Электронно-ионный источник Советский патент 1975 года по МПК H01J3/04 H01J3/02 

Источник содержит холодный эмиттерный катод 1, через сквозной осевой канал в котором извлекаются ионы или электроны, холодный катод 2, в котором имеется полость, цилиндрический анод 3 и извлекающий электрод 4. Эмиттерный катод изолирован от катода 2. Эмиссионный канал имеет расширение со стороны извлекающего промежутка. Между катодами приложено напряжение таким образом, что эмиттерный катод имеет положительный потенциал относительно второго катода 2. Магнитное поле между катодами обеспечивается постоянными магнитами 5 и полюсными наконечниками, выполняющими роль катодов. Рабочий газ поступает в разрядную камеру через полость в катоде.

При подаче напряжения между эмиттерным катодом и анодом в системе зажигается низковольтный отражательный разряд, который инициирует эффект полого катода. Из плазмы отражательного разряда при наличии электрического смещения между катодами может быть осуществлено эффективное извлечение как ионов, так и электронов. Положительный результат может быть получен только при смещении между катодами и наличии полости в катоде. Использование в низковольтном отражательном разряде электрического смещения между катодами без применения полого катода приводит к подавлению разряда при практически приемлемых токах разряда вследствие нарушения условий продольных колебаний электронов. При наличии полости роль продольных колебаний электронов в поддержании разряда снижается и смещение не препятствует получению достаточных разрядных токов. В то же время, благодаря смещению, значительная часть эмиттированных полостью электронов не отражается эмиттерным катодом и выходит вдоль оси полости в эмиссионное отверстие. Это обеспечивает возможность эффективного отбора электронов из такого разряда. Повышение эффективности извлечения ионов при использовании катодной полости в сочетании со смещением

между катодами можно объяснить тем, что при наличии смещения разряд между плоскими частями катодов при значительных токах подавляется и ток обеспечивается катодной

полостью, т. е. происходит дополнительное оттягивание разряда коси, а следовательно, и повышение плотности плазмы в области токоотбора. Устойчивость горения асимметрического отражательного разряда при высоких извлекающих напряжениях обеспечивается в предложенном источнике благодаря расширению эмиссионного канала, через который производится извлечение частиц. Как известно, проникновение электрического поля в цилиндрический канал на глубину, превышающую диаметр канала, затруднена. Поэтому, благодаря расширению эмиссионного канала поле извлекающего электрода не проникает в разрядную камеру и не влияет на разряд. Таким

образом, известный конструктивный прием, используемый в некоторых ионных источниках для увеличения эмиссионной поверхности плазмы, в предлагаемом устройстве служит для повышения устойчивости горения отражательного разряда.

Предмет изобретения

1.Электронно-ионный источник с продольным извлечением частиц из отражательного

разряда с холодными катодами, содержащий катод с эмиссионным отверстием и расположенный против него второй катод, анод, систему вытягивания и систему электропитания, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности источника, система электропитания содерлшт дополнительный источник напряжения, катоды изолированы друг от друга и присоединены к выводам указанного источника напряжения, а во втором катоде

имеется полость, через которую в источник подается рабочее вещество.

2.Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью устойчивости рабочего процесса, эмиссионное отверстие имеет уширение

со стороны системы вытягивания.