Ионный источник КауфманаСтраница 2
Ионные источники, предназначенные для различных типов рабочих веществ (газообразных, твердых, тугоплавких, химически активных, токсичных), также имеют свои специфические особенности, отраженные в конструкции отдельных узлов. Различными могут быть и требования, предъявляемые к вакуумной системе источника. Например, в электронно-лучевом источнике со сверхпроводящей магнитной системой 10-10 Па, в основной ступени ЭЦР – источника требуется вакуум 10-4 - 10-5 Па. Тогда как давление в разрядной камере плазмотрона 1 Па /2/.
Наконец, область применения и условия эксплуатации ионного источника накладывают определенные ограничения на конструкцию и параметры источника. Многообразие требований, предъявляемых к ионным пучкам в различных применениях, не позволили до настоящего времени создать универсальный ионный источник. Можно указать, с одной стороны, на чрезвычайно широкий диапазон параметров ионных источников технологического назначения, а с другой стороны, отметить специфические условия эксплуатации источников в ускорителях заряженных частиц. Разработка и совершенствование конструкции плазменного ионного источника направлены на решение следующих задач: возбуждение разряда и обеспечение заданной концентрации заряженных частиц в газоразрядной камере, извлечение(экстракция)ионов из плазменного эмиттера, формирование ионного пучка с требуемыми энергетическими и оптическими характеристиками.
Выбор конкретного тина ионного источника для использования в технологической или экспериментальной установке осуществляют на основе сравнения их основных технических характеристик. Такой выбор обычно обусловлен требованиями к ионному потоку и непосредственно к самому источнику.
Ионный поток можно охарактеризовать следующими основными параметрами:
1) общим током кучка, максимальное значение которого определяется «яркостью» источника; обычно яркость ионных источников значительно меньше, чем электронных, и не превышает 100 А/(ср м2);
2) однородностью ионного потока, определяемой составом пучка по массе и зарядности ионов; состав оценивается или в процентах, или значением тока для каждого типа ионов;
3) распределением ионов по энергиям (моноэнергетичностью) относительно среднего значения; это распределение зависит от типа источника и режима его работы;
4) стабильностью тока, позволяющей использовать ионный поток для технологических целей; количественно нестабильность оценивают степенью модуляции.
5) расходимостью пучка, определяемой системой формирования ионного потока и направленный пучок и зависящей от режима работы источника /1/.