Источник молекулярного пучка

Авторы патента:

H05H3/02 - генерирование пучков молекул или атомов, например генерирование резонансного пучка (газовые мазеры H01S 1/06)

Изобретение относится к технике физического эксперимента, в частности к источникам молекулярных пучков. Цель изобретения - увеличение плотности молекул газа в области фокусировки за коллиматором при неизменном расходе газа через источник молекулярного пучка. Источник молекулярного пучка содержит сферический коллиматор 1 с входной плоскостью 2, который состоит из пучка параллельных друг другу к оси набегающего потока газа тонкостенных капилляров 3. Коллиметр 1 имеет сферическое выходное сечение 4 и вакуумно плотно закреплен в перегородке 5, разделяющей камеру коллиматора и рабочую камеру, с помощью обоймы 6. 1 ил.

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ts»s H 05 Н 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 ка нера лол ъьчаах аа

Олиачла (21) 4394881/24-21 (22) 01.02.88 (46) 23.09.90. Бюл. ¹ 35 (71) Уральский политехнический институт им. С.M.Êèðîâà (72) С.Н.Сыромятников, Б.Т.Породнов, В.А.Поддубный и С.T.Áàðàøêèí (53) 621.384 (088,8) (56) Camparque R. High intensity supersonic

molemlar beam apparatus. вЂ” In. Rarefleld Gas

Dinamics, 4 вЂ” th intern. Sump., N 4 вЂ” L. Acad.

Press, 1966, v.2,р. 279-298.

Aubert D., Baldy А., Chautral Н.

Production de Jets moliculaires de haute

deusite et excitation du spectre dÃ emissidй.вЂ”

Entropie, 1971, № 42, р. 60-64.

Леонас В,6,Современное состояние и некоторые новые результаты метода молекулярного пучка, вЂ” УФН. 1964, N 2, с.287323.

Aubert D., Baldy А, Chautral Н, Proclcle

de fabrication de collimateurs muiti canaux

focailsauts. вЂ” Entropic, 1971, ¹ 42, р. 64 и 65.

Животов С.А., Неудачин И.Г, и др, Свободномолекулярное течение газа через канал с косыми срезами. Свердловск, 1982, 21 с. вЂ” Рукопись представлена Урал. политехн. ин-т. Деп, в ВИНИТИ, N 4763 вЂ” 82.

Барашкин С.Т. Экспериментальное исследование истечения газов в вакуум. Дис. канд. физ.-мат.наук, Свердловск, 1977, с.72.

Кошмаров Ю.А., Рыжов l0.À„Ñâèðèщевский С.Б, Экспериментальные методы в механике разреженного газа. М., 1981, 200 с.

Ямамото, Зонд давления в свободномолекулярном потоке. вЂ” PT и К, 1978, № 11, с. 76-80.

„„, Ы„„159471 0 А1 (54) ИСТОЧНИК МОЛЕКУЛЯРНОГО ПУЧКА (57) Изобретение относится к технике физического эксперимента, в частности к источникам молекулярных пуч лов. Цель изобретения вЂ” увеличение плотности молекул газа в области фокусировки за коллиматором при неизменном расходе газа через источник молекулярного пучка. Источник молекулярного пучка содержит .сферический коллиматор 1 с входной плоскостью 2, который состоит из пучка параллельных друг другу и оси набегающего потока газа тонкостенных капилляров 3, Коллиматор 1 имеет сферическое выходное сечение 4 и вакуумно-плотно закреплен в перегородке .5, разделяющей камеру коллиматора и рабочую камеру, с помощью обоймы 6. 1 ил, 1594710

Изобретение относится к технике физического эксперимента, в частности к источникам молекулярных пучков, где в качестве рабочей среды используются нейтральные молекулы разреженного газа.

Цель изобретения вЂ” увеличение плотности молекул газа в области фокусировки за коллиматором при неизменном общем расходе газа через источник молекулярного пучка, На чертеже показан предлагаемый источник.

Источник молекулярного пучка содержит сферический коллиматор 1 с входной плоскостью 2, который состоит из пучка параллельных друг другу и оси набегающего потока тонкостенных цилиндрических капилляров 3, полученного их спеканием с последующим вытягиванием. Коллиматор 1 имеет сферическое выходное сечение 4, ва. куумно-плотно закреплен в перегородке 5, разделяющей камеру коллиматора и рабочую камеру, с помощью обоймы 6.

