Фокусировка зарядов

Физический маятник 359 Финитное движение 83 Фокусировка зарядов 54, 56 Формула Бине 23 [c.573]

Оборудование для ионной имплантации. Принцип работы любой установки для ионной имплантации состоит в ионизации в ионном источнике газообразных, жидких или твердых веществ и ускорении ионов в электростатическом поле. После разделения ионного пучка по массе сепарированный пучок ионов направляется на мишень-образец, находящийся в вакуумной камере. Для обеспечения однородности распределения заряда на поверхности проводят сканирование. Дозу имплантации определяют интегратором тока. Установки для ионной имплантации различаются способами ускорения, напряжением, способами фокусировки, источниками питания. [c.441]

НЫМ зарядом, направляется пучок отрицательно заряженных электронов, которые, сталкиваясь с молекулами газа, ионизируют их. Фокусировка электронов при этом осуществляется магнитным полем напряженностью Я1. Из образовавшихся в камере ионов с помощью диафрагмы формируется ионный пучок, который разгоняется благодаря разности потенциалов Щ между диафрагмами 3 и 4. [c.82]

Изложение некоторых математических методов решения уравнений Лапласа. Пуассона, волнового уравнения в призматических, цилиндрических и сферических областях. Подробно исследован, в частности, предложенный автором вариант метода разделения переменных, где функции, по которым производится разложение, удовлетворяют однородным граничным условиям — независимо от граничных условий для искомого решения. Большое внимание уделено электростатике, в частности, впервые установлен характер поля на ребре диэлектрических клиньев. Исследованы некоторые нестационарные задачи, фокусировка электронных пучков с учетом пространственного заряда и т. д. [c.270]

Другое существенное требование к условиям проведения эксперимента — это небольшая плотность атомов в мишени, обеспечивающая отсутствие столкновений электронов с нейтральными атомами на пути к детектору и небольшая величина пространственного заряда, образующегося в области фокусировки излучения при ионизации атомов и атомарных ионов (см. разделы 3.2, 3.5). Использование в качестве мишени атомного пучка обеспечивает выполнение этих требований. [c.205]

Отметим важное свойство фокусировки рассматриваемого магнитного поля. Оно проявляется в том, что частицы с одинаковым удельным зарядом и одинаковым начальным положением, но с различными начальными скоростями, перпендикулярными Жf приходят в одно и то же положение через период времени Г = 2я/со. [c.54]

Заряд движется в неоднородном магнитном поле, реализующем мягкую фокусировку. Вектор-потенциал поля в цилиндрических координатах вблизи плоскости 2 = О имеет вид [17 [c.190]

Наиболее важное казалось бы свойство, а именно используется ли линза для электронов или для ионов, в действительности не вызывает трудностей при рассмотрении. Действительно, различие между ними состоит только в различном отношении заряда к массе. Как известно, уравнение параксиальных лучей (4.40) содержит эту величину только для магнитных линз или быстрых частиц. В нерелятивистском случае траектория в электростатических линзах остается одной и той же для любых частиц. Поэтому для фокусировки ионов следует использовать электростатические линзы. Единственное в этом случае различие между положительно заряженными и отрицательно заряженными частицами состоит в том, что знаки всех электродных потенциалов должны быть обращены, если требуется фокусировать частицы другого знака. [c.210]

Если желательно получить на выходе пушки сходящийся или коллимированный пучок, то необходимо использовать прямолинейный поток пространственного заряда между концентрическими сферическими поверхностями. Естественно, пучок после прохождения пушки будет расширяться, следовательно, необходима дополнительная фокусировка (см. разд. 12.1.4). [c.613]

Фокусировка однородными магнитными полями. В разд. 12.1.1 мы предположили, что поперечное сечение пучка поддерживается очень сильным однородным магнитным полем. Это поле действует на частицы таким образом, что они движутся очень близко к силовым линиям независимо от сил пространственного заряда. Исследуем эту ситуацию более подробно. [c.614]

Из уравнения (12.30) следует, что в этом случае угловая скорость постоянна, т. е. весь пучок вращается вокруг оси как одно целое. Центростремительная сила, вызывающая это вращение, уравновешивается радиальной силой пространственного заряда. Этот способ называется фокусировкой Бриллюэна [400]. [c.615]

Периодическая фокусировка. Естественной альтернативой поддержанию пучка частиц высокой интенсивности является система периодически расположенных электростатических или магнитных линз. Основная идея этого метода продемонстрирована на рис. 168. Каждая линза компенсирует влияние сил пространственного заряда в данной области. Поскольку число линз, следующих друг за другом, велико, этим способом можно поддерживать пучки значительной длины [И, 401]. [c.616]

