Электронно-ионный источник
Изобретение относится к получению электронных и ионных пучков и может быть использовано в ускорительной технике. Техническим результатом изобретения является повышение ресурса работы источника при сохранении постоянства эмиссионных характеристик электронно-ионного источника и геометрических характеристик пучка. Электронно-ионный источник содержит эмиттерный катод с эмиссионным отверстием и расположенный против него второй катод, анод, систему вытягивания и систему электропитания. Отличительной особенностью нового источника является то, что он снабжен двумя керамическими элементами с отверстиями, при этом один из элементов установлен в устье полого катода, а другой - в эмиттерном катоде в области эмиссионного отверстия, оба элемента установлены соосно с остальными электродами. 2 ил.
Изобретение относится к области получения электронных и ионных пучков и может быть использовано в ускорительной технике.
Известен электронно-ионный источник с продольным извлечением частиц из отражательного разряда с холодными катодами, содержащий эмиттерный катод 1 с эмиссионным отверстием и расположенный против него второй катод 2, анод 3, систему вытягивания 4 и систему электропитания (А.С. СССР 456322, кл. Н 01 J 3/04, Н 01 J 3/02, 1973) (фиг.1). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного источника, относится то, что в известном источнике происходит изменение апертуры эмиттерного катода и апертуры устья полого катода в результате его распыления ускоренными ионами, и, как следствие, нежелательное изменение эмиссионных характеристик электронного источника и геометрических характеристик пучка в процессе работы источника. Задачей изобретения является повышение ресурса работы источника при сохранении постоянства эмиссионных характеристик электронно-ионного источника и геометрических характеристик пучка. Технический результат при осуществлении заявляемого изобретения достигается за счет уменьшения скорости распыления устья полого катода и эмиттерного катода в области эмиссионного отверстия. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается таким образом: как и известный источник, заявляемый электронно-ионный источник содержит эмиттерный катод 1 с эмиссионным отверстием и расположенный против него второй катод 2, анод 3, систему вытягивания 4 и систему электропитания. Отличительной особенностью нового источника является то, что он снабжен двумя керамическими элементами с отверстиями, при этом один из элементов 7 установлен в устье полого катода 2, а другой 6 в эмиттерном катоде 1 в области эмиссионного отверстия, оба элемента установлены соосно остальным электродам. На фиг.2 изображен заявляемый электронно-ионный источник. Источник содержит холодный эмиттерный катод 1 с закрепленным в нем керамическим кольцом 6, полый катод 2 в устье которого закреплено керамическое кольцо 7, цилиндрический анод 3 и извлекающий электрод 4. Магнитное поле между катодами обеспечивается постоянным магнитом 5. Источник работает следующим образом. При подаче напряжения между катодами 1, 2 и анодом 3 зажигается отражательный разряд. С увеличением тока разряда, когда протяженность области катодного падения потенциала становится меньше радиуса апертуры полости в катоде 2, плазма проникает в полость, и зажигается разряд с полым катодом. При проникновении плазмы в полый катод и в область отверстия в эмиттерном катоде, керамические кольца 6 и 7 приобретают плавающий потенциал, который на 30-40 В ниже потенциала плазмы. В этих условиях энергия ионов, попадающих на кольцо, не превышает 30-40 эВ, поэтому интенсивность распыления керамических вставок существенно ниже, чем интенсивность распыления металлических поверхностей. В свою очередь коэффициент ионного распыления керамики существенно ниже, чем у металлов, что благоприятно сказывается на повышении долговечности эмиттерного катода и повышении стабильности его параметров во времени.Формула изобретения
Электронно-ионный источник с продольным извлечением частиц из отражательного разряда с холодными катодами, содержащий эмиттерный катод с эмиссионным отверстием и расположенный против него второй катод, анод, систему вытягивания и систему электропитания, отличающийся тем, что он снабжен двумя керамическими элементами с отверстиями, при этом один из элементов установлен в устье полого катода, а другой - в эмиттерном катоде в области эмиссионного отверстия, оба элемента установлены соосно с остальными электродами.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Ионный источник // 2205467
Изобретение относится к технике получения ионных пучков, в частности пучков многозарядных, высокозарядных и поляризованных ионов
Дуоплазматрон с малым потоком газа на выходе // 2170988
Изобретение относится к источникам заряженных частиц и применяется в ускорительной технике
Изобретение относится к плазменной технике, а более конкретно - к плазменным источникам, предназначенным для генерации интенсивных ионных пучков, и к способам их работы
Изобретение относится к поверхностно-плазменным источникам отрицательных ионов, а именно к способам получения отрицательных ионов в поверхностно-плазменных источниках, и может быть использовано в ускорителях заряженных частиц или устройствах для осуществления термоядерного синтеза
Ионная пушка // 2096854
Ионный источник // 2067784
Изобретение относится к технике получения ионных пучков и может быть использовано при получении пучков многозарядных ионов и высокозарядных ионов, включая ядра, полностью лишенные электронов
Источник ионов // 2063088
Изобретение относится к источникам заряженных частиц и применяется в области ускорительной техники
Источник ионов с эффектом полого катода // 2231163
Изобретение относится к источникам ионов, применяемым на ускорителях заряженных частиц
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к технике создания источников ионов, предназначенных для ускорителей заряженных частиц
Изобретение относится к источникам ионов, применяемым на ускорителях заряженных частиц
Плазменный источник ионов // 2371803
Изобретение относится к плазменной технике, а именно к плазменным источникам, предназначенным для генерации интенсивных ионных пучков
Электронно-ионный источник // 2378732
Изобретение относится к области получения электронных и ионных пучков и может быть использовано в ускорительной технике
