SU679012A1 - Источник зар женных частиц - Google Patents

Abstract

К ИСТОЧНИК ЗАРЯЖЕННЫХ"ЧАСТИЦ, содержащий разр дную камеру"с расположенными в ней катодом, aHoii^oMс каналом и диафрагмой с отверстием, соосным каналу в аноде, а также вытл- гивающий электрод, отличающийс  тем, что, с целью повышени ' газовой экономичности, на диафрагме выполнен конический выступ, обращен" ный к аноду, причем площадь поперечного сечени  отверсти  в диафрагме не превышает площадь поперечного сече" ни  канала в аноде..'..2. Источник по п. 1, о т л и ч ;а'- ю щ и и с   тем, что отверстие в диафрагме расположено внутри канала в а ноде.

Description

Изобретение относитс  к источникам зар женных частиц и может быть использовано дл  полумени  пучков положительных и отрицательных ионов,-, а также электронов.

Известны ионные газоразр дные источники , в которых используют принудительное сужение канала разр да с помощью диафрагмы, а отбор ионов осуществл ют через отверстие в аноде о

Отверстие в диафрагме используют дл  контрагировани  плазмы, однако п известных источниках эффективного контрагировани  обеспечить не удаетс 

Ближайшим техническим решением  вл етс  источник зар женных частиц, содержащий разр дную камеру с расположенными в ней катодом, анодом с каналом и диафрагмой с отверстием, соосным каналу в аноде, а также выт гивающий электрод.

Высока  плотность тока зар женных частиц в указанном источнике достига етс  увеличением плотности тока разр да у канала в аноде с помощью диафрагмы с отверстием

Однако эффективность получени  за р женных частиц из такого источника недостаточна в св зи с тем, что площадь поперечного селени  отверсти  в диафрагме больше площади поперечного сечени  канала в аноде, в результате .чего больша  часть газоразр дной плазмы , образованна  у поверхности анода, не дает вклада в извлекаемый ионный ток„

Целью изобретени   вл етс  повышение газовой экономичности источник ка о .

Эта цель достигаетс  тем, что на . диафрагме выполнен конический выступ, обращенный к аноду, причем площадь оперечного сечени  отверсти  в ди фрагме- не превышает площадь попереч ого сечени  канала в аноде. Обычно длина конического выступа иафрагмы такова, что отверстие в , из$рагме расположено внутри канала Сущность изобретени  по сн етс  ерте ом. Источник содержит газоразр дную к еру 1, в которой установлены катод :код 3 С каналом k и диафрагму 5с о :ерстием 6, выполненным в вершине гонического выступа диафрагмы 5 Выт гивающий электрод 7 расположе :нару ни газоразр дной камеры 1. От :ерсти  в диафрагме . 5 и электроде 7 ;сссны каналу в аноде 3Источник работает следующим об )азом; При подаче рабочего газа в камеру i и напр жени  между катодом 2 и .ано 10М 3 в камере 1 загораетс  газовый 5ззр д. С катодной стороны отверсти  j 3 диафрагме 3, изолированной от ка года 2 и анода 3, возникает  рко све г цеес  плазменное образование с эвойным электрическим слоем, . Двойной электрический слой ускор  ;т и формирует струю зар женных часгиц , котора  входит вканал 4 ваноце 3 В канале А происходит концентр рование тока разр да благодар  тому, то плсцадь поперечного сечени  отве сти  5 3 диафрагме 5 меньше площади поперечного сечени  канала k в аноОсобенно эффективна работа источн ка, когда длина конического выступа дисфраг. 3 такова, что отверстие 6 3 диафрагме 5 расположено внутри канала 3 акоде . . Созмещение плазменной струи .образозанной потоком зар женных частиц зыг. из отверсти  s диафрагме кзнзл 3 аноде, с плазмой канала в ан де сбеслечизает увеличение эффективности отсора зар женных частиц из п.-ззуы. Осгбенно существенны преимущества изпорете.чи  при получении пучка отри цательных ионов. Размеры канала в аноде дл  отбора зар женных частиц в известных источн/ .хзх. нар ду с другими услови ми, ;отс;  также и услови ми поддер :о5ходимого давлени  газа в -(утке между выт гивающим . электродом 7 и анодом 3. Практически диаметр указанного канала- не превышает 3 мм. Однако дл  р да устройств в св зи с услови ми откачки газа тре-,: буетс  применение источников с каналом в аноде диаметром менее 0,3-мм. Указанное требование накладывает определечные услови  на размеры от версти  6 в диафрагме 3. При пропускании газового разр да через малые отверсти  может возникнуть прерывистый (пульсирующий) разр д по причине откачного действи  сужени  канала разр да . Однако при длине канала отверсти  б в диафрагме 3 не более радиуса указанного отверсти  можно без особых трудностей пропускать разр д с силой тока 1 А через отверстие диаметром 0,3 мм. При необходимости пропускани  газового разр да через отверсти  менее 0,3 мм длину канала отверсти  Ьследует делать как можноменьше ,например О, 03мм. В любом случае длина канала отверсти  6 в диафрагме 3долж-. на быть минимально возможной,поскольку. с увеличением длины канала отверсти  6 увеличиваютс  энергетические пotepи. взаимодействи  частиц со стенка ми канала отверсти  6. Эффективность получени  положительных и отрицательных ионов, а также электронов значительно выше, чем при использовании известных, источников зар женных частиц. При силе тока разр да 0,13 А и напр жении на разр де 100 В, при давлении газа (водород) в источнике 0,3 тор и выт гивающем напр жении 9,8 кВ общий отбираемый ток положительных ионов 30 мкА. Наиболее инг , тенсивна  лини  в масс-спектре соответствует ионам 2, при этом распределение по интенсивност м различных масс-спектральных линий в процентах от интенсивности Н составл .ет Н 18 , Н - kQ% и Н При этом/, общее количество отбираемых электро- нов было более 0,01 А. Использование предлагаемого источника зар женных частиц в св зисконцентрированием разр да в небольшом объеме канала отверсти  4 в аноде 3 без применени  дополнительных магнитного и электрических полей позвол ет сократить энергозатраты на получение зар женных частиц из источника.

j

f ff

f/ }f f

)

Claims (1)

1. Изобретение относится к источникам заряженных частиц и может быть использовано для получения пучков положительных и отрицательных ионов,,а также электронов.

   Известны ионные газоразрядные источники, в которых используют принудительное сужение канала разряда с помощью диафрагмы, а отбор исков осуществляют через отверстие в аноде.

   Отверстие в диафрагме используют для контрагирования плазмы, однако в известных источниках эффективного контрагирования обеспечить не удается.

   Ближайшим техническим решением является источник заряженных час.тцц, содержащий разрядную камеру с расположенными в ней катодом, анодом с каналом и диафрагмой с отверстием, соосным каналу в аноде, а также вытягивающий электрод.