Однако действие периодической линзы все же может быть описано как суперпозиция ряда рассеивающих и собирающих областей с результирующим фокусирующим эффектом. Фокусирующий эффект необходимо выбирать таким образом, чтобы в среднем он полностью компенсировал расширение пучка из-за сил пространственного заряда. Если это требование выполняется, мы имеем случай оптимальной фокусировки, который, однако, не означает строгой компенсации сил пространственного заряда вдоль всего пучка. Можно аппроксимировать только заданную конфигурацию пучка (например, строго цилиндрический пучок), и границы пучка всегда имеют неровности. [c.617]

Характеристики пролётного К. Выходная мощность К.-усилителя ограничена мощностью пу чка, равной произведению тока пучка I на ускоряющее напряжение Ua нушки. Увеличению препятствуют и трудности группирования электронов. Они становятся особенно значительными при тех энергиях электронов, когда начинают сказываться релятивистские эффекты, т. к. при этом быстро растёт необходимая длина дрейфового промежутка. Ограничения на ток / связаны с влиянием пространств, заряда продольное расплывание сгустков из-за кулоновских сил затрудняет группирование электронов, рост поперечных сил расталкивания электронов приводит к необходимости использования сильного продольного магн. поля для фокусировки. В самых мощных К. / = 300 кВ, 7 = 300 А. При работе в импульсном режиме мощность на выходе К. достигает десятков МВт, а в непрерывном режиме не превышает сотен кВт, что связано с трудностью отвода тепла с коллектора. [c.383]

ПЛАЗМЕННАЯ ЧАСТОТА — частота ленгмюровских колебаний, называемых также плазменными колебаниями и продольными (к II Е) колебаниями пространственного заряда Юр = У4лпе /т , п — плотность, е и — заряд и масса электрона, к — волновой вектор, Е — электрич. поле, вызываемое разделением зарядов. В холодной плазме (Tg = Ti) ленгмюровские колебания не обладают дисперсией, т. в. П. ч. Шр не зависит от длины волны. Подробнее см, в ст. Волны в плазме. ПЛАЗМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА — раздел физики плазмы, изучающий коллективные взаимодействия плотных потоков (пучков) заряж. частиц с плазмой и газом, приводящие к возбуждению в системе линейных и нелинейных эл.-магн. вола и колебаний, и использование эффектов такого взаимодействия. Прикладные задачи, к-рые ставит и решает П. э., определяют её осн, разделы плазменная СВЧ-электроника, изучающая возбуждение в плазме интенсивного когерентного эл.-магн. излучения, начиная от радио-и вплоть до оптич. диапазона длин вола плазменные ускорители, осн. на явлении коллективного ускорения тяжёлых заряж. частиц электронными пучками и волнами в плазме плазменно-пучковый разряд, основанный на коллективном механизме взаимодействия плотных п.уч-кон заряж. частиц с газом турбулентный нагрев плазмы плотными пучками заряж. частиц и коллективные процессы при транспортировке и фокусировке пучков в проблеме УТС (см. Ионный термоядерный синтез) неравновесная плазмохимия, изучающая процессы образования возбуждённых молекул, атомов и ионов при коллективном взаимодействии пучков заряж. частиц с газом и плазмой. [c.606]

В 40-х гг. был разработан промышленный эл.-магн. способ разделения изотопов урана (см. Изотопов разделение). Для этой цели нужно было иметь сильноточные ионные пучки с достаточно высокими оптич. характеристиками (малым фазовым объёмом). В качестве фокусирующей системы использовалось квазиодно-родное поперечное магн. попе. В таком сепараторе объёмный заряд быстрых ионов практически компенсирован холодными электронами, возникающими при столкновении ионов с атомами остаточного газа. Образующиеся при этом медленные ионы выталкиваются небольшим положит, зарядом пучка на стенки камеры. Т. о., здесь реализуется также н газовая фокусировка, для к-рой требуется некое оптимальное давление в камере. [c.614]