Однородный прямолинейный поток разреженного газа направляют на коллиматор 1 (показано стрелками) с выходной плоскостью 2, Линии тока потока почти параллельны друг другу, центральной оси потока и, следовательно, составляют нулевой . угол атаки с продольными осями капилляров 3. Выходная плоскость капилляра 3 имеет косой срез, так как выходное сечение 4 коллиматора 1 сферическое. Поэтому, пройдя через капилляр 3, элементарный молекулярный пучок отклоняется на некоторый угол д, заключенный между углами д1 и дг, определяемыми, s свою очередь, условиями течения газа в капилляре 3 (например, режимом течения газа) и его геометрией, В итоге суммарный молекулярнь1й пучок в соответствии с выбранным радиусом кривизны сферического сечения 4 фокусируется в заданной области (область фокусировки схематично показана пунктиром). Для вакуумно-плотного закрепления пучка капилляров в перегородке 5 служит обойма 6, Необходимая степень разрежения в камере коллиматора и рабочей камере поддерживается вакуумной системой откачки (показано стрел ками).

При наличии нулевого угла атаки а на входе в коллиматор для всех его капилляров увеличивается плотность молекул в зоне фокусировки при неизменном расходе газа через источник. Для качественной оценки влияния ориентации капилляра коллиматора по отношеник> к линиям тока набегающего потока на величину плотности в зоне фокусировки в случае свободномолекуляр5

55 ного режима течения газа в капилляре коллиматора можно использовать выражение, полученное из формулы, устанавливающей связь давления в резервуаре Р1 свободномолекулярного зонда, расположенного под углом атаки Q к набегающему потоку, со статическим давлением этого потока, где зонд представляет собой цилиндрический канал с относительной длиной I= I /d ( длина канала, d вЂ” внутренний диаметр канала) с резервуаром на одном из его концов.

Р1 n> S, l,a

Рг nz ф(Б,1,а=О) где

gIS,I,>-йЛ вЂ” I a; S="Х М„

mr(O,I) = г где Рг, nz вЂ” давление и плоскость газа в резервуаре при а = 0; п1 вЂ” плотность газа в резервуаре при а О;

W(S,I, а),W(O,I) вЂ” коэффициенты Клаузинга соответственно для молекул газа, поступающих в резервуар через канал, и молекул газа, уходящих из,зонда;

S - скоростное отношение; у вЂ” показатель адиабаты;

Mco вЂ” число Маха в невозмущенном потоке.

При рассмотрении системы, связанной с молекулярным пучком, значение коэффициента Клаузинга в знаменателе фбудет иным, чем W(G,I), поскольку S =О. Однако для качественной оценки достаточно пренебречь влиянием угла а íà S за выходной плоскостью канала, где само S учитывается в функции распределения молекул по скоростям в молекулярном пучке и, следовательно, в коэффициенте Клаузинга, находящемся в знаменателе ф, Таким образом, коэффициенты Клаузинга, находящиеся в знаменателе, указанном в выражении взаимно уничтожаются и поэтому при оценке можно пользоваться значениями ф, полученными для зондов свободномолекулярного давления. Для длинного капилляра, например, выигрыш в плотности при S = 5, a = 30 сос-тавляет n>/nz = 63/18 = 3,5.

По сравнению с известным предлагаемый источник молекулярного пучка позволяет при неизменном расходе газа увеличить плотность в зоне фокусировки не менее чем в 3 раза, за счет увеличения коэффициента прозрачности коллиматора также увеличивается плотность молекул газа в зоне фокусировки. Если в известном источнике коэффициент прозрачности составляет не более 0,65, то в предлагаемом 0,95 и плотность молекул в зоне фокусировки толь1594710

Составитель А.Енбаев

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор А.Козориз

Корректор Л.Патай Заказ 2839 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ко при учете фактора прозрачности увеличивается в 1,5 раза. Снижаются также требования к быстроте действия вакуумной системы откачки источника молекулярного пучка. Например, при создании плотности в зоне фокусировки 10 вЂ” 10 м и сохранении давления в рабочей камере 5 .10 Па достаточна быстрота действия откачки

0,7 м /с (1,2 м /с в известном источнике).

