Устройство для изучения ионатомной перезарядки

Авторы патента:

H01J3/40 - ловушки для удаления или отклонения нежелательных частиц, например отрицательных ионов, краевых электронов; избирательные устройства по скорости или массе

Союз Советских

Социалистических

" Респубпнн (ti> 698070

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свил-ву (22) Заявлено 27.03.78 (21) 2595882/18-25 с присоединением заявки М (23) П риоритет (5! )М. Кл.

Н 01 J 3/40

Гасударственный кситпет

СССР нс делам нэобретеннй и еткрытнй

Опубликовано 15.11.79. Бюллетень ле 42

Дата опубликования описания 15.11.79 (53) УДК 621.384. .663 (088.8) (72) Автор изобретения

Е. Д. Донец (71) Заявитель

Объединенный институт ядерных исследований (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ИОН-АТОМНОЙ

ПЕРЕЗАРЯДКИ

Изобретение относится к атомной физике и может быть применено для изучения процессов перезарядки многозарядных ионов на газовой мишени..

Известно устройство для изучения ион-атомной перезарядки, содержащее ионный источник, электромагнитный анализатор, перезарядную камеру, квадрупольную линзу, второй электромагнитный анализатор и детектор ионов. В результате последовательного прохождения ионного пучка через два анализатора и перезарядную камеру исследуется изменение зарядового состояния ионов в перезарядной камере (1).

Наиболее близко предлагаемому устройство для изучения ион-атомной перезарядки, содержа-, щее электроннолучевой ионный источник, персзарядную камеру и анализатор зарядностей ионов. Ионный источник, работающий в непрерывном режиме, производит пучок многозарядных ионов, который анализируется электромагнитным анализатором зарядностей так, что выделяется пучок ионов одной заряцности. Этот пучок направляется в перезарядную камеру с некоторым давлением рабочего газа. В камере часть ионов изменяет свое зарядовое состояние, что устанавливается с помощью электромагнитного анализатора, расположенного после перезарядной камеры 12) .

Недостатком указанного устройства является отностельно большое время одного измерения (порядка нескольких секунд), которое определяется скоростью изменения магнитного поля анализатора для вывода на коллектор ионов всех получившихся в результате перезарядки зарядностей. Этот недостаток не позволяет исследовать сечения перезарядки высокозарядных ионов, так как они могут быть получены в электроннолучевом ионном источнике лишь при импульсной его работе, когда ионный сигнал на выходе длится всего несколько десятков микросекунд при относительно низкой частоте повторения (- 1 Гц).

Нель изобретения - расширение диапазона эарядностей исследуемых ионов и сокращение времени измерений.

Указанная цель достигается тем, что анализатор зарядностей ионов выполнен по схеме измерения времени пролета и содержит две

69807

ИНИИПИ Заказ 6568(29 Тираж 923 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужтород, ул. Проектная, 4 электрически изолированные пролетные трубы, установленные до и после перезарядной камеры, причем в начале первой трубы, у выхода из источника, и в конце ее, перед перезарядкой камерой, установлены модуляторы ионного пучка

5 например конденсаторного типа, подключенные к регулитору временного интервала между срабатыванием модуляторов, и в устройство введен блок синхронизации запуска ионного источника и первого из.модуляторов. I0

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства для изучения ион-атомной перезарядки.

Устройство состоит из электроннолучевого ионного источника 1, пролетных труб 2 и 3, 15 изоляторов 4, перезарядной камеры 5, модуляторов ионного пучка 6 и 7, устройства синхронизации 8 и схемы задержки 9.

Устройство работает следующим образом.

Импульс ионного тока смеси ионов различ- 20 ных зарядностей из ионного источника 1 поступает в первую пролетную трубу 2, Синхронно с максимумом ионного тока срабатывает первый модулятор 6, который вырезает из ионного импульса пакет ионов, Этот пакет при движении в пролетной трубе разделяется на ряд пакетов, соответствующих различным зарядностям. В тот момент, когда пакет ионов исследуемой зарядности подлетает ко второму модулятору 7, с помощью схемы задержки 9 вызывается срабаты- ЗО вание этого модулятора. При этом лишь пакет ионов исследуемой зарядности проходит в лерезарядную камеру. В камере часть ионов изменяет свою зарядность на большую или меньшую.

Однако все они движутся с одинаковыми скоростями и их разделение по времени пролета невозможно в эквипотенциальном пространстве.

Чтобы произвести разделение ионного.пакета на пакеты с различными зарядностями, при движении в пролетной трубе 3 на нее подается потен- 40 циал, отличный от потенциала перез;., ядности камеры. При этом, если разность потенциалов камеры и трубы 3 будет тормозящей для ионов, 0 4 в конец пролетной трубы первым придет пакет ионов низшей эарядности, если ускоряющей, то первым прицет пакет ионов наивысшей зарядносги.

