Ионная пушка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 210480 (21) 2916009/18-25 (51) М. КЛ.

Н 01 J,27/02 с присоед"нением заявки ¹(23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3007.82, Бюллетень Мо 28 (53) УДК 621 385 (088.8) Дата опубликования описания 30.07.82

В.М. Быстрицкий и В.Г. Т ачФЮ@ЯЩр, „, Я .-,".з тт ;- :)), (72) Авторы изобретения

7," )

:@ l ри Томском (71) Заявитель

Научно-исследовательский инст политехническом институ (54) ИОННАЯ ПУШКА

Изобретение относится к ускорительной технике н применяется, например, для накачки лазеров.

Известна ионная пушка, используемая для накачки лазера, которая имеет систему для создания ведущего магнитного поля и отражательный тет«. род, содержащий пленочный анод н ци линдрический катод, торец которого параллелен плоскости анода (13.

Однако полезная используемая часть генерируемого ионного пучка очень невелика, так как на определенном расстоянии с противополож— ной от катода стороны анода по ходу движения пучка устанавливается лазерная кювета, апертура которой имеет форму узкой цели. Кроме того, пушка имеет малый ресурс работы иэ-за пленочного анода.

Известна также ионная пушка, которая имеет счстему для создания ведущего магнитного поля — соленоид и отражательный триод, содержащий катод, выполненный в виде диска с (ножевым) выступом, и анод из твердого диэлектрика с отверстием, форма которого имеет вид цели и повторяет форму и расположение выступа на катоде. Применение твердого диэ-, лектрика в качестве материала: анода повышает ресурс работы пушки (2).

При использовании сформированно5 го в пушке ленточного пучка для накачки лазера его доля, попадающая в апертуру лазерной кюветы, увеличивается. Однако расхождение пучка изэа кулоновских сил расталкивания при его движении в кювете остается, что существенно ограничивает максимальное значение этой доли.

Цель изобретения — увеличение плотности ленточного ионного пучка.

Эта цель достигается тем, что в ионной пушке, содержащей корпус с расположенными в нем соленоидом и отражательным триодом, состоящим иэ катода и анода со щелевым отверстием, в заанодной области отражательного триода параллельно медиальной плоскости пучка и симметрично относительно нее расположены две решетки, каждая иэ которых выполнена в виде параллельных друг другу и оси пушки проводников, соединенных параллельно и подключенных к положительному полюсу дополнительного источника тока ближними к аноду

Концами, а противоположными — к ка-, тоду. Протекающий по проводникам

947929 своего движения и ленточный ионный пучок сжимается по толщине.

Устройство работает при одинако- . вом режиме питания отражательного триода и различных начальных напряжениях конденсаторной батареи, являющейся источником тока решеток.

Для измерений ионного тока применяют цилиндр Фарадея (ЦФ), измери тельный. электрод которого имеет фор-!

О му прямоугольника размером 30х120 мм

2 и располагается на расстоянии 55 мм от края решеток так, что его большая

/ось компланарна с анодной аделью.

При отсутствии поперечного магнитного поля решеток (Ч =О) коэффициент использования пучка > = 0,42/2=20%, а при ч =4 кВ =а /3„=1,6/2=80%.

Таким образом, применение фокусирующей системы позволяет увеличить

КПД использования более чем в три раза и довести его до 80%.

Формула изобретения решетки ток создает в заанодной области магнитное поле, направление которого перпендикулярно направлению движения ленточного ионного пучка. Действие этого магнитного поля на ионный пучок Г=д(Ч В) приводит к искривлению траекторий дви жения ионов к средней плоскости пучка так, что ленточный ионный пучок сжимаетоя по толщине.

На фиг.1 показана ионная пушка, на фиг.2 — зависимость амплитуды ионного тока от величины напряжения на батарее, питающей решетки.

Пушка содержит корпус 1, в котором размещены соленоид .2, отражательный триод, содержащий катод

3 и анод 4 со щелевым отверстием, токопроводящие решетки 5, дополнительный источник тока б и виртуальный катод 7.

Устройство работает следующим образом.

При подаче положительного высоковольтного импульса на анод 4 с одновременной подачей импульса

25 тока на соленоид 2 по внутренней стороне отверстия в аноде происходит пробой, в связи с чем образуется поверхностный слой плазмы, распространяющейся внутрь отверстия. В резуль- 30 тате образуется плазменный анод.

Эмитируемые с катода электроны многократно проходят сквозь плазменный анод, совершая колебания между катс>дом 3 и виртуальным катодом 7. Вытягиваемые электрическим полем иэ плазмы ионы образуют ленточный ионный пучок (форма его соответствует форме катода и щели в аноде), распространяющийся в виртуальному катоду и попадающий в пространство между корпусом 1 и.токопроводящими решетками 5, по которым одновременно с подачей высоковольтного импульса на анод пропускается ток от дополнительного источника тока б. Ток, протекающий 45 по решеткам, создает магнитное пале, направление которого перпендикулярно направлению движения ленточного ионного пучка. Под действием этого поля ионы искривляют траектории 50

Ионная пушка, содержащая корпус с расположенными в нем соленоидом и отражательным триодом, состоящий из катода и анода со щелевым отверстием, отличающаяся тем, что, с целью увеличения плотности ленточного ионного пучка, в заанодной области отражательного триода параллельно медиальной плоскости пучка и симметрично относительно нее расположены две решетки, каждая из которых выполнена в виде параллельных друг другу и оси пушки проводников, соединенных параллельно и подключенных к положительному полюсу дополнительно введенного источника тока ближними к аноду концами, а противоположными концами — к его отрицательному полюсу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Golden I. Eden I.G. et al., Intense proton -beam-pumped Ar-N<

laser.- Applied Physical hetters, 11 1978, V, 33, N2, 143.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 2860032, кл, Н 05 Н 5/00, 28.12.1974 (прототип).

947929 ав и к/

Рие. 2

Составитель И. Персиаяцев

Техред Л. Пекарь КорректорВ. Бутяга

По исное

Редактор A. Orap

Заказ 5663/76 Тираж 761 дл

ВНИИПИ xîñóäàðñòâåííîãî комитета по делам изобретений и открытий

113035, Москва,.Ж-35, Раушская ская наб., д.

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, у л. Проектная,