электронно-ионный источник

Формула изобретения

Электронно-ионный источник с продольным извлечением частиц из отражательного разряда с холодными катодами, содержащий эмиттерный катод с эмиссионным отверстием и расположенный против него второй катод, анод, систему вытягивания и систему электропитания, отличающийся тем, что он снабжен двумя керамическими элементами с отверстиями, при этом один из элементов установлен в устье полого катода, а другой - в эмиттерном катоде в области эмиссионного отверстия, оба элемента установлены соосно с остальными электродами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения электронных и ионных пучков и может быть использовано в ускорительной технике.

Известен электронно-ионный источник с продольным извлечением частиц из отражательного разряда с холодными катодами, содержащий эмиттерный катод 1 с эмиссионным отверстием и расположенный против него второй катод 2, анод 3, систему вытягивания 4 и систему электропитания (А.С. СССР 456322, кл. Н 01 J 3/04, Н 01 J 3/02, 1973) (фиг.1).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного источника, относится то, что в известном источнике происходит изменение апертуры эмиттерного катода и апертуры устья полого катода в результате его распыления ускоренными ионами, и, как следствие, нежелательное изменение эмиссионных характеристик электронного источника и геометрических характеристик пучка в процессе работы источника.

Задачей изобретения является повышение ресурса работы источника при сохранении постоянства эмиссионных характеристик электронно-ионного источника и геометрических характеристик пучка.

Технический результат при осуществлении заявляемого изобретения достигается за счет уменьшения скорости распыления устья полого катода и эмиттерного катода в области эмиссионного отверстия.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается таким образом: как и известный источник, заявляемый электронно-ионный источник содержит эмиттерный катод 1 с эмиссионным отверстием и расположенный против него второй катод 2, анод 3, систему вытягивания 4 и систему электропитания. Отличительной особенностью нового источника является то, что он снабжен двумя керамическими элементами с отверстиями, при этом один из элементов 7 установлен в устье полого катода 2, а другой 6 в эмиттерном катоде 1 в области эмиссионного отверстия, оба элемента установлены соосно остальным электродам.

На фиг.2 изображен заявляемый электронно-ионный источник.

Источник содержит холодный эмиттерный катод 1 с закрепленным в нем керамическим кольцом 6, полый катод 2 в устье которого закреплено керамическое кольцо 7, цилиндрический анод 3 и извлекающий электрод 4. Магнитное поле между катодами обеспечивается постоянным магнитом 5.

Источник работает следующим образом.

При подаче напряжения между катодами 1, 2 и анодом 3 зажигается отражательный разряд. С увеличением тока разряда, когда протяженность области катодного падения потенциала становится меньше радиуса апертуры полости в катоде 2, плазма проникает в полость, и зажигается разряд с полым катодом. При проникновении плазмы в полый катод и в область отверстия в эмиттерном катоде, керамические кольца 6 и 7 приобретают плавающий потенциал, который на 30-40 В ниже потенциала плазмы. В этих условиях энергия ионов, попадающих на кольцо, не превышает 30-40 эВ, поэтому интенсивность распыления керамических вставок существенно ниже, чем интенсивность распыления металлических поверхностей. В свою очередь коэффициент ионного распыления керамики существенно ниже, чем у металлов, что благоприятно сказывается на повышении долговечности эмиттерного катода и повышении стабильности его параметров во времени.