого неорганического диэлектрика.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003108198/28A RU2231164C1 (ru) | 2003-03-24 | 2003-03-24 | Плазменный электронный источник ленточного пучка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003108198/28A RU2231164C1 (ru) | 2003-03-24 | 2003-03-24 | Плазменный электронный источник ленточного пучка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2231164C1 true RU2231164C1 (ru) | 2004-06-20 |
RU2003108198A RU2003108198A (ru) | 2004-09-27 |
Family
ID=32846898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003108198/28A RU2231164C1 (ru) | 2003-03-24 | 2003-03-24 | Плазменный электронный источник ленточного пучка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2231164C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2496283C1 (ru) * | 2012-03-11 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки изображений Российской академии наук (ИСОИ РАН) | Генератор широкоаппертурного потока газоразрядной плазмы |
RU2574339C1 (ru) * | 2014-10-08 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Устройство для формирования плазменно-пучкового разряда |
-
2003
- 2003-03-24 RU RU2003108198/28A patent/RU2231164C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2496283C1 (ru) * | 2012-03-11 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки изображений Российской академии наук (ИСОИ РАН) | Генератор широкоаппертурного потока газоразрядной плазмы |
RU2574339C1 (ru) * | 2014-10-08 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Устройство для формирования плазменно-пучкового разряда |
RU222392U1 (ru) * | 2023-09-22 | 2023-12-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Форвакуумный плазменный источник ленточного пучка электронов, функционирующий в широком диапазоне рабочих давлений |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4713585A (en) | Ion source | |
EP0200035B1 (en) | Electron beam source | |
US8288950B2 (en) | Apparatus and method for regulating the output of a plasma electron beam source | |
JPS60264032A (ja) | マイクロ波イオン源 | |
RU2480858C2 (ru) | Сильноточный источник многозарядных ионов на основе плазмы электронно-циклотронного резонансного разряда, удерживаемой в открытой магнитной ловушке | |
US20060138960A1 (en) | Gas discharge lamp for euv radiation | |
Belchenko et al. | Upgrade of CW negative hydrogen ion source | |
KR20100126337A (ko) | 표면파 런칭 플라즈마 방전 소스들의 사전-이온화를 위한 시스템 및 방법 | |
Burdovitsin et al. | Expansion of the working range of forevacuum plasma electron sources toward higher pressures | |
JPS5813626B2 (ja) | イオンシヤワ装置 | |
RU2231164C1 (ru) | Плазменный электронный источник ленточного пучка | |
KR101983294B1 (ko) | Bnct 가속기용 대전류 듀오플라즈마트론 이온원의 전극 구성과 그 장치 | |
KR20230118659A (ko) | 플라즈마 밀도 조절이 가능한 이온 소스 장치 | |
RU2215383C1 (ru) | Плазменный электронный источник | |
RU2299489C1 (ru) | Ионный источник с холодным катодом | |
RU2683962C1 (ru) | Отпаянная камера для генератора высокочастотных импульсов на основе разряда с полым катодом | |
JPH0762989B2 (ja) | 電子ビ−ム励起イオン源 | |
RU2496283C1 (ru) | Генератор широкоаппертурного потока газоразрядной плазмы | |
RU2035789C1 (ru) | Способ получения пучка ускоренных частиц в технологической вакуумной камере | |
RU2759425C1 (ru) | Плазменный эмиттер импульсного форвакуумного источника электронов на основе дугового разряда | |
RU2030015C1 (ru) | Полый катод плазменного эмиттера ионов | |
Kovarik et al. | Initiation of hot cathode arc discharges by electron confinement in Penning and magnetron configurations | |
RU2237942C1 (ru) | Сильноточная электронная пушка | |
KR20020004934A (ko) | 선형이온빔의 플라즈마소스 | |
KR20140142464A (ko) | 이온 빔 소스 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050325 |