5 / 13
Д.В. Духопельников, Е.В. Воробьев, С.Г. Ивахненко
28
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 3
В качестве параметра, определяющего фокусировку ионного пучка при вы-
полнении условия (8), можно использовать интеграл составляющей индукции
магнитного поля, перпендикулярной образующей
x
. Тогда для фокусировки
ионного пучка в точке
x
=
f
, лежащей на оси симметрии ускорителя (см. рис. 1),
кроме придания ускорительному каналу конической формы, необходимо вы-
полнить условие
0,
A
≈
0
0
( , )
( )
0.
f
z
x
A x f
B x dx
= −
=
При значительном отклонении параметра
A
от нуля ионный пучок приобре-
тает форму однополостного гиперболоида вращения, причем диаметр «пере-
тяжки» (минимальный диаметр пучка) тем выше, чем больше значение этого
отклонения. Таким образом, изменяя значение параметра
A
, можно управлять
формой ионного пучка, получая различные профили ионного тока в точке фо-
кусировки.
Описание эксперимента.
В настоящей работе использован ускоритель с
анодным слоем с фокусировкой ионного пучка (рис. 2) со средним диаметром
ускорительного канала 200 мм и коническими стенками, обеспечивающий «гео-
метрическую» фокусировку на расстоянии 360 мм от среза. Магнитное поле пе-
ременной направленности создается с помощью магнитной системы, которая
состоит из основной (полюсов
6
и
7
и магнита
3
) и компенсирующей (полюса
5
и магнита
4
) магнитных систем. Магнитное поле в основной и компенсирующей
магнитных системах регулировалось изменением числа установленных посто-
янных магнитов.
Рис. 2.
Схема ускорителя с анодным слоем с фокусировкой ионного пучка:
1
— анод;
2
— ускорительный канал;
3
,
4
— магниты;
5
— полюс компенсирующей магнитной
системы;
6
,
7
— полюса основной магнитной системы
Ионный источник работал при напряжении
U
p
= 3 кВ и токе
I
p
= 150 мА.
В качестве плазмообразующего газа применялся аргон. Остаточное давление в
вакуумной камере составляло
P
ост
= 1·10
–3
Па.
Для измерения распределения плотности ионного тока по радиусу пучка
ускорителя применялся многоэлектродный датчик (рис. 3), состоящий из 27
ионных зондов Фарадея, установленных с шагом 7 мм. Зонды были присоеди-
нены к опорному электроду (заземленному катоду ионного источника) через