Эмиссионные и электронно-оптические системы плазменных источников электронов

Abstract

Цель работы: разработка теоретических основ формирования электронных пучков в системах с плазменным эмиттером и создание на их основе новых типов плазменных источников электронов. Разработана концепция плазменного эмиттера, включающая в себя модели процессов в ускоряющем промежутке, генераторе плазмы и эмиссионном канале плазменного источника электронов, учитывающие влияние потенциала эмиттерного электрода, перераспределение токов в разряде и возмущение плазмы отбором электронов. Предложены алгоритмы численного моделирования процессов в ускоряющем промежутке электронно-оптических систем с плазменным эмиттером, учитывающие совокупное влияние подвижности плазменной границы и ионизационных эффектов. Введены в рассмотрение параметры переключения и энергетический параметр, позволяющие обосновать и учесть различные механизмы формирования тока эмиссии. Создан ряд конструкций плазменных источников электронов, в которых реализуется дрейфовый механизм формирования тока эмиссии. Источники позволяют формировать электронные пучки высокой яркости и пучки большого сечения, а также обеспечивать комбинированное электронно-ионное воздействие. Разработан ряд новых конструкций источников электронов на основе разрядов с полым катодом, обеспечивающих формирование электронных пучков как для реализации традиционных электронно-лучевых технологий, так и решения нетрадиционных задач, в том числе получения радиальных электронных пучков для обработки внутренних цилиндрических поверхностей. Предложена методика и разработана аппаратура для экспресс-диагностики эмиссионных и электронно-оптических свойств источников с плазменным эмиттером.