考夫曼离子源 PPT

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离子束的形成
放电室中产生的离子向所有的边界扩散,并且在等离子 体与栅极附件形成弓形离子鞘,经栅极离子光学系统加 速引出放电室形成离子束。
性能特点
各类离子源的优缺点比较
考夫曼离子源的应用
考夫曼电源
光学镀膜机
12厘米考夫曼离子源快速电子轨迹模拟
基本结构示意图
工作原理
原初电子区
阴极材料由电子发射性能较好的难熔金属W或Ta构成, 发射的原初电子密度由灯丝的温度(即阴极电流)控制。 热阴极在阳极电场作用下发射电子,由于阳极前有磁力 线横过,阴极发射的绝大部分原初电子不能直接打到阳 极,只有沿着磁力线可直达阳极的小部分原初电子和大 量的低能、回旋半径较大的麦氏电子才能被阳极吸收。 原初电子被限制在阴极平面、与阳极直接相交的磁力 线和屏栅围成的边界内,这个区域称为原初电子区。阴 极发射的原初电子可在此进行有效的电离过程,因此等 离子体也基本限制在这个区域内。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
考夫曼离子源局部工作照
早期考夫曼推进器
考夫曼离子源实际图片
考夫曼离子源
目录
基本结构 工作原理 性能特点 应用实例
基本结构
Kaufman 离子源是最早出现、最基本的离子源,原理结 构如图1所示,阴极(Cathode)、阳极(Anode)、栅极 (Grids)、放电室圆筒构成气体放电室(Discharge Chamber),栅极构成离子光学系统。放电室筒外设置磁 铁,通过磁路使磁力线穿过放电室,磁力线从阳极向栅 极方向发散并布满栅极,栅极极靴收集磁力线回到磁铁。
考夫曼离子源一般采用低磁场的轴向发散场及多磁极 场。在发散场中电子沿发散的轴向磁力线作螺旋运动 并来回振荡。在多极磁场中沿着放电室四壁布置了软 铁片制成的磁极靴，将磁钢夹在磁极之间，并使相邻 的磁钢极性相反。于是，在放电室四壁构成了电子磁 障，高速电子受到磁障的反射将不能到达阳极，从而 延长了高速电子的自由程，提高了放电效率。