1 中国工程物理研究院 电子工程研究所， 四川 绵阳 621900
2 清华大学 工程物理系， 北京 100084
基于无碰撞模型，建立了混合离子束阴极真空弧等离子体鞘层动力学模型，给出了解析表达式。针对材料改性中应用的H-Ti混合离子束，模拟计算了鞘层厚度和靶表面电场强度分别随离子密度和偏置靶压的演变规律。针对实际应用中出现的鞘层击穿和离子束散焦现象进行了理论分析，发现离子束稳定工作区域强烈依赖于离子密度和偏置靶压等参数，降低离子密度和提高靶压会增加稳定工作区域范围。
混合离子束 真空弧 鞘层击穿 鞘层厚度 mixed ion beam vacuum arc sheath breakdown sheath width
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621900
2 清华大学 工程物理系, 北京 100084
利用飞行时间质谱法诊断了含氢电极脉冲真空弧离子源放电等离子体成分、离子电荷状态及离子扩散速度等特性。实验结果表明, 含氢电极脉冲真空弧离子源放电等离子体的离子成分主要由H+,Ti+,Ti2+和Ti3+组成, 其中Ti2+占主要部分。当放电电流为40～80 A时, Ti离子的平均电荷数在1.95～2.13之间, 随着放电电流的增大, 平均电荷数也会增加。同时诊断了不同离子的扩散速度, 其值均在104 m/s量级, 但不同离子的扩散速度有所不同。
飞行时间 含氢电极 离子电荷 离子扩散速度 阴极斑 time of flight hydrogen impregnated electrode ion charge ion diffusion velocity cathode spot
1 电子科技大学,物理电子学院,成都,610054
2 中国工程物理研究院,电子工程研究所,四川,绵阳,621900
等离子体离子源发射面的位置和形状决定了离子束的传输特性,而发射面的位置与形状又取决于等离子体参数、引出电压、电极结构等,并自动地调节到某个平衡状态.介绍了一种2维情况下等离子体离子源发射面的位置与形状的理论计算方法,即非磁化等离子体不能扩散进入外加电场中大于一定临界值的区域,等离子体离子源发射面的位置及形状可以通过直接求解引出系统的Laplace方程而得到.利用基于PIC的OOPIC程序对不同引出结构的发射面位置及形状和引出束流进行了数值模拟,结果与理论计算的结果十分接近.
等离子体 离子源 离子发射面 数值模拟
1 中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳,621900
2 中国工程物理研究院四川绵阳,621900
采用发射光谱法研究了高频离子源的等离子体性质.该离子源应用于ZF-200keV中子发生器中,是一种电感耦合型无极环形放电高频离子源.实验采用绝对定标后的光学多道分析系统测定了离子源等离子体在不同阶段氢原子巴耳末谱线系中前三条谱线的强度,并采用部分局部热力学平衡状态的理论,计算出了相应阶段高频离子源等离子体的电子温度、氢原子浓度、氢离子浓度等参数,并进行了简要分析.
离子源 等离子体 发射光谱 Ion source Plasma Emission spectra
1 唐平瀛
2 中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳,621900
3 中国工程物理研究院四川绵阳,621900
从Maxwell方程组出发,推导了高频H型放电离子源放电空间的场分布, 并采用Mafia软件进行了三维实体建模,计算了高频离子源放电击穿前和稳定工作后的电磁场分布,得到了高频离子源放电空间电磁场分布的直观图像.通过比较击穿前高频电场的轴向和环向分量,得出了轴向电场在高频离子源击穿中起主要作用的结论,并进而推导出了高频离子源的击穿判据,得出了气体击穿时离子源击穿电压和放电管内气压的关系,与实验结果符合较好.
高频离子源 击穿判据 场分布 RF ion source Criterion of breakdown Field distribution
中国工程物理研究院电子工程研究院所,四川绵阳621900
密封电真空器件的可靠性尤其重要,而影响其可靠性的主要因素是 真空度.对于具有两个电极的密封电真空器件由于无法利用其自身的电极结构直接测定其真 空度,因此需要研究并建立一种合适的真空度测量方法.分析了利用潘宁放电来测量两个电 极的密封电真空器件真空度的工作原理,设计了测试实验装置,初步建立了密封电真空器件的潘宁放电模型,给出了有关实验数据.
潘宁放电 密封电真空器件 真空度 Penning discharge sealed vacuum device vacuum
