Вопрос о необходимой для стабильной работы источника площади анода рассматривался в работах [136, 111, 116]. С уменьшением площади анода уход электронов из плазмы становится более затруднительным и плазменный потенциал снижается. Холмсом [136], Годе и Грином [116] был сделан вывод, что плазменные неустойчивости возникают тогда, когда
Классификация источников положительных ионов 243
потенциал плазмы становится отрицательным по отношению к аноду. Плазма, однако, не является эквипотенциальной средой, ее потенциал снижается в направлении извлечения ионов. В работе [111] было экспериментально установлено, что устойчивое функционирование источника возможно, если плазма имеет от-
|
|
|
Полые катоды (LаBа6) |
|
Трубки водяного охлаждения |
|
Вакуумнрз камера |
|
Магнито провод |
|
Медный охлаждаемый анод |
|
Поперечный зонд |
|
Ряды магнитов (SтСо5 ) |
Рис. 8.39. Поперечное сечение (вдоль большего размера) прямоугольного источника [ПО].
рицательный потенциал вблизи эмиссионной поверхности, но было подтверждено, что если вся плазма обладает отрицательным потенциалом, то получить стабильный разряд невозможно. В источнике из работы [215] (его описание будет дано ниже) удалось получить вполне удовлетворительный разряд при плазменном потенциале вблизи эмиссионной поверхности на 25 В ниже потенциала анода, разрядное напряжение в этом случае составило 90 В.
Другие источники в нашей лаборатории имели прямоугольное поперечное сечение (см., например, работы [60] и [110]). Прямоугольный источник из работы [НО] (рис. 8.39) имел внутренние размеры поперечного сечения 20×52 см, а область однородной плазмы, обеспечиваемая в этой системе вдоль эмиссионой поверхности, составила 10×40 см. Хотя пристеночное магнитное поле в этом источнике было равно 0,25 Т, что меньше, чем в источнике IBIS (0,32 Т), действующая величина
244 Глава 8
площади анодной поверхности оказалась все еще недостаточной, и для стабильной работы источника потребовалось создать дополнительную анодную поверхность. Это было реализовано путем удаления одного кольца магнитов в области вытягивания ионов.
Все описанные выше источники, за исключением источника ионов аргона из работы [60], в котором использовались оксидированные никелевые катоды, имели полые катоды, схожие по своей конструкции с показанным на рис, 7.19, д. В большом прямоугольном источнике из работы [ПО] используются два полых катода, как показано на рис. 8.39. Тридцать продольных рядов магнитов сходятся на торцевой поверхности источника к этим двум катодам, образуя конфигурацию «восходящее солнце».
Лишь незначительное число всех источников, в которых для удержания плазмы используется остроугольное магнитное поле, имеет такое же расположение магнитов на анодной поверхности, как было предложено в работе [110]. Так, в кубическом источнике [77], показанном на рис. 8.40, задняя поверхность камеры, выполняющая роль анода разряда, вообще не имеет магнитной границы. Катод этого источника представляет собой восемь вольфрамовых шпилек (на рисунке видно лишь две шпильки). Расположение магнитов на поверхности камеры точно такое, как показано на рис. 8.29, а.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
