Ионная пушка для накачки лазеров

Авторы патента:

H01J27/02 - ионные источники; ионные пушки (устройства для манипулирования частицами, например фокусирование, G21K 1/00; генерирование ионов, поступающих в незамкнутое газовое пространство, H01T 23/00; генерирование плазмы H05H 1/24)

" SI63I6 йома боветск х

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

И ЗОБ Р ЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 17.12.79 (21) 2853283!18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетвЂ” (51) М. Кл.з

Н 01 1 27/02

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.04,82. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 23.04.82. (53) УДК 629.7,018 (088.8) В. М. Быстрицкий, И. 3. Глейзер, А. H. Д1т

А. М. Толопа и Ю. П. Усов

Научно-исследовательский инстит т, . ядерной физики, электроники и автом тЫи при Томском ордена Октябрьской ." ) л реаолмцнн н ордена трудового Красного1лнаменн политехническом институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

c 4 р

1 (54) ИОННАЯ ПУШКА ДЛЯ НАКАЧКИ ЛАЗЕРОВ

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть преимуществе но использовано при создании лазеров с накачкой ионным пучком, работающих в режиме сверхсветимости.

Известен источник ионов для накачки лазеров, выполненный в виде плоского тетрода 11).

Недостатками этого устройства является малая плотность ионного пучка и низкий процент его использования (меньше

1%), что не позволяет получать лазерный импульс с энергией больше единиц милиджоулей.

Известна ионная пушка для накачки лазеров, содержащая пилиндрические, коаксиально расположенные внешний анод, катод с прорезями, участки водородсодержащего покрытия на внутренней поверхности анода, расположенные напротив прорезей катода

12).

Однако, известная пушка не обеспечивает эффективную накачку лазера, поскольку имеет размытую область фокусировки ионного пучка неоднородную в продольном направлении.

Целью изобретения является повышение эффективности накачки лазеров за счет создания однородной узкой линейной области фокусировки ионов.

Это достигается тем, что в известной ионной пушке для накачки лазеров участки водородосодержащего покрытия расположены по образующим анода, а катод выполнен в виде беличьего колеса.

При таком выполнении катода ионный пучок будет однородным в аксиальном направлении, а так как ионы эмитируются с одной и той же магнитной поверхности, то они будут иметь на оси равные аксиальные скорости, при этом азимутальные скорости будут равны нулю. Магнитное поле внутри катода отсутствует, что приводит к полной нейтрализации сходящегося пучка холодными электронами. Указанные характеристики ионного пучка (отсутствие азимутальной скорости и полная зарядовая нейтрализация) обеспечивает формирование однородной узкой линейной области на оси уст20 Ройства.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Ионная пушка состоит из цилиндрических, коаксиально расположенных внешнего анода 1, на внутренней поверхности которого расположены водородсодержащие участки 2, и внутреннего катода 3, выполненного в виде беличьего колеса и подключенного к внешнему источнику 4 тока, и располол0 женной на оси ионной пушки активной сре816316

3 ды 5, например, кювета с газовой смесью, столб плазмы газовая или жидкая струя и т. д. При подключении импульсного источника 4 тока к катоду 3 ток, протекающий по беличьему колесу катода, создает азимутальное изолирующее магнитное поле в пространстве между катодом и анодом. При достижении максимума напряженности магнитного поля на анод 1 подается высоковольтный импульс напряжения положительной полярности. При этом на поверхности водородосодержащих участков 2 генерируется плотная плазма, служащая источником ионов. Ионы, ускоряясь в промежутке анод вЂ” катод, проходят через щели в беличьем колесе и движутся по направлению к оси. Электрическое поле ионного пучка вытягивает холодные электроны из стенок катода, нейтрализуя ионный пучок, так как ионы эмитируются с одной и той же магнитной поверхности, то они будут испытывать одинаковое смещение в аксиальном направлении, а отсутствие азимутальной компоненты скорости и полная зарядовая нейтрализация пространственного заряда ионов холодными электронами внутри катода обеспечивают хорошую фокусировку

4 сходящегося ионного пучка в узкую область ионной пушки.

Формула изобретения

Ионная пушка для накачки лазеров, содержащая цилиндрические коаксиально расположенные внешний анод, катод с прорезями, участки водородсодержащего по10 крытия на внутренней поверхности анода, расположенные напротив прорезей катода, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности накачки лазеров путем создания однородной узкой линейной области фокусировки ионов, участки водородсодержащего покрытия расположены по образующим анода, а катод BbInoJIHBH в виде беличьего колеса.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 1. Eder et. al Intense Proton Beam Ршпped Ar-Nr Laser. КК1 Memorandum Report

3761, April 1978.

2. Авторское свидетельство по заявке

Ne 2763242/18-25 (прототип) .

816316

Составитель Ю. Шестаков

Техред Л. Куклина Корректор P. Беркович

Редактор Л. Письман

Подписное

Изд. № 126 Тираж 758

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3080

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлпсполкома

Похожие патенты:

Способ получения пучка ионов // 805862

Плазменный источник электронов // 791098

Источник многозарядных ионов // 760821

Источник ионов // 581741

Изобретение относится к устройствам для получения интенсивных пучков ионов большой площади поперечного сечения произвольной формы с равномерным распределением плотности тока по сечению пучка, которые могут быть использованы для различных технологических операций в высоком вакууме (например, травление, нанесение тонких пленок, легирование), а также в ускорительной технике

Устройство для нейтрализации ионного пучка // 544303

Патент 153982 // 153982

Источник ионов с периферийным магнитным полем // 2114482

Устройство для создания низкотемпературной газоразрядной плазмы // 2116707

Изобретение относится к газоразрядной плазменной технике и технологии, в частности к устройствам генерации низкотемпературной газоразрядной плазмы в больших объемах

Рамочный электрод // 2118868

Изобретение относится к ионно-оптическим ускорителям ионов и может быть использовано в ионных двигателях

Устройство для получения пучка ионов // 2119208

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для получения мощных, высокооднородных пучков ленточной геометрии

Источник многокомпонентных атомарных потоков // 2119730

Изобретение относится к электрофизике, в частности к системам, служащим для получения потоков частиц, используемых, например, для вакуумного нанесения тонких пленок

Ионный микропроектор и способ его настройки // 2126188

Изобретение относится к области электронной техники и может найти применение при изготовлении интегральных схем с большой информационной емкостью методом литографии, а также в других процессах прецизионной обработки поверхности материалов ионным лучом, например нанесение на субстрат рисунков с изменением в нем поверхностных свойств материалов, в частности изменение типа проводимости в полупроводниковых материалах путем внедрения легирующих ионов, изменение других физических свойств материала за счет внедрения одноименных и инородных ионов, создание на поверхности новых слоев в результате осаждения атомов вещества из окружающих паров облака под влиянием падающих ионов, удаление вещества с поверхности субстрата в результате его распыления

Ионная пушка // 2128381

Изобретение относится к технике получения импульсных мощных ионных пучков

Плазменный ионный источник // 2147387

Изобретение относится к ионным источникам и может быть использовано в масс-спектрометрии для элементного анализа жидкостей и газов, в ионной технологии и т.д

Ионный источник с закрытым дрейфом электронов // 2172536

Изобретение относится к ионным источникам с закрытым дрейфом электронов, которые могут быть использованы в качестве двигателей, в частности, для космических кораблей, либо в качестве ионных источников для промышленных операций, например нанесение покрытий напыления в вакууме

Ионный источник // 2176133

Изобретение относится к ионным источникам для циклотронов (внутренним, закрытого типа) и может использоваться в циклотронной технике