Представлены результаты исследования пространственной структуры свечения и временной динамики гибридного разряда, сочетающего сильноточный отражательный разряд с вакуумными дугами, инициируемыми искровым пробоем по поверхности диэлектрика, при напряжении питания разряда до 9 kV и давлениях рабочего газа (аргон) 0.1−1 mTorr. Показана возможность формирования плазменного анода с усиленной на периферии концентрацией ионов, в том числе при использовании вспомогательного экрана. Также представлены

more »

... зультаты измерений распределения плотности энергии по сечению нерелятивистского (до 30 keV) сильноточного (до 25 kA) пучка, формируемого в электронной пушке со взрывоэмиссионным катодом и плазменным анодом на основе этого (гибридного) разряда. Данные результаты сопоставимы с результатами, полученными при использовании концентраторов магнитного поля. Поскольку использование концентраторов не всегда возможно, то предложенный метод улучшения однородности пучка является перспективным. Ключевые слова: cильноточный электронный пучок, плазменный анод, гибридный разряд, дуговые источники плазмы, сильноточный отражательный разряд, однородность пучка. Введение Сильноточные (до 25 kA) электронные пушки со взрывоэмиссионным катодом и плазменным анодом широко используются для получения низкоэнергетических (до 40 keV) пучков микросекундной длительности, применяемых для поверхностной модификации материалов [1-3]. Плазменный анод является одним из ключевых элементов таких пушек; наиболее часто для формирования плазменного анода используют сильноточный отражательный (пеннинговский) разряд (ОР) [1] [2] [3] [4] . Для улучшения однородности распределения плотности энергии по сечению пучка предпочтительно создавать плазменный анод с концентрацией ионов, увеличенной в периферийной области [5, 6] . Для этой цели в [5,6] использовался гибридный разряд, сочетающий сильноточный ОР с вакуумными дугами, инициируемыми искровым пробоем по поверхности диэлектрика. Катоды дуговых источников плазмы (12 штук) встраивались непосредственно в кольцевой анод ОР, являвшимся одновременно их общим анодом, и заземлялись через резисторы. Зажигание вакуумных дуг на периферии плазменного анода обеспечивает многоэлектронное инициирование пеннинговского разряда и повышает концентрацию анодной плазмы именно в периферийной части столба. Было установлено, что плазменный анод на основе данного гибридного разряда позволяет несколько улучшить однородность пучка, но стабильность его параметров от импульса к импульсу оставляла желать лучшего. Одной из причин недостаточной стабильности считалась недостаточная амплитуда импульса напряжения, подаваемого на анод (≤ 5 kV), что приводило к нестабильности зажигания вакуумных дуг. В настоящей работе исследована пространственная структура свечения и временная динамика такого разряда при повышенном (до 9 kV) анодном напряжении, а также проведены тепловизионные измерения распределения плотности энергии по сечению низкоэнергетического сильноточного электронного пучка (НСЭП), формируемого в данной электронной пушке в различных режимах.