Таким образом, процесс одного измерения эффекта перезарядки осуществляется в течение нескольких микросекунд, что дает возможность выполнить измерение в течение длительности одного ионного импульса электроннолучевого ионного источника, работающего в импульсном режиме. При таком режиме его работы получаются существенно более высокоэарядные ионы вплоть до ядер аргона (Ar ), ионы Хе и др.

В результате существенно расширяется диапазон зарядностей исследуемых ионов и сокращается время измерений.

Формула изобретения

Устройство для изучения ион-атомной перезарядки, содержащее электроннолучевой ионный источник, перезарядную камеру и анализатор зарядностей ионов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона заряд ностей исследуемых ионов и сокращения време- ни измерений, анализатор зарядностей ионов выполнен по схеме измерения времени пролета и содержит две электрически изолированные пролетные трубы, установленные до и после перезарядной камеры, причем в начале первой трубы, у выхода из источника, и в конце ее, перед перезарядной камерой, установлены модуляторы ионного пучка (например конденсаторного типа), подключенные к регулятору временного интервала между срабатыванием модуляторов, и в устройство введен блок синхронизации запуска ионного источника и первого из модуляторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. V. International Conference on the

Physics of Electronic and Atomic Collisions.

1 eningrad "Nanka", 1967, р. 416.

2. Т. Phys В. Atom Molec. Phys., Vol. 8, И 2, 1975, р, 230 (прототип).

Устройство для изучения ионатомной перезарядки

Устройство для электрического торможения пучка заряженных частиц // 376027

Патент 286090 // 286090

Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц (его варианты) // 2107968

Изобретение относится к плазменным технологиям нанесения пленочных покрытий и предназначено для очистки плазменного потока дуговых испарителей от микрокапельной фракции

Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц // 2108636

Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц // 2364003

Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц (его варианты) // 2097868

Вакуумно-дуговой генератор с жалюзийной системой фильтрации плазмы от микрочастиц // 2516502

Изобретение относится к плазменным технологиям нанесения пленочных покрытий и предназначено для очистки плазменного потока дуговых ускорителей от микрокапельной фракции. Вакуумно-дуговой генератор с жалюзийной системой фильтрации плазмы от микрочастиц содержит охлаждаемый катод 1 в виде усеченного конуса, поджигающий электрод 3, установленный на конической поверхности катода 1, цилиндрический охлаждаемый анод 4, установленный коаксиально с катодом 1, источник питания 5 вакуумной дуги, включенный между катодом 1 и анодом 4, источник питания 6 поджигающего электрода 3, подключенный отрицательным выходом к катоду 1, осесимметричную жалюзийную систему вставленных друг в друга конических электродов 7, электрически соединенных между собой последовательно и встречно и подключенных к источнику тока 9 и к положительному выводу источника напряжения 8, вторым выводом подключенного к аноду дугового испарителя, над анодом, до жалюзийной системы и после нее установлена, по меньшей мере, одна электромагнитная катушка 10, 11, 12 и перед жалюзийной системой электродов, соосно с ней, установлен дополнительный охлаждаемый анод 13. В центре катода 1 выполнено отверстие в виде встречного, по отношению к внешней поверхности катода, усеченного конуса, а электроды 7 жалюзийной системы выполнены в форме конической многовитковой винтовой линии. В центральной части катода, в плоскости малого диаметра усеченного конуса, установлен диск 2 из тугоплавкого материала. Жалюзийная система выполнена двухэлектродной. Электроды 7 жалюзийной системы и дополнительный анод 13 выполнены так, чтобы не было прямой видимости рабочей поверхности катода, включая его конические поверхности, из любой точки пространства, расположенного за жалюзийной системой. Электроды 7 выполнены с зазорами между соседними витками конической винтовой линии и разной длины. Технический результат - увеличение эффективности прохождения плазмы через жалюзийную систему электродов и ионного тока на выходе. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для очистки плазменного потока дуговых испарителей от микрокапельной фракции // 2585243

Изобретение относится к плазменным технологиям нанесения пленочных покрытий и может быть использовано в электронной, инструментальной, оптической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Устройство содержит жалюзийную систему, выполненную в виде набора электродов, перекрывающих апертуру испарителя. Электроды электрически соединены между собой последовательно и встречно и подключены к источнику тока и к положительному выводу источника напряжения, вторым выводом подключенного к аноду дугового испарителя. Каждый электрод выполнен из двух прилегающих друг к другу элементов, которые подключены к источнику тока таким образом, чтобы по ним протекал ток в противоположных направлениях. Технический результат - повышение производительности за счет увеличения общего потока плазмы на выходе плазменного фильтра. 2 ил.