Патент ссср 341416

 

34I4l6

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С оюз Советски х

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.1.1971 (№ 1609726/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 31.Х.1972. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 3.1.1973

М. Кл. Н 05h 7/00

Н Olj 37/08

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.384.6:537.534.2 (088.8) Авторы изобретения

О. А. Лаврентьев и В, А. Сидоркин

Заявитель

ИСТОЧНИК ИОНОВ

Изобретение относится к ускорительной тех.нике.

Известный источник ионов с ионизацией нейтрального газа осциллирующим электронным пучком не позволяет получать пучок ионов с ра вномерной плотностью.

Цель изобретения — получение равномерной tIIJIDTHocTH ионного .потока.

Это достигается тем, что камера,для напуска газа охватывает область ионизации газа и имеет кольцевую щель на внутренней стенке, а анод и промежуточный электрод источника расположены по внутреннему птериметру на торцах камеры для напуска газа. При этом стенки кольцевой щели камеры выполнены в виде ги пер болоидов вр а щения.

На чертеже схематически изображен предлагаемый источник в разрезе.

Источник ионов содержит вакуумную цилиндрическую камеру 1, в центральной части которой соосно установлена камера 2 для напуска таза, имеющая кольцевую щель для выхода газа la область ионизации. Щель, расширяясь к центру вакуумной камеры, образует сопло Лаваля. По оси вакуумной камеры последовательно установлены дисковый отражательный электрод 8, катод 4, набранный из тонких вольфрамовых нитей, две анодные сетки 5 и б, укрепленные по внутреннему периметру на торцах камеры для напуска газа и полностью перекрывающие ее центральную часть, и вытятивающий ионы сетчатый электрод 7, Сетка 5 имеет электрический контакт с камерой для напуока газа, сетка б изолирована от камеры металлокерамическим вакуумноплотным кольцевым изолятором 8 и имеет свой отдельный электрический вывод. Рабочий таз поступает ia камеру из баллона 9 через вентиль 10 с плавно регулируемой пода10 чей (в случае работы с парами вещества камеру для напуска газа прогревают внешним источником тепла до температуры, обеспечивающей вакуумное испарение, а вещество подают в камеру в расплавленном виде). Изо15 ляторы 11 и 12 изолируют катодный узел и вытягивающий электрод от стенок камеры для напуока газа.

Предлагаемый источник ионов работает следующим образом. На сетки 5 и б подают

20 положительный относительно земли потенциал, равный по величине напряжению, необходимому для ускорения ионов до заданной энергии. Сетчатый электрод 7 заземлен. На катод 4 подают отрицательный относительно

25 сеток 5 и б потенциал 100 — 500 в. Н а отражательный электрод 8 подают потенциал более отрицательный, чем па катод. Прн включении накального трансформатора катод нагревается до рабочей температуры, при «о30 торой начинается электронная эмиссия. Ис341416

25

Зо

Предмет изобретения

1. Источ ни к ионов с ионизацией нейтрального газа осциллирующим электронным пучком, содержащий анод и,промежуточный электрод, катод, отражательный электрод, ка- 45 меру для напуска газа, отличающийся тем, Составитель Н. Соловьев

Техред Т. Миронова Корректор E. Михеева

Редактор Т. Орлова

Заказ 4115/2 Изд. № 1731 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 пускаемые катодом электроны отражаются электродом 8, пронизывают находящиеся под положительным потенциалом сетки 5 и б и отражаются обратно сетчатым электродом 7, совершая колебания во внешней потенциальной яме (между электродами 8 и 7) до тех пор, пока не по|глощаются сетками 5 и б.

С помо щью вентиля 10 рабочий газ напускают в полость ионизации между сетками 5 и б. Ионизированные осциллирующими электронами ионы, проходя через сетку 5, падают на отражательный электрод 8, находящийся,под отрицательным потенциалом, вызывая вторичную эмиссию электронов и усиливая ток разряда 1для этого поверхность отражательного электрода 8 вьвгодно покрывать материалом с большим коэффициентом вторичной эмиссии).

Поток ионов, проходящий через сетку б, ускоряется разностью потенциалов, действующей между .нею и электродом 7 и, пройдя сквозь этот "электрод, попадает в,вакуумный объем. для использования по назначению.

Для повышения выхода ионов на icemcy б относительно сетки 5 может быть подан отрицательный потенциал порядка 100 в, уменьшающий lIIioToiK HOHoiB через сетку 5 и увеличивающий поток ионов через сетку б. Осциллирующий поток электронов созидает в полости между сетками 5 и б потенциальную яму отрицательного oR åìiHoão заряда, в которой накапливаются ио11ы. Подачей на сетку б относительно сетки 5 отрицательного импульса можно эти ионы вьвпустить. В этом случае источник ионов работает .в импульсном режиме.

Сетки 5 и б и вытягивающий сетчатый электрод 7 могут иметь сферическую вогнутую форму с целью получения сходящегося ионного пучка. что, с целью;получения равномерной плотности ионного потока, камера для напуска газа охватывает область ионизации газа и имеет кольцевую щель |на внутренней стенке, анод и промежуточный электрод расположены по внутреннему периметру на торцах камеры для на пу ска газа.

2. Источник ионов по п. 1, отличающийся тем, что стенки кольцевой щели камеры вы10 полнены в виде ги перболоидов вращения.