В линейных ускорителях с П.-о. к. ф. сила фокусировки не зависит от анергии частиц н от их фазы относительно ВЧ-поля. Все частицы фокусируются примерна одинаково. Это позволяет спец, образом использовать эффект автофааировки. В непрерывном пучке иа входе ускорителя сгустки частиц следуют вплотную друг за другом, но по мере роста скорости частиц они раздвигаются, сохраняя приблизительно неизменные гео-иетрич. размеры и, следовательно, пост, плотность про-етраяственного заряда. Захват частиц в режим ускоре-ивя может достигать 95—97%,что вдвое выше лучших значений этого параметра в др. известных структурах. Линейные ускорители с П.-о. к. ф. могут работать при весьма вязких нач. скоростях частиц. Но при малых нач. скоростях сохраняется высокое предельное значение тока пучка. [c.155]

С. м. п., существующие в микромире, могут быть обнаружены при проведении нек-рых физ. экспериментов. Поля 10 - 10 Э имеются вблизи ядер свободных атомов, на что указывает сверхтонкая структура энергетич. уровней электронов (см. также Внутрикрис-таллическое поле). С. м. п, возникают при фокусировании мощных лазерных пучков. Напр., при фокусировке лазерного излучения мощностью Р = 10 Вт на площади 8 — 10" см плотность ал.-магн. энергии Р/с8 в фокусе соответствует напряжённости поля Н — (8лГ/с5) , т. е. 10 Э. Признаки существования магн. полей напряжённостью до 10 Э обнаружены при кумуляции плазмы в установках типа плазменного фокуса. Магн. поля звёздного уровня должны возникать при нецентральных столкновениях тяжёлых ионов. Эквивалентный электрич. ток ионов при таких взаимодействиях может возбуждать магн. поле Н (Ъ - - Ъ )еи1АпсЮ. При относительной скорости ионов у = 0,1 си суммарном заряде (Zl -(- Х ) >170 на очень коротких расстояниях В, сравнимых с радиусом ядра, поле может достигать величины 10 Э, [c.449]

К собственно конвекционным Э. т. относятся в осн. токи в электронных и ионных пучках, транспортируемые или дрейфующие в вакуумных полостях. Для пучков с некомпенсированным пространственным зарядом расталкивающее кулоновское поле ограничивает длину транспортировки (если, конечно, не приняты надлежащие меры по его фокусировке внешними, а иногда и собственными полями). Однако магн. поле пучка всегда меньше собственного кулоновского электрич. поля и магн. самофокусировка пинч-эффект) возможна только при наличии компенсации поля пространственного заряда (напр., электронные пучки в квазинейтральной плазме). При этом бывает уже совсем трудно отличить токи проводимости от конвекционных. При нек-рых значениях Э.т. пучка носители зарядов вмораживаются в собственное магн. поле Э.т. и транспортировка пучка прекращается. Этот Э.т. наз. предельным током Альвена /д. Для сплошного пучка /aSs/оУР, где = y = l-p ) м—скорость носителей. Для электронов величина / =тс /е=17,04 кА и является одним из универсальных характеристических значений Э.т., выражаемых через фундаментальные постоянные. Это Э. т., равный изменению заряда на величину е за время t=r j , где —классический радиус электрона. Ток /о фигурирует во всех выражениях, описывающих поведение интенсивных электронных пучков, и в принципе является исходной единицей Э. т. в соответствующей безразмерной системе единиц. Я. Ф. Кова.гёв, М. Л. Миллер. [c.515]

Формирование интенсивных электронных пучков (с пер-веансом 10 А/Всистемой электронных линз затруднительно, т. к. собств. пространств, заряд электронов пучка существенно искажает фокусирующие поля линз. Кроме того, само понятие фокусировка условно для интенсивных пучков, т. к, такие пучки принципиально невозможно свести в точку (фокус). Поскольку интенсивный пучок в свободном от электрич. и магн. полей пространстве неограниченно расширяется, формирование устойчивого интенсивного пучка определ, конфигурации возможно лишь при условии компенсации расталкивающей силы пространств, заряда электронов пучка противоположно направленными силами, создаваемыми внешними (по отношению к пучку) электрич. и магн. полями. Поэтому Э. п. должна содержать электроды, создающие вблизи границы пучка распределение потенциала, обеспечивающее равенство нулю нормальной к границе пучка составляющей напряжённости электрич. поля. Кроме того, для устойчивости пучка необходимо, чтобы при смещении электронов с границы пучка в любую сторону возникала сила, возвращающая их на границу пучка. [c.551]

