用于辅助镀膜的霍尔等离子体源
上个世纪八十年代以来,人们在制造高质量的光学薄膜时,更加重视等离子体离子的动量传递的辅助作用,它对改进膜的附着力、致密度、吸收度、折射率、结晶结构都大有益处.目前普遍使用的有栅考夫曼或射频离子源,无栅的APS源均具有控制精确、能量单色性好及束发散角小的优点.但又具有结构复杂、体积庞大的特点.在电推进技术地面应用的发展过程中考夫曼发展了无栅霍尔源技术,它很适合辅助镀膜工艺,其特出的特点是小型化,结构紧凑、易于拆装;只需二个简单的电源就可以产生满足辅助镀膜所需要的低能(平均能量40-150ev)、大束流(200-1000ma)、大均匀区(40cm).为了满足光学辅助镀膜的需要,我们设计制造了6cm霍尔等离子体离子源.该源主要性能如下:源尺寸(直径×长度)φ14cm×14cm;真空室直径φ50-100cm;照射距离30-50cm;离子束平均能量40-120ev;离子束流可到400ma;工作压力<3×10<”-4>Torr;永久磁铁;气体流量5-10Sccm.该源具有较大的能散度及较大的发散角,此外工作的稳定性要受工作气压的影响.本文论述了该源的工作原理,讨论并测试了该源最佳的磁场及分布.本设计拟采用永久磁铁并利用极靴产生发散,沿轴向有较大梯度的磁场.由于在磁场的平行及垂直方向的电导率差别有几十倍,造成了电位分布类似于磁力线的分布.离子在该电位分布造成的电场作用下向轴中心加速.又由于沿轴向存在较强的磁场梯度,在环状的霍尔电流作用下,造成了沿轴向的电场,会造成离子沿轴向加速.这就是称该源为端部霍尔加速器的由来.本文最后给出束流及均匀区实测结果.
光学镀膜 等离子体加速 霍尔等离子体源
尤大伟 黄小刚 武建军
中科院空间中心(北京8701信箱)
国内会议
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14-18
2001-11-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）