Импульсный источник отрицательных ионов Советский патент 1989 года по МПК H01J27/04 

(Л

ел

о

СЛ

Изобретение относится к технике полученил ионных пучков и может быть использовано при разработке источников отрицательных ионов.

Цель изобретения - снижение удельных энергозатрат на получе1Н1е ионов.

На чертеже изображен источник. :ионов, разрез

Источник ионов содержит систему д (формирования электронного пучка образованную источником 1 электронов, ускррякяцим электродом 2 и отражательным электродом 3. Нагрев источника 1 электронов осуществляется прямым накалом от источника 4 электропита- 1ШЯ, а ускорение электронов - от ис- точзшка 5 импульсного напряжения. К отражательному электроду 3 подключен источник 6 импульсного напряжения. 20 Вытягивающие сетчатые электроды 7 и 8 иодключаны к источнику 9 тшсже импульсного напряже1П1Я . Источник электронов и ускоряющий электрод 2 выполненгл в ппде шиипадрипеских 25 , сегментов с оищей осью О и экшщис- тантнс располо г(ены относительно друг друга. Сим1 1стр11чио им и соосно установлен cii ioLTJiofi отр;тателы ый плект- род 3, Соило ин ;;ек ора рабочего плза (не показано) устанс Блено вдо;и. осиО.

Источник ионов работает слгду10П и 1 образом.

После достижение вакуума пчлючсю нагрев истсчпика 1 электронов o l не- 35 точника 4 электропитания. На ускоряют ш,ий электрод импульсно подают положительный потенциал 100-250 В относительно источника 1 электронов. Од- новреме п1о на отражате.чьный элект- 40 род 3 подают импулъсно отрицательный- потенциал, разный по абсолютной 1гине потенциалу на электроде 2. Змит- тируемые источником 1 электронов электроны ускоряются в область между 45 электродами 2 и 3. Благодаря цилиндрической форме электрода 2 траектории электронов пересекают ось О устройства, тормозятся в поле электро-, да 3, отражаются п, провдя сквозь 50 электрод 2 прозрачностью , иновь ускоряются в поле электрода 2.

Величина циркулирующего в рабочей области тока электронов 1у связана с током, 3MnTTnpyeN;h M 11Сточ1П Ко 55 электронов Ig соотношением у

те

П-

и становится больше I,

при f 0,62 о

Одновременно с импульсной подачей потенциалов на электроды 2 и 3 ин- ясектором производят протекание струи рабочего газа вдоль оси устройства С Скорость электронов в ее окрестности близка к О, следовательно здесь происходят процессы прилипания или диссоциативного прилипания электронов с нулевой или очень маггой энергией к молекуЛа 5 и атомам рабочего газа - образуются отрицательные ионы.

После окончания операции инжекции электронов и образования отрицательных ионов (ее длительность может быт порядка нескольких микросек ид) электроды 2 и 3 заземляются, на сетчатый электрод 7 подают от ис- очни- ка 9 напряжения полош1тельный относительно электрода 8 потенциал. Мевду вытягивающими электродами 7 и 8. создается электрическое поле, ускоря мцее отрицательные ионы, образованные в окрестности оси О, в направлении электрода 7 к выходу из источника ионов,

ИзоСретение позволяет за счет уп.пичения электронного тока, циркули руюи1;ег о в разряде, повысить выход о ;р цательных ионов при тех же энергозатратах, что приводит к снижению уд;зльных энергозатрат на но- jiyMeuiiG отрицательных ионов. Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я

Импульсный источник отрицательных ионов, содержащий систему формирова- ни;; электронного пучка, включающую источш1К электронов ,ускоря сЯ1ий и oTpa;iv 1телы1ЫЙ электроды, инжектор рабсчего газа с соплом и сетчатые пытяг ва101цие электроды, о т л и - ч а 10 щ и и с я тем, что, с целью снижения удельных энергозатрат на 1;ол Чение ионов, источник электронов и ускоряю1ций электрод выполнены и эквидистантных проволочных . сеток цилиндрическо формы, отража- тельлъш электрод также цилиндрической формы расположен снмметрично ус- коря1ацему электроду, а сопло инжектора направлено вдоль-общей оси ускоряющего и отражательного элект- одоБ, при этом ускорянщий электрод имее - прозрачность не менее 0,62.

Изобретение относится к технике получения ионных пучков. Целью изобретения является снижение удельных энергозатрат на получение ионов. Источник электронов 1 и ускоряющий электрод 2 имеют форму цилиндров. Пучок электронов фокусируется на ось 0 и тормозится в поле отражательного электрода 3. Извлечение ионов осуществляется через сетчатый электрод 7. Ускоряющий электрод имеет прозрачность не менее 0,62. 1 ил.