Устройство для формирования квазинейтрального пучка противоположно заряженных частиц - заявка 2016144102 на патент на изобретение в РФ

1. Устройство (100) для формирования квазинейтрального пучка ионов и электронов, содержащее
камеру (20),
набор средств (31, 30, 40, 58) для формирования ион-электронной плазмы в камере (20),
средство (50) для извлечения и ускорения заряженных частиц плазмы из камеры (20), выполненное с возможностью формировать указанный пучок, причем указанное средство (50) извлечения и ускорения содержит набор по меньшей мере из двух сеток (51, 54), расположенных на одном конце камеры,
радиочастотный источник (52, 58') переменного напряжения для генерации сигнала, радиочастота которого составляет величину между ионной плазменной частотой и электронной плазменной частотой, причем указанный радиочастотный источник (52, 58') напряжения соединен последовательно с конденсатором (53) и соединен одним из своих выходов, через указанный конденсатор (53), с одной из сеток (51, 54) из указанного набора по меньшей мере двух сеток, причем на по меньшей мере одной другой сетке из указанного набора по меньшей мере двух сеток (51, 54) установлен опорный потенциал, либо она соединена с другим из выходов радиочастотного источника (52, 58') напряжения.
2. Устройство (100) по п. 1, в котором набор средств (31, 30, 40, 58) для формирования ион-электронной плазмы содержит одну или несколько катушек индуктивности, питаемых от радиочастотного источника (52, 58') переменного напряжения.
3. Устройство (100) по предыдущему пункту, в котором радиочастотный источник (58') напряжения, питающий указанные катушки (40), представляет собой тот же радиочастотный источник (52) напряжения, подключенный последовательно к указанному конденсатору, и которые соединены с одной из по меньшей мере двух сеток (51, 54), при этом устройство также содержит средство (59) для управления сигналом, выдаваемым указанным источником (58') на указанные катушки и на указанную по меньшей мере одну сетку.
4. Устройство (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором набор средств (31, 30, 40, 58) для формирования ион-электронной плазмы в камере (20) содержит резервуар (31), включающий в себя по меньшей мере один
электроположительный газ.
5. Устройство (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором указанные сетки (51, 54) имеют круглые отверстия, диаметр которых составляет от 0,5 до 10 мм, например, от 1 до 2 мм.
6. Устройство (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором расстояние между указанными двумя сетками (51, 54) составляет от 0,5 до 10 мм, например, от 1 до 2 мм.
7. Устройство (100) по любому из пп. 1-4, в котором указанные сетки (51, 54) имеют щелевидные отверстия.
8. Устройство (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором электронейтральность пучка из ионов и электронов достигается, по меньшей мере частично, путем регулировки периода подачи положительного и/или отрицательного потенциала от указанного радиочастотного источника (RF, 52, 58') переменного напряжения.
9. Устройство (100) по любому из пп. 1-7, в котором электронейтральность пучка из ионов и электронов достигается, по меньшей мере частично, путем регулировки амплитуды положительного и/или отрицательного потенциала от указанного радиочастотного источника (RF, 52, 58') переменного напряжения.
10. Устройство (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором указанный радиочастотный источник (RF, 52, 58') переменного напряжения выполнен с возможностью формировать прямоугольный сигнал.
11. Устройство (100) по любому из пп. 1-7, в котором указанный радиочастотный источник (RF, 52, 58') переменного напряжения выполнен с возможностью формировать синусоидальный сигнал.
12. Устройство для формирования квазинейтрального пучка противоположно заряженных частиц, содержащее
устройство (100) для формирования квазинейтрального пучка ионов и электронов по любому из пп. 1-11,
набор средств (32, 30, 40, 58, 80) для формирования ион-ионной плазмы в камере (20), причем указанный набор включает в себя средство (80) для фильтрования электронов,
низкочастотный источник (LF, 56) переменного напряжения, который выполнен с возможностью генерации сигнала, радиочастота которого меньше или равна ионной плазменной частоте,
средство (57), выполненное с возможностью соединять одну из сеток (51, 54) либо
с низкочастотным источником (LF, 56) напряжения при активации средства (80) фильтрования электронов, с тем чтобы сформировать ион-ионный пучок, либо с радиочастотным источником (52, 58) напряжения, последовательно соединенным с конденсатором (53), отключая при этом средство (80) фильтрования электронов, с тем чтобы сформировать ион-электронный пучок.
13. Устройство (100') по предыдущему пункту, в котором электронейтральность ион-ионного пучка по меньшей мере частично достигается путем регулировки периода подачи положительного и/или отрицательного потенциала от низкочастотного источника (LF, 56) переменного напряжения.
14. Устройство (100') по п. 12 или 13, в котором электронейтральность ион-ионного пучка по меньшей мере частично достигается путем регулировки амплитуды положительного и/или отрицательного потенциала от низкочастотного источника (LF, 56) переменного напряжения.
15. Устройство (100') по предыдущему пункту, в котором низкочастотный источник (LF, 56) переменного напряжения выполнен с возможностью формировать прямоугольный сигнал.
16. Устройство (100') по любому из пп. 12-15, в котором набор средств (32, 30, 40, 58, 80) для формирования ион-ионной плазмы в камере (20) содержит резервуар (32), включающий в себя по меньшей мере один электроотрицательный газ.
17. Устройство (100, 100') по любому из предыдущих пунктов, в котором указанные используемые газы выбраны в соответствии с их электроположительностью или электроотрицательностью из следующей группы: аргон (Ar), гидразин (N2H4), ксенон (Хе), тетрафторметан (CF4), элегаз (SF6), молекулярный йод (I2), молекулярный азот (N2) и молекулярный водород (Н2).
Наверх