Способ получения ионного пучка и устройство для его осуществления

С 0103 СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 51)5 Н 01 Л 3 ТЕНИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ юл. К 31 60 ов Т.А. Лаэернонов для легиЖТФ, т.49,ау Ьа ник е ехникеастицной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(4 б) 23, 08, 90.(7) Научно-исстут ядерной фиэтехническом инс(56),КацепЬцсЬИцс 1 еаг Епвгц11 ф 9, с.199,Альтуэов Ю.Кплазменный исторования твердыхвып.9, 1979. ледовательский инстиики при Томском полититуте им.С.М.КироваБ,А.Нечаев,Г.П,Исаев(54) СПОСОБ 11 ОЛУЧЕНИЯ ИОННОГО ПУЧКАИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к получения потоков заряженных и может найти применение в и имплантации, легировании и нанесении пленок и покрытий. Целью изобретения является увеличение К 1 Щ источника .ионов, плотности ионноготока и поперечного сечения ионного пучка.На поверхность мишени воздействуют лазерным излучением, мощность которого равна критической мощности-испарения вещества мишени, при которой потери тепла из-за теплопроводности пренебрежимо малы. Струю испаренного вещества, распространяющуюся через отверстия в ряде плоских электродов навстречу лазерному лучу, ионизуют дополнительным разрядом между трубкой и электродами, Вытягивание ионов иэ плаэмы осуществляется подачей напряжения иа электроды ускоряющей систе-., мы,. плоскости которых перпендикулярны электродам вытягивающей системы и параллельны оптической оси. 2 с.п, ф-лы, 1 ил.1 1385900 2 Испытания источника показали, что в разряде реализуется плотность час,тиц обеспечивающая плотность ионноЭ1го тока более 100 мА/см Изобретение относится к областитехнической физики иможет быть использовано для осуществления различных технических процессов таких, каклегирование поверхностей металлови.полупроводников, для нанесения поверхностных покрытий, пассивированияповерхностей металлов и т.д.Целью изобретения является увеличение КПД источника ионов, увеличение плотности ионного тока и площадипоперечного сечения ионного пучка.На чертеже показан источник ионов.Вакуумная камера 1 источника ионов 15содержит трубку-мишень 2 с залрессованным рабочим веществом, против которой расположено оптическое окно 3длй ввода сфокусированного импульсного лазерного излучения. На оси 20оптического.окна и трубки-мишенимежду ними расположены электроды 4с отверстием, твердотельная мишеяьэапрессована в металлическую трубкуна глубину,равную пяти диаметрам 25трубки, при этом ее. стенки способствуют формированию струипара рабочего вещества.,фокусирующая линза 5и лазер 6 расположены также на оптической оси вне вакуумной камеры. ЗОИонный пучок формируется электрода.мн 7,Способ осуществляется следующимобразом,Предварительно сфокусированноелинзой лазерное излучение через окно353 и отверстия в электродах 4 направляют наповерхность вещества, запрессованного в трубке 2, Мощность лазерного излучения выбирается такой,чтобы начиналось интенсивное испарение рабочего вещества, а потери теплаза счет теплопроводности становилисьмалыми. Под действием мощного лазерногоизлучения вещество в трубке испаря 45ется и истекающая струя пара распространяется встречно излучением лазера через отверстия в электродах 4,заполняй межэлектродные промежутки.Источник 8 литания обеспечивает разряд между электродами 4 послевключения лазера. Разряд между электродами 4 зажигается по мере заполненияпаром пространства между электродами.Напряжение от источника 9, приложенное к электродам 7, обеспечиваетвытягивание ионного пучка. формула изобретения 1. Способ получения ионного пучка, включающий воздействие сфокусированного импульсного лазерного излучения на поверхность твердого тела, извлечение и формирование пучка ионов электростатическим полем, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения КПД источника ионов, увеличения плотности ионного тока и по" перечного сечения извлекаемого ионного пучка, мощность лазерного излучения на единицу поверхности устанав" ливают равной энергии, при которой в балансе энергий иа поверхности процесс испарения доминируют над теплопроводностью, полученную струю испаренного вещества ионизируют электрическим разрядом, вектор электрического поля которого параллелен вектору скорости струи пара, а экстракцию ионов из плазмы разряда осуществляют электрическим полем с вектором напряженности, перпендикулярным вектору скорости струи пара.2 Устройство для получения ионного пучка, содержащее твердотельную мишень, помещенную в вакуумированный объем, импульсный лазер, расположенный вне этого объема, с фокусирующей линзой перед окном дляввода лазерного излучения в вакуумированный объем, вытягивающие электроды, о т" л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью повьпцения КПД источника ионов, увеличения плотности ионного потока и поперечного сечения извлекаемогб ионного пучка, мишень выполнена в виде трубки, в которую эапрессовано рабочее вещество на глубину, равную пяти диаметрам трубки, дополнительно введен ряд плоских электродов с отверстиями, расположенных перед трубкой, диаметр . отверстий равен диаметру активного элемента лазера, центры отверстчй расположены на оси фокусирующей линзы и мишени, а вытягивающие электроды расположены параплельно отой оси и перпендикулярно плоскостиэлектродов.-Составитель К;ВершковРыбаловаТехред.И.Попович . Корректо Бутяга Редакто я т 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г Ук Проектная, 4 акаэ 3089;,Тираж ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, Ж о комит и откр ушская