ВСЕСОЮ Советский патент 1973 года по МПК H01J3/04 

1

Изобретение касается источника отрицательных ионов с прямым отбором ионов из плазмы газового разряда, которые находят широкое применение в электрофизических установках.

Известны источники отрицательных ионов, имеющие катод, магнитопроводящие промежуточный электрод и анод, а также устройство, создающее неоднородное магнитное поле в межэлектродном зазоре. Для получения ионного пучка с низкой электронной нагрузкой в этих устройствах отверстие отбора ионов в аноде смещают относительно оси устройства. В отверстие промежуточного электрода помещают коническую втулку, за счет чего возбуждается полый разряд, а отбор производится через осевое анодное отверстие.

Однако в этих источниках наблюдается малая поверхность соприкосновения области высокой концентрации отрицательных ионов (периферии дуги) с анодом. Это обуславливается магнитной системой дугоплазматрона (геометрией полюсных наконечников, какими являются промежуточный электрод и анод), сжимающей дугу (дуги) в направлении к своей оси. Поэтому эти источники обладают ограниченными токами отрицательных ионов, так как заметное увеличение отверстия отбора ионов приводит к росту электронной нагрузки и снижению ллотности ионного тока в связи с захватом области плотной плазмы.

Цель изобретения - увеличение величины ионного тока из источника и повыщение экономичности источника отрицательных ионов.

Для этого выводной канал промежуточного электрода выполнен в виде двух овальных отверстий, разделенных плоской магнитопроводящей перегородкой, диаметр отверстия в аноде не менее чем в 2,5 раза превышает щирину отверстий в промежуточном электроде.

На чертеже изобрал ен предлагаемый источник отрицательных ионов.

Источник состоит из оксидного катода /, промежуточного электрода 2, анода из магнитной стали 3, танталовой анодной вставки 4, вытягивающего электрода 5.

Отверстия в промежуточном электроде 2 (показанные в сечении промежуточного электрода) имеют размеры 2,2 мм х 4 мм и разделены перегородкой толщиной 0,6 мм. Отверстие в аноде 3 диаметром 6 мм прикрыто танталовой вставкой 4 с центральным отверстием отбора ионов. Электрод 2 и анод 3 образуют магнитную линзу с расходящимися от осевой плоскости силовыми линиями. Дуги, выходящие из каналов промежуточного электрода, следуют силовым линиям магнитного поля, образуя развитую V-образную поверхность над анодом. Ионы отбирают через осевое отверстие вставки 4 подачей положительного потенциала на электрод 5.

Большой раствор дуг существенно увеличивает область соприкосновения периферии дуги (где концентрация отрицательных ионов велика) с анодом источника, т. е. предлагаемый источник позволяет увеличением размера анодной апертуры поднять ток отбираемого ионного пучка в несколько раз при сохранении высокой плотности тока отрицательных ионов.

Предмет изобретения

Источник отрицательных ионов, содержащий катод, магнитопроводящие промежуточный электрод с выводным каналом и анод с

отверстием, в которое помещена анодная вставка из немагнитного материала с эмиссионным отверстием, устройство для создания магнитного поля в межэлектродном пространстве, отличающийся тем, что, с целью увеличения величины ионного тока из источника н повышения его экономичности, выводной канал промежуточного электрода выполнен в виде двух овальных отверстий, разделенных плоской магнитопроводящей перегородкой, причем диаметр отверстия в аноде не менее чем в 2,5 раза превышает ширину отверстий в промежуточном электроде.