Формула изобретения

Источник молекулярного пучка, содержащий коллиматор со сферической выходной плоскостью, вакуумно-плотно

5 закрепленный в перегородке, разделяющей камеру коллиматора и рабочую камеру, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения плотности молекул газа в области фокусировки за колл иматором и ри

10 неизменном общем, расходе газа через источник молекулярного пучка, капилляры в коллиматоре расположены параллельно друг другу и оси набегающего потока, при этом каждый капилляр имеет в выходном

15 сечении косой срез, выполненный так, что нормали к плоскости среза каждого из капилляров сходятся в точке фокуса,

Похожие патенты:

Источник атомарного азота // 864604

Источник ионов с периферийным магнитным полем // 2114482

Источник многокомпонентных атомарных потоков // 2119730

Изобретение относится к электрофизике, в частности к системам, служащим для получения потоков частиц, используемых, например, для вакуумного нанесения тонких пленок

Генератор атомарного водорода // 2088056

Изобретение относится к технологии микроэлектроники, а именно к устройствам для получения химически активных частиц, а еще точнее, к генераторам атомарного водорода

Устройство для облучения изделий потоком атомов водорода с тепловыми скоростями // 2479167

Изобретение относится к области генерации потоков атомов водорода с тепловыми скоростями для возможности облучения изделий равномерным по плотности потоком с целью исследования параметров, закономерностей и механизмов взаимодействия атомов водорода с материалами, а также для решения прикладных задач, в частности, определения скорости и характера наводороживания материалов при облучении потоком атомов водорода с тепловыми скоростями

Зеемановский замедлитель атомного пучка // 2490836

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в атомно-лучевых стандартах частоты на пучках атомов рубидия или цезия

Зеемановский замедлитель атомного пучка // 2596817

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в атомно-лучевых стандартах частоты на пучках атомов рубидия или цезия. Зеемановский замедлитель атомного пучка содержит источник атомного пучка, соленоид, предназначенный для формирования неоднородного магнитного поля, воздействующего на проходящий через него атомный пучок, а также оптически связанные источник встречного оптического излучения и акустооптический модулятор, предназначенные для формирования прямого и смещенных лучей, воздействующих на проходящий через соленоид атомный пучок. В устройство введен оптический сепаратор атомного пучка, предназначенный для отклонения низкоскоростной части атомного пучка, созданного источником атомного пучка, и формирования из нее дополнительного проходящего через соленоид отклоненного коллимированного атомного пучка. Оптический сепаратор атомного пучка содержит источник отклоняющего оптического излучения, предназначенный для отклонения низкоскоростной части атомного пучка, созданного источником атомного пучка, а также два источника поперечного оптического излучения, предназначенных для коллимирования этой отклоненной части атомного пучка. Технический результат - снижение энергопотребления и габаритов устройства. Результат достигается за счет пространственного разделения исходного атомного пучка на высокоскоростную и низкоскоростную части с помощью оптической сепарации атомов и последующим приложением встречного оптического воздействия к выделенной низкоскоростной части. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Инжектор пучка нейтральных частиц на основе отрицательных ионов // 2619923

Изобретение относится к области формирования пучка нейтральных частиц, используемых при исследованиях, в области термоядерного синтеза, обработки материалов. Инжектор пучка нейтральных частиц на основе отрицательных ионов, содержащий источник ионов, ускоритель и нейтрализатор для того, чтобы формировать пучок нейтральных частиц приблизительно в 5 МВт с энергией приблизительно в 0,50-1,0 МэВ. Ионы, сформированные посредством источника ионов, предварительно ускоряются перед инжекцией в ускоритель высокой энергии посредством электростатического предускорителя на основе многоапертурной сетки, который используется для того, чтобы вытягивать пучки ионов из плазмы и ускорять до некоторой доли требуемой энергии пучка. Пучок из источника ионов проходит через пару отклоняющих магнитов, которые предоставляют возможность пучку смещаться по оси перед поступлением в ускоритель высокой энергии. После ускорения до полной энергии пучок поступает в нейтрализатор, в котором он частично преобразуется в пучок нейтральных частиц. Оставшиеся виды ионов разделяются посредством магнита и направляются в преобразователи электростатической энергии. Пучок нейтральных частиц проходит через запорный клапан и поступает в плазменную камеру. Технический результат - повышение производительности формирования пучка нейтральных частиц. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 18 ил., 1 табл.