Разрядные приборы с устройствами для ввода объектов или материалов, подлежащих воздействию разряда, например с целью их исследования или обработки: ...источники ионов, ионные пушки – H01J 37/08

Изобретение относится к источникам ионов, предназначенным для ускорителей заряженных частиц. Заявленное изобретение характеризуется подачей на ускоряющий электрод ионно-оптической системы, размещенный между выходом пролетного канала и другим ускоряющим электродом, установленным в системе инжекции на выходе ионно-оптической системы, изменяющегося в процессе экстракции ионов электрического напряжения. Величина этого напряжения изменяется пропорционально изменению продольной составляющей импульса давления частиц, которое возникает в лазерной плазме в зоне, перед электродами системы инжекции. Предусмотрена также подача на ускоряющий электрод системы инжекции, установленный на выходе ионно-оптической системы, постоянного электрического напряжения для ускорения ионов. Техническим результатом является уменьшение разброса углового расхождения огибающей ионного пучка во время экстракции ионов, что способствует уменьшению величины эффективного эмиттанса этого пучка на выходе лазерного источника ионов с активной системой инжекции, и увеличение захвата ионов, генерируемых лазерными источниками ионов. 3 ил.

Изобретение относится к генераторам ионов, предназначенным для ускорителей заряженных частиц. Технический результат - повышение зарядового состояния ионов на выходе лазерно-плазменного генератора многозарядных ионов. Сущность изобретения состоит в том, что обеспечивается возврат в лазерную плазму на начальном этапе ее разлета как отраженного излучения лазера и его гармоник, так и широкого спектра оптического излучения (от инфракрасного до рентгеновского диапазона), генерируемого в виде спектра когерентных электромагнитных колебаний самой лазерной плазмой. Область мишени, облучаемая лазером, помещена в точку фокуса отраженного электромагнитного излучения от металлического экрана с полированной внутренней поверхностью сферической формы, имеющего апертуры для транспортировки лазерного излучения на мишень и разлета лазерной плазмы, выполненного из металла с большим массовым числом согласно периодической системе элементов Д.И.Менделеева и установленного в пролетном канале в области мишени. 1 ил.

Изобретение относится к технике получения пучков быстрых нейтральных частиц, в частности пучков нейтральных атомов, радикалов и молекул, и может быть использовано для очистки и полировки поверхностей объектов; для распыления, травления и осаждения тонких пленок различных материалов; для ассистирования процессов нанесения пленок инертными и химически активными частицами.

