Устройство для извлечения и транспортировки ионов из газоразрядной плазмы среднего вакуума

Результат выполнения проектно-конструкторской работы . Заявляемое техническое решение относится к области ионно-эмиссионной диагностики плазмы, генерируемой при повышенных давлениях (1-100 Па) и имеющей потенциал, близкий к потенциалу земли. Цель заявляемого технического решения состоит в увеличении соотношения «сигнал/шум» при диагностике плазмы, создаваемой при повышенном давлении (1-100 Па). Устройство для извлечения и транспортировки ионов из газоразрядной плазмы среднего вакуума содержит: - трубу дрейфа с малым входным отверстием, обеспечивающим перепад давления, - фокусирующий электрод, формирующий ионный поток на выходе из трубы дрейфа. Внутри трубы дрейфа на половине ее длины L размещена диафрагма, изолированная от трубы дрейфа и имеющая положительный регулируемый потенциал относительно трубы дрейфа. Причем диафрагма имеет центральное отверстие диаметром d, определяемое соотношением 0,7D ≤ d ≤ 0,9D, где D - внутренний диаметр трубы дрейфа. Технический результат достигается вследствие фокусировки ионного потока внутри трубы дрейфа электрическим полем диафрагмы, имеющей центральное отверстие и положительно смещенной относительно трубы дрейфа. В этом случае диафрагма играет роль одиночной линзы-диафрагмы, и направляет на выходное отверстие трубы дрейфа ионы, которые без этой диафрагмы в выходное отверстие бы не попадали. Устройство включает в себя трубу дрейфа, в торце которой имеется малое входное отверстие, через которое ионы поступают из плазмы в трубу дрейфа. Малое входное отверстие также служит для организации перепада давления между областью генерации плазмы (1-100 Па), и областью транспортировки и анализа параметров ионов (не выше 0,01 Па). Труба дрейфа служит для транспортировки ионов из области отбора до области их анализа. После выходного отверстия трубы дрейфа установлен фокусирующий электрод, окончательно формирующий направленный ионный поток для подачи на вход детектора или анализатора ионов (которым может быть времяпролетный или квадрупольный масс-спектрометр, энергоанализатор и т.д.). Отличие от прототипа состоит в наличии внутри трубы дрейфа диафрагмы с центральным отверстием, установленной на половине длины L трубы дрейфа и обладающей регулируемым положительным потенциалом относительно трубы дрейфа. Диафрагма имеет центральное отверстие диаметром d, определяемое соотношением 0,7D ≤ d ≤ 0,9D, где D - внутренний диаметр трубы дрейфа. Результаты иллюстрируют положительный эффект, присущий заявляемому техническому решению, а именно, увеличение отношения «сигнал/шум» устройства для извлечения и транспортировки ионов из пучковой аргоновой плазмы среднего вакуума (5 Па), при использовании заявляемого технического решения в сравнении с прототипом. URL: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=0000205310&TypeFile=html (дата обращения: 12.12.2023)