Источник отрицательных ионов Советский патент 1975 года по МПК H01J37/08 

Изобретение относится к разрядным приборам с устройствами для ввода объектов или материалов, подлежащих воздействию раз)яда, точнее, к источникам ионов, именно, к источникам отрицательны ионов.

Изгзестпы источники ионов, содержащие термоэмиссионный катод, промежуточный электрод, анод с осевым отверстием, устройство, создающее магнитное поле, преиму1лественно неоднородное, в простран,стве между катодом и анодом, и ионноонтическую систему формирования ионного пучка. Такие источники, которые называются дуоплазматронами, характе-

ризуются относительной простотой изготовления, высокой надежностью и довольно болымими величинами получаемых в них ионных токов.

Однако получение из таких источников потока отрицательных ионов связано с существенным недостатком, заключающимся в высокой электронной нагрузке пучка, выводимогО из нриосевой области плотной плазмы. Этот недостаток в известных

источниках, устраняют, acnoJiboysi для вывда ионоБ OToepCTLfG в аноде, зачастую сложной (}зормы, смещенное относительно оси устройства. В таких источнлках неудобно использование неаксиальных пучков, Kpotvie того, они обладакзт ограниченны,1И величинами токов отрицательных, ионов, так как заметное увеличение от- верстая отбора ионов в связи с захватом приосевой области ведет к резкому увеличению злектроваой нагрузки.

Цель предлшаемого изобретения - увеличение плотности I величины тока отрицательных, ионои нри низкой нлотности электронов (электронной ншрузке) в пучке, а также устранение эксцентричности известных источников отрицательных ионов. .

Для этого промежуточный электрод выполнен с кольцевым отверстие.м, ограничивающим разряд, нри сохранении аксиально1о отверстия в аноде источника. тором с зазором установлена коническая втулка. На чертеже изображен предлагаемый ионный источник, содержащий оксидный катод 1, промежуточный электрод 2, нагфимер стальной, прижимную гайку 3, фигурную вставку 4, пробку 5, танталовую анодную вставку 6, анод 7, вытягивающий электрод 8. Фигурная вставка 4 предстаБ,г1йет собой усеченное коническое тело с диаметрами у оснований 2 и 1,5 мм. Вставка у основания диаметром 2 мм имеет две диаметрал но расположенные плоские секторные , с помощью которых она устанавливает- ся в промежуточном электроде. Образованный между вставкой и телом электрода кольцевой зазор позволяет возбуждать в источнике полый разряд. При такой конфигурации промежуточного электрода Отпечаток дуги на анодном фланце представляет собой два сектороподобных овала. Отбор ионов производится через центральное отверстие вставки 6 из области периферий- iioti плазмы кольцевого разряда. Кольцевой разряд стабилизируется магнитным полем дуоплазматрона, возбуждаемым в межэлектродном зазоре. При изменении величины поля происходит изменение iri.nstyca и ширины дутового кольца, так что при заданном отверстии отбора максимум выхода ионов достигается подбором оптимального поля, которое регулируется током катушки источника. Максимум выхода отрицательных ионов в источнике совпадает с минимумом элекронной нагрузки. Экспериментальньш источник, изготовленный в соответствии с предлагаемым изобретением, с отверстием отбора 0,9 мм производил ток отрицательных ионов водорода 200 мка, что соответствует плотности тока ЗОО мка/мм при токе дуги 2,5 а и токе нагрузки 2 ма. Предмет изобретения Источник отрицательных ионов, содержащий термоэмиссионный катод, промезкуточный электрод, анод с осевым отверстием, устройство, создающее магнитное поле в пространстве между катодом и анодом, и ионно-оптическую систему, отличающийся тем, что, с целью увеличения плотности и величины тока отрицательных ионов при низкой плотности электронов, промежуточный электрод выполнен с отверстием , в котором с зазором установлена коническая втулка, ограничивающая разряд.