基于磁偏轉(zhuǎn)的真空弧離子源成分診斷

鄭 樂(lè)　龍繼東　董 攀　藍(lán)朝暉　彭宇飛

（中國(guó)工程物理研究院 流體物理研究所　綿陽(yáng) 621900）

基于磁偏轉(zhuǎn)的真空弧離子源成分診斷

鄭 樂(lè)龍繼東董 攀藍(lán)朝暉彭宇飛

（中國(guó)工程物理研究院 流體物理研究所綿陽(yáng) 621900）

采用磁偏轉(zhuǎn)的方法，對(duì)金屬氫化物電極真空弧離子源放電產(chǎn)生的等離子體進(jìn)行了成分診斷。采用了TiD2電極材料進(jìn)行放電，測(cè)量了在30-80 A弧流情況下的各離子的組分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，弧流越大時(shí)等離子體的密度越大，在現(xiàn)有引出結(jié)構(gòu)下，由于等離子體發(fā)射面的凹凸變化導(dǎo)致測(cè)得的離子信號(hào)出現(xiàn)雙峰。通過(guò)增加?xùn)啪W(wǎng)可以減少等離子密度，雙峰情況會(huì)有所減少。另外，隨著弧流增大，氘所占比例會(huì)有所增加，弧流達(dá)到60 A以上氘含量增幅不明顯。

真空弧，金屬氫化物，離子源，離子種類

真空弧離子源是一種能產(chǎn)生高密度高電荷態(tài)的等離子體的離子源，廣泛應(yīng)用于金屬離子注入、金剛石薄膜沉積、離子槍及小型離子加速器等方向［1］。由于真空弧放電的復(fù)雜性及不穩(wěn)定性，為更好地控制、應(yīng)用該源，首先需要對(duì)其產(chǎn)生的等離子體參數(shù)進(jìn)行診斷。真空弧放電產(chǎn)生的等離子體屬于低溫等離子體的范疇，按照診斷是否對(duì)等離子體產(chǎn)生干擾的分類標(biāo)準(zhǔn)，可分為接觸式診斷法和非接觸診斷法［2］。前者一般指朗繆爾探針?lè)ǎ?］及阻抗測(cè)量法。后者包括光譜診斷法［4］、質(zhì)譜診斷法及微波診斷法。

真空弧放電等離子的質(zhì)譜診斷主要目的是獲得放電等離子體中各種離子的成分比及金屬離子的電荷態(tài)分布（Charge state distributions, CSD）。……