УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ХОЛОДНЫХ КАТОДОВ ГАЗОВЫХ ЛАЗЕРОВ Советский патент 1994 года по МПК H01J9/02 H01J1/30 C01B13/28 

Изобретение относится к технике газового разряда и может быть использовано при разработке устройств для получения защитных оксидных покрытий на поверхности холодных катодов газовых лазеров.

Целью изобретения является повышение производительности устройства и качества покрытий.

Цель достигается за счет увеличения мощности разряда и равномерности обработки поверхности катодов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из электродов 1, снабженных полыми стаканами 2, подложек 3, закрепленных на держателе 4, электрически соединенном с источником смещения потенциала катодов (на чертеже не показан). Электроды через измеритель тока и балластное сопротивление R_б присоединены к блоку питания разряда, выполненному в виде источника переменного тока. Полые стаканы 2 крепятся примерно у середины боковой поверхности, что обеспечивает хорошее их охлаждение. При использовании принудительного их охлаждения возможна длительная работа при достаточно больших токах разряда. Число стаканов может быть достаточно большим. При получении оксидных покрытий на алюминиевых катодах целесообразно стаканы также изготовить из алюминия. В отрицательный полупериод разряда стаканы 2 выполняют функцию полых катодов.

Подложкодержатель подсоединен к положительному выводу источника смещения потенциала катодов, отрицательный вывод этого источника присоединен к вакуумной камере.

Устройство работает следующим образом.

С блока питания разряда-источника переменного напряжения промышленной частоты 20 или 400 Гц, подводимого к электродам 1, и балластного сопротивления R_б поддерживается тлеющий разряд на переменном токе в атмосфере кислорода. Для оценки потенциала плазмы в места расположения окисляемых катодов можно воспользоваться одним из них, сняв вольтамперную характеристику по отношению к корпусу разрядной камеры или поместив в эту плоскость ленгмюровский зонд. Выбор начального значения положительного смещения потенциала катодов и дальнейшее его ступенчатое увеличение производятся с учетом величины потенциала плазмы в данном месте.

Для поддержания эффективного процесса окисления, когда к окисляемой поверхности катодов создается направленное движение отрицательных ионов кислорода, необходимо контролировать оптимальный режим горения разряда. Обычно это достигается при давлении кислорода - 5.10^-2 мм рт. ст. и средней температуре электронного газа в плазме (5-6). 10⁴ К. В этих условиях доминиpующим механизмом образования отрицательных ионов кислорода в низкотемпературной плазме является процесс диссоциативного радиационного захвата, максимум эффективности которого достигается при энергии электpонов - 6,7 эВ. Управлять температурой электронов в нужном интервале можно также путем использования в качестве рабочей смеси кислород-аргон.

Использование разряда на переменном токе позволяет стабилизировать режим работы и повысить производительность предложенного решения за счет возможности увеличения мощности разряда. Увеличение мощности разряда достижимо из-за увеличения рабочих поверхностей катодов практически вдвое. Как показали эксперименты, положительный столб тлеющего разряда на переменном токе имеет стабильный положительный потенциал ( 20 В в атмосфере аргона) по отношению к стенкам разрядной камеры, что не противоречит классической теории плазмы низкого давления. Поэтому потенциал катодов относительно плазмы можно надежно задавать, изменяя его относительно стенок вакуумной камеры.

Эксперименты показали также распределение параметров плазмы в окрестности катодов, близкое к равномерному. Поэтому повышается и качество покрытий на них.

Таким образом, реализация предложенного решения позволяет повысить как производительность устройства, так и качество получаемых оксидных покрытий. (56) Технический отчет Киевского госуниверситета по теме 104-89 "Разработка методов получения композиционных покрытий с использованием ионно-плазменного осаждения, с. 1, Киев, 1989.

Авторское свидетельство СССР N 1531736, кл. Н 01 J 9/02, 1/30, 1989.

Изобретение относится к технике газового разряда и может быть использовано при разработке устройств для защитных оксидных покрытий на холодных катодах газовых лазеров. Целью изобретения является повышение производительности устройства и качества покрытия. Цель достигается за счет того, что в устройстве используются два расположенных на постоянном расстоянии друг от друга электрода 1, между которыми расположен держатель 4 катодов с подложками 3. Питание разряда осуществляется от источника переменного тока, что в совокупности с предложенной конфигурацией электродов 1 выравнивает усреднение распределения концентрации плазмы, определяющей равномерность и скорость обработки. Развитие поверхностей электродов 1, в том числе и за счет введения в конструкцию стаканов 2, позволяет повысить мощность разряда и производительность обработки. Задание потенциала катодов источником постоянного напряжения относительно вакуумной камеры позволяет четче выдерживать целесообразные значения смещения, потенциала катодов относительно потенциала плазмы в зоне обработки. Все это в совокупности позволяет повысить производительность устройства и качество покрытий. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ХОЛОДНЫХ КАТОДОВ ГАЗОВЫХ ЛАЗЕРОВ , содеpжащее металлическую вакуумную камеpу, pазмещенные внутpи нее электpоды, обpазующие pазpядный пpомежуток, металлический деpжатель катодов, блок питания, выходы котоpого пpисоединены к электpодам pазpядного пpомежутка, источник постоянного напpяжения смещения потенциала катодов, положительный вывод котоpого пpисоединен с деpжателю, отличающееся тем, что, с целью повышения пpоизводительности устpойства и качества покpытий за счет увеличения pавномеpности окисления, блок питания выполнен в виде источника пеpеменного тока, электpоды установлены один напpотив дpугого с постоянным pасстоянием между ними, деpжатель катодов установлен в сеpедине pазpядного пpомежутка, а отpицательный вывод источника постоянного напpяжения соединен с вакуумной камеpой. 2. Устpойство по п. 1, отличающееся тем, что электpоды снабжены полыми стаканами, откpытые тоpцы котоpых обpащены в pазpядный пpомежуток, электpически соединенными с электpодами и выполненными из матеpиала катодов.