Источник быстрых нейтральных частиц имеет базовую конструкцию, которая содержит ионный источник с холодным катодом и замкнутым дрейфом электронов, нейтрализатор, выполненный в виде внешних и внутренних коаксиальных поверхностей, образующих в совокупности щелевой канал определенной длины, сопряженный с замкнутой выходной щелью источника, и электроды сепаратора. Электроды сепаратора установлены на нейтрализатор и выполнены в виде поверхностей, образующих в совокупности щелевой канал сепарации определенной длины и ширины, сопряженный с замкнутой выходной щелью нейтрализатора. Техническим результатом является полная нейтрализация выходного потока частиц и увеличение его интенсивности. 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к инжекционной технике, применяемой для создания мощных ионных пучков. Устройство состоит из газоразрядной камеры с анодом и тремя группами катодов, источника трехфазного сетевого напряжения, соединенного с блоком питания накала, состоящего из устройства управления напряжением накала и понижающего трансформатора накала, блока питания разряда с тремя коммутирующими диодами, три группы катодов соединены треугольником и подключены к выходным обмоткам трансформатора накала, отрицательный выход блока питания разряда соединен со средними точками выходных обмоток трансформатора накала через три коммутирующих диода, а положительный - с анодом газоразрядной камеры, блок питания накала дополнительно содержит регулируемый выпрямитель и инвертор, три выхода которого соединены с первичными обмотками трех понижающих трансформаторов накала, а управляющие входы регулируемого выпрямителя и инвертора соединены с выходами устройства управления напряжением накала, силовые входы регулируемого выпрямителя соединены с источником трехфазного сетевого напряжения. Способ работы устройства заключается в том, что в блоке питания накала преобразуют трехфазное сетевое напряжение в постоянное с изменяемой от минимума до максимума величиной напряжения с помощью регулируемого выпрямителя с устройством управления напряжением накала, а текущие значения постоянного напряжения преобразуют в инверторе с устройством управления напряжением накала в три сдвинутых по фазе на 120° переменных напряжения формы меандра, которые подают на первичные обмотки трех понижающих трансформаторов накала. Технический результат - снижение вероятности высоковольтных пробоев в ионно-оптической системе ионного источника, улучшение фокусировки генерируемого ионного пучка при сохранении высокого ресурса работы катодов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике получения пучков быстрых нейтральных частиц, в частности пучков нейтральных атомов, радикалов и молекул, и может быть использовано для распыления, травления и осаждения тонких пленок различных материалов. Источник быстрых нейтральных частиц имеет базовую конструкцию, которая содержит ионный источник с холодным катодом и замкнутым дрейфом электронов и нейтрализатор, выполненный в виде внешних и внутренних коаксиальных поверхностей, образующих в совокупности щелевой канал определенной длины, сопряженный с замкнутой выходной щелью источника. Технический результат - увеличение степени нейтрализации выходного пучка и его интенсивности. 12 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к области вакуумной электроники и может найти применение в технологических процессах, использующих протонные пучки, а также для сканирующей и просвечивающей протонной микроскопии. Устройство включает в себя вакуумную камеру, катод, сетку, анод из палладия, протоновод, аккумулятор протонов и нагреватель, при этом протоновод изготовлен из материала с высокой электропроводностью по ионам водорода и соединяет аккумулятор протонов с анодом, на который подан отрицательный потенциал по отношению к аккумулятору протонов. Аккумулятор протонов, в частности, может быть изготовлен из электролита, в котором присутствуют ионы водорода, или из композитного материала, содержащего соединение, адсорбирующее водород, а протоновод может дополнительно содержать нагреватель. Технический результат заключается в том, что в предложенном устройстве источника протонного пучка формируется пучок протонов с высокой плотностью, при высоком вакууме. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к источникам ионов, применяемых в ускорителях заряженных частиц. Лазерный источник многозарядных ионов состоит из мишени, лазера, пролетного канала, выполненного в виде металлической трубы, центральная продольная ось которого совпадает с первоначальным направлением гидродинамического движения потока лазерной плазмы от мишени, системы отбора ионов. Внутри пролетного канала, между областью мишени облучаемой лазером и точками, в которых лазерная плазма начинает касаться боковых стенок пролетного канала установлен металлический экран, не препятствующий разлету лазерной плазмы, электрически соединенный с источником электрического напряжения. Технический результат - рост зарядового состояния ионов в лазерной плазме, повышение тока в пучке многозарядных ионов на выходе лазерного источника. 1 ил.

Изобретение относится к источникам ионов, предназначенных для ускорителей заряженных частиц. Лазерный источник ионов с мультипольным магнитным полем состоит из мишени, лазера, пролетного канала, выполненного в виде металлической трубы, центральная продольная ось которого совпадает с первоначальным направлением гидродинамического движения плазменного потока от мишени, системы отбора ионов, установленной на центральной продольной оси пролетного канала, магнитов, установленных на пролетном канале таким образом, что они формируют внутри него по всей длине между мишенью и системой отбора ионов мультипольное магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны к продольной оси пролетного канала, а напряженность этого поля, приближаясь к нулю на его центральной продольной оси, возрастает в области стенок пролетного канала. На пролетном канале дополнительно установлены электромагнитные катушки таким образом, что они создают в пролетном канале, между мишенью и системой отбора ионов продольное, аксиально-симметричное магнитное поле. В результате суперпозиции магнитных полей, создаваемых магнитами, установленными на пролетном канале и размещенными на нем же магнитными катушками в пролетном канале, формируется мультипольное магнитное поле сложной конфигурации, обладающее возможностью эффективного удерживания заряженных частиц лазерной плазмы. 2 ил.

