Управление формой пучка технологического ионного источника для высокоточной обработки поверхности

9 / 13

Д.В. Духопельников, Е.В. Воробьев, С.Г. Ивахненко
32 ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 3
направляющим с микрометрическим винтом. Позиционирование датчика Хол-
ла в ускорительном канале выполнялось с точностью 0,2 мм. Изменение маг-
нитного поля при работе ускорителя за счет холловского тока не учитывалось,
так как в работах [16–18] показано, что в ускорителях плазмы с замкнутым
дрейфом электронов холловский ток не оказывает заметного влияния на кон-
фигурацию магнитного поля.
График А(0, х) асимптотически стремится к прямой А = 2,1∙10–4 Тл∙м, кото-
рая пересекает его в точке x = 1,2∙10 –3 м. Таким образом, в этом случае можно
полагать, что зона максимальной ионизации лежит на расстоянии приблизи-
тельно 1,2 мм от анода.
Заключение. Приведенные результаты показывают, что эффект азимутального
отклонения ионов в пучке ускорителя с азимутальным дрейфом электронов можно
использовать для управления формой ионного пучка и профилем распределения
плотности ионного тока по радиусу. Корректируя профиль распределения магнит-
ного поля вдоль оси канала, можно придавать профилю плотности ионного тока на
обрабатываемой поверхности кольцевую форму, а также форму, близкую к распре-
делению Гаусса. Последнее является важным условием для применения ускорите-
лей с анодным слоем в оптической промышленности для прецизионного формооб-
разования. Добившись хорошей фокусировки ионного пучка, по известному рас-
пределению магнитного поля в ускорительном канале, можно оценить положение
зоны максимальной ионизации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Zhurin V.V. Industrial ion sources: Broadbeam gridless ion source technology. Wiley, 2011.
326 p.
2. Ghigo M., Canestrari R., Spiga D., Novi A. Correction of high spatial frequency errors on optical
surfaces by means of ion beam figuring // Proc. SPIE. 6671. Optical Manufacturing and Testing
VII. 2007. Vol. 6671. P. 667114-1–667114-10. DOI: 10.1117/12.734273
URL:
3. Ghigo M., Cornelli S., Canestrari R., et al. Development of a large ion beam figuring facility for
correction of optics up to 1.7 m diameter // Proc. SPIE. 7426. Optical Manufacturing and Testing
VIII. 2009. Vol. 7426. P. 742611-1–742611-8. DOI: 10.1117/12.826433
URL:
4. Arnold T., Pietag F. Ion beam figuring machine for ultra-precision silicon spheres correction //
Precision Engineering. 2015. Vol. 41. P. 119–125. DOI: 10.1016/j.precisioneng.2015.03.009
URL:
5. Морозов А.И. Введение в плазмодинамику. М.: Физматлит, 2008. 616 с.
6. Гришин С.Д., Лесков Л.В. Электрические ракетные двигатели космических аппаратов.
М.: Машиностроение, 1989. 216 с.
7. Архипов А.С., Ким В.П., Сидоренко Е.К. Стационарные двигатели Морозова. М.: Изд-во
МАИ, 2012. 292 с.
8. Hofer R.R. Development and characterization of high-efficiency, high-specific impulse xenon
Hall thrusters. Ph.D. dissertation. Dept. of Aerospace Engineering, University of Michigan, 2004.