3 / 13
Д.В. Духопельников, Е.В. Воробьев, С.Г. Ивахненко
26
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 3
Управление формой ионного пучка.
Появившись вблизи анода в кониче-
ском канале, ион ускоряется под действием электрического поля в плоскости,
касательной к конусу, образующая которого совпадает с осью
x
канала, а вер-
шина лежит в точке
x
=
f
на оси симметрии системы (рис. 1).
Рис. 1.
Траектория движения иона
При движении внутри ускорительного канала на ион со стороны магнитно-
го поля действует сила Лоренца, отклоняющая траекторию иона в направлении,
перпендикулярном образующей конуса. При этом напряженность
E
электриче-
ского поля направлена вдоль образующей
x
, а сила Лоренца — перпендикуляр-
но образующей в направлении
y
по окружности ускорительного канала. Ион
отклоняется от оси
x
в азимутальном направлении
y
на величину
y
, а вектор
скорости иона поворачивается относительно оси
x
на угол
α
. Уравнения движе-
ния иона в плоскости
xOy
будут иметь вид
= +
= −
( )
( );
( ),
x
y z
y
x z
dVm qE x qV B x
dt
dV
m qV B x
dt
(1)
где
m
— масса иона;
q
— заряд иона;
B
z
— составляющая индукции магнитного
поля, перпендикулярная образующей конуса.
Преобразуя левую часть второго уравнения системы (1)
=
=
y
y
y
x
dV dV
dV dx
m m
m V
dt
dx dt
dx
(2)
и сокращая на
V
x
, получаем