Изобретение относится к технологии ионно-плазменной обработки поверхности изделий в источнике ионов с широким энергетическим спектром в скрещенных электрическом и магнитном полях, с отбором ионов с границы плазмы и ускорении их электрическим полем. Технический результат заключается в повышении энергетической эффективности. Обрабатываемое осесимметричное изделие в виде заземленного катода помещается в камеру, наполненную рабочим газом, в магнитное поле и с цилиндрическим анодом, находящимся под электрическим потенциалом в газовом разряде, с целью получения режимов очистки и травления, высоких антикоррозионных, трибологических и механических свойств осесимметричное изделие располагают соосно с осесимметричным составным анодом, с изменяемой геометрией в зависимости от формы и размеров обрабатываемой поверхности, в скрещенных осесимметричном радиально направленном электрическом и продольном магнитном полях, создают регулируемый радиально сходящийся ионный поток в интервале энергий от 0,5 до 5 кэВ и давлении рабочего газа от 10-2 до 100 Па, для этого располагают по торцам соосно изолированные электроды, находящиеся под авторегулирующимся электрическим потенциалом, формируют продольное аксиальносимметричное однородное магнитное поле и продольно перемещают обрабатываемое изделие с осевым поворотом (вращением). Устройство содержит магнитную систему и вакуумную камеру, внутри которой размещены катод и цилиндрический анод, катод расположен осесимметрично внутри анода, по торцам которого установлены соосно изолированные отражательные электроды, в качестве катода используется осесимметричное изделие, поверхность которого подвергается обработке. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Высокочастотная ускоряющая структура для пучков ионов, экстрагированных из лазерной плазмы // 2533194
Изобретение относится к ускорителям заряженных частиц и может быть использовано в медицине и технологии. Технический результат - увеличение интенсивности в ускоренном пучке ионов на выходе ускоряющей ВЧ-структуры ускорителя, использующего лазерные источники ионов, в которых плазма образуется при облучении материала мишени оптическим излучением лазера. В высокочастотной ускоряющей структуре для пучков ионов, экстрагированных из лазерной плазмы, состоящей из ВЧ-резонатора с ускоряющим электрическим полем и трубками дрейфа, расстояние между центрами смежных зазоров которых изменяется по определенному закону, на входных и выходных торцах всех трубок дрейфа установлены металлические сетки, выполненные в виде аксиально-симметричных концентрических колец с радиальными перемычками, величина равновесной фазы ускоряющего электрического поля в центре ускоряющих зазоров соответствует максимальному значению напряженности данного поля. Между трубками дрейфа отсутствует поперечное электрическое поле и формируется только аксиально-симметричное продольное, ускоряющее ионы, электрическое поле, величина которого не зависит от расстояния до центральной продольной оси. 4 ил.
Изобретение относится к генераторам ионов, применяемым в плазменной технике и ускорителях заряженных частиц. Технический результат - повышение тока ионов с высоким зарядовым состоянием в пучке на выходе лазерно-плазменного генератора ионов с большим зарядом. Лазерно-плазменный генератор ионов с большим зарядом состоит из лазера, трубчатого пролетного канала, облучаемой лазером мишени, установленной внутри трубчатого пролетного канала со стороны одного из его концов, трубчатого металлического экрана, установленного коаксиально внутри трубчатого пролетного канала между мишенью и точками на стенках этого канала, в которых лазерная плазма при разлете начинает касаться его боковых стенок, и системы отбора ионов, установленной в противоположном месту установки мишени конце трубчатого пролетного канала. Мишень и металлический экран электрически соединены между собой и электрически изолированы от всех других электродов. Электроны из образующейся на мишени лазерной плазмы не могут уходить через материал мишени или окружающие электроды. Оставаясь в этой плазме, они повышают как вероятность ионизации вещества мишени, увеличивая зарядовое состояние плазменных ионов, так и препятствуют росту величины положительного электрического потенциала самой лазерной плазмы относительно окружающих ее электродов, что способствует уменьшению эмиссии ионов из данной плазмы. 1 ил.
Изобретение относится к области получения пучков ионов и может быть использовано для решения научных и прикладных задач, в частности использоваться в ускорителях или масс-спектрометрии и для обработки поверхностей различных изделий в вакууме. Технический результат - обеспечение получения потока ионов при давлении от 10-2 Торр и ниже, а также упрощение способа и конструкции устройства. В способе работы плазменного источника ионов в газоразрядную камеру предварительно вводят рабочий газ через газоввод, создают магнитное поле с вектором индукции преимущественно осевого направления относительно анода и катода, подают напряжение на анод и на полый катод, зажигают тлеющий разряд, образуют ионы за счет бомбардировки атомов рабочего газа электронами, достигается тем, что при зажигании тлеющего разряда устанавливают давление в газоразрядной камере ниже Р=10-2 Торр, создают разные концентрации частиц газа в различных областях межэлектродного пространства за счет организации сверхзвукового потока рабочего газа в заданной области межэлектродного зазора в поперечном к электрическому полю направлении при скорости потока газа более V=300 м/с. Устройство плазменного источника ионов содержит откачную вакуумную систему, подключенную к газоразрядной камере, с размещенными в ней газовводом для рабочего газа, полым катодом, анодом, и магнитную систему, предназначенную для создания в разрядной камере магнитного поля с вектором индукции осевого направления относительно анода и катода, дополнительно содержит конфузор, а газоввод выполнен как сверхзвуковое сопло, являющееся диффузором, причем конфузор и диффузор установлены в межэлектродном пространстве в газоразрядной камере соосно против друг друга таким образом, что ось конфузора и диффузора находится в поперечном к оси анода и катода направлении на заданном расстоянии относительно анода и катода. 2 н.п. ф-лы. 3 ил.
