Технічні науки/6.Електротехніка і радіоелектроніка

Аспірантка Мельничук О.М., д.т.н. Новіков А.О.

Вінницький національний технічний університет, Україна

НВЧ-випромінювання нерівноважної плазми як елемент контролю параметрами газорозрядних джерел електронів

На сьогоднішній день НВЧ-випромінювання є досить перспективним для дослідження аспектом силової електроніки, електротехніки та радіотехніки і може бути використане для безупинного контролю вихідних параметрів та характеристик в газорозрядних джерелах електронів, які використовуються в технології обробки та отримання матеріалів, захисних і декоративних покрить, електронних прискорювачах, квантовій електроніці та експериментальній техніці.

Запропоновано пристрій керування параметрами газорозрядного джерела електронів [1], в якому за рахунок удосконалення конструкції та введення нових зв’язків досягається можливість сформувати резонаторну НВЧ-систему, яка нестиме достатньо інформації про плазму, електронний пучок та умови їх взаємодії, в результаті чого досягається можливість контролю параметрами газорозрядного джерела електронів.

На рис.1 представлено конструкцію пристрою керування параметрами газорозрядного джерела електронів, який працює наступним чином.

Розрядна камера 11, з’єднана з корпусом 3 утворена холодними катодами 4 та 6 і циліндричним анодом 5, навколо яких розташовані водоохолоджувальна система 1 та ізолятор 2 для запобігання пробою. Між катодом 4 та анодом 5 прикладають прискорюючи напругу 30-50 кВ, де запалюється високовольтний тліючий відбиваючий розряд, сила струму якого регулюється зміною тиску, утворюється прианодна плазма [1]. Холодний катод 4 забезпечує значні розрядні струми при відносно низьких напругах і витратах газу і, крім того, створює високу густину плазми в області емісійного отвору, що знаходиться в катоді 6 на одній осі з катодною площиною. Експандер 7 не лише підвищує електричну міцність проміжку, що витягується, але й послаблює вплив прискорюючого поля на режим горіння розряду [2]. За допомогою електрода 8 електронний пучок 22 максимально витягується в резонаторну НВЧ-систему 18, в якій анод 9, що представляє собою коаксіальний трубчатий електрод, та колектор 10 уповільнюють рух електронів, забезпечуючи часткове відбивання від відбивача 12, формуючи потужні віртуальні катоди, що підвищують концентрацію заряджених частинок в електронному пучкові, відповідно підвищуючи вихідну потужність електронного пучка. Електроди НВЧ-системи, розігріті НВЧ-полем охолоджуються за допомогою воодоохолоджувальної системи з вводом 20 та виводом 21 [1, 3]. Через натікач 16 та коаксіальний вивід елемента зв’язку 17 реалізується обернений зв'язок для контролю параметрами газорозрядного джерела електронів. За допомогою магнітної фокусуючої системи 14 та магнітної відхиляючої системи 15 електронний пучок 22 виводиться в технологічну камеру та фокусується на поверхні об’єкту.

Рис.1. Пристрій для контролю та управління параметрами газорозрядних джерел електронів

Таким чином, даний пристрій для контролю параметрів газорозрядного джерела електронів відкриває можливість принципово нових застосувань електронних пучків і є досить перспективним на сучасному етапі розвитку електроніки та радіотехніки. Крім того контроль параметрів газорозрядного джерела електронів саме за допомогою НВЧ-випромінювання дозволяє досягти більш точного та безупинного контролю параметрів та характеристик газорозрядного джерела електронів, що є особливо важливим при протіканні технологічних операцій.

Література:

1. Крейндель Ю.Е. Плазменные источники электронов. ― М.: Атомиздат, 1977. – 145с.

2. Плазменные процессы в технологических электронных пушках. Под редакцией Завьялова М.А., Новикова А.А. и др. – М.: Энергоатомиздат–Москва, 1989. – 256c.

3. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. – Т. 2. ― М.: Высшая школа, 19727. – 376с.