Изобретение относится к источникам ионов, предназначенных для ускорителей заряженных частиц. Лазерный источник ионов высокой зарядности состоит из мишени, лазера, пролетного канала, выполненного в виде металлической трубы, центральная продольная ось которого совпадает с первоначальным направлением гидродинамического движения плазменного потока от мишени, на поверхности которого установлены магниты таким образом, что они формируют внутри пролетного канала мультипольное магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны продольной оси пролетного канала, а напряженность этого поля, приближаясь к нулю на его центральной продольной оси, резко нарастает в области стенок пролетного канала и системы отбора ионов, установленной на центральной продольной оси в конце пролетного канала, причем магниты установлены в зоне между началом пролетного канала и точками, в которых лазерная плазма начинает касаться стенок пролетного канала таким образом, что пары магнитов находящиеся на диаметрально противоположных боковых сторонах пролетного канала формируют магнитные поля, силовые линии которых направлены в противоположные стороны, а поперечные размеры мишени меньше поперечных размеров пролетного канала, причем ее область, облучаемая лазером, располагается на центральной продольной оси пролетного канала и удалена от его начала. Технический результат - повышение тока высокозарядных ионов в ионном пучке, генерируемом лазерным источником ионов. 3 ил.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к плазменным источникам, предназначенным для генерации интенсивных ионных пучков. Плазменный источник ионов содержит катодную камеру (1), снабженную патрубком (2) ввода газа. На внешней стенке катодной камеры (1) установлены трубки (10) принудительной системы охлаждения. Полый анод (3) образует анодную камеру (4) источника ионов. В выходном отверстии анодной камеры (4) размещен эмиссионный электрод (11) системы извлечения ионов. Между катодной и анодной камерами установлен дополнительный электрод (5), в котором выполнены отверстия (9). Диаметр d отверстий (9) выбран из условия 0,1 мм<d<1 мм. На поверхности дополнительного электрода (5) выполнены выступы в форме усеченного конуса, в которых образованы отверстия (9). Выступы направлены в сторону катодной камеры (1). Анодная камера (4) снабжена заземленным корпусом (7), с которым электрически соединен дополнительный электрод (5). Магнитная система снабжена источником магнитодвижущей силы, который выполнен в виде электромагнитной катушки (15), установленной коаксиально дополнительному электроду (5). Вектор индукции создаваемого магнитного поля имеет преимущественно осевое направление в катодной и анодной камерах. Величина индукции В магнитного поля в осевом направлении вблизи отверстий (9) выбрана в диапазоне от 2 до 15 мТл. Индукция магнитного поля уменьшается в осевом направлении от дополнительного электрода (5) к эмиссионному электроду (11) и от дополнительного электрода (9) к торцевой стенке катодной камеры (1) до значения не более 0,6 В. Конфигурация магнитного поля, создаваемого в катодной и анодной камерах, выбор величины индукции магнитного поля в отверстиях (9), а также выбор диаметра отверстий (9) в соответствии с указанными условиями позволяют создавать с помощью плазменного источника ионов интенсивные ионные пучки большого диаметра, обладающие высокой однородностью плотности ионного тока по сечению извлекаемого пучка. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к технике создания источников ионов, предназначенных для ускорителей заряженных частиц. Технический результат - увеличение тока пучка ионов на выходе ускорителя. Для достижения данного результата лазер установлен таким образом, что его луч попадает на катод, а между промежуточным электродом и анодом установлен дополнительный электрод, соединенный с источником электропитания. 1 ил.