Любая Э. п. не только формирует пучок необходимой формы, но и ускоряет электроны пучка до необходимой энергии электрич. полем между анодом и катодом. Магн. поле, не изменяющее энергию электронов пучка, используется для дополнит, формирования (фокусировки) пучка. Поскольку сформированный пушкой электронный пучок на выходе из анодного отверстия за счёт кулоновского расталкивания неограниченно расширяется, получение протяжённого пучка ограниченного сечения возможно лишь при компенсации расталкивающего действия пространств. заряда внеш. электрич. или магн. полями. Ограничить расширение пучка можно с помощью продольного магн. поля (однородного или уменьшающегося в направлении катода) или последовательностью электронных линз (электростатических или магнитных), расположенных вдоль пучка. В Э. п., формирующих пучки с параллельными траекториями, используется продольное однородное магн. поле, силовые линии к-рого совпадают с траекториями, а вблизи катода и с электрич. силовыми линиями, что обеспечивает существование протяжённого устойчивого пучка. В Э. п. с компрессией ограничивающее магн. поле уменьшается в прикатодной области, что обеспечивает примерное совпадение электрич. и магн. силовых линий. Такие пушки с частично экранированным катодом позволяют формировать высокопервеансные пучки. [c.552]

Отличительными особенностями сварки оптическим лучом является возможность получения плотности энергии того же порядка, что и при использовании электронного луча. При этом способе сварки вследствие отсутствия пространственного заряда упрощается фокусировка луча. Способ является более универсальным, так как сварку металлов можно производить на воздухе, в защитной атмосфере и в вакууме. Возможность точной дозировки энергии делает этот метод особенно пригодным при сварке микросоединений. Малая длительность термического.цикла сварки обеспечивает возможность получения качественного соединения на ряде металлов, особо чувствительных к длительному воздействию тепла. Открываются и новые возможности, неизвестные при существующих методах сварки, например, возможность сварки через прозрачные оболочки, так как для световых лучей прозрачные среды не являются преградами. [c.95]

Преимущества, связанные с меньшей постоянной времени и слабой зависимостью Хайс (< > 0) молекулярных кристаллов от температуры, должны проявиться и при использовании в электрооптических дефлекторах световых пучков или злектрооптических линзах с управляемым фокусным расстоянием [244,245], принцип действия которых связан с созданием поперечного градиента показателя преломления под влиянием неоднородного электрического поля. При линейном градиенте происходит отклонение светового пучка, при квадратичном - фокусировка или, при достаточной протяженности рабочего элемента, канализация пучка. Однако пока что при реализации таких элементов решающую роль играет значение нелинейной восприимчивости x(w, со, 0) максимальное в кристаллах ниобатов [243]. Кроме того, при создании дефлекторов предпочитают пользоваться акустоэлектрическими системами [246], в основе которых лежит явление отклонения световых пучков вследствие дифракции на фазовой решетке, созданной ульразвуковыми волнами. Такие устройства дают значительно большие углы отклонения, чем дефлекторы на основе электрооптического эффекта. С ионными пьезоэлектриками в акусто-электрических устройствах, возможно, могут конкурировать молекулярные кристаллы комплексов переноса заряда, поляризуемость которых заметно зависит от колебаний решетки [247]. Пока вне конкуренции молекуляр- [c.178]

Распределенный заряд при фокусировке пучка в точку приводит к появлению бесконечной электростатической силы отталкивания. В результате точечное изображение точечного объекта может быть образовано только тогда, когда первеанс пучка (см. уравнение (2.190)) пренебрежимо мал. Для любого конечного тока пучка минимальный достижимый размер изображения ограничивается пространственным зарядом. К счастью, как будет видно в дальнейшем, при обычных токах пучка и энергиях первеанс очень мал и влиянием распределенного пространственного заряда, таким образом, можно пренебречь. Распределенный пространственный заряд может влиять на изображение только для очень тяжелых ионов и/или при чрезвычайно низких энергиях. В этих случаях удобно рассматривать размытие пространственного заряда у изображения как добавку к диску сферической аберрации. [c.335]

Периодическая последовательность квадруполей чередующихся полярностей (чередующаяся градиентная фокусировка [359]) используется в ускорителях частиц для трнспортировки пучков на большие расстояния с ограничением до заданных размеров в плоскости, перпендикулярной направлению его распространения. Если удовлетворяются определенные условия,, результирующим эффектом такой системы является фокусировка в обеих ортогональных плоскостях. Этот фокусирующий эффект, кроме того, может быть использован для компенсации рассеивающего влияния собственного пространственного заряда пучка [360]. [c.573]

Преимуществами электростатического отклонения являются высокая скорость отклонения, легкость изготовления и независимость от отношения заряда к массе частицы (см. разд. 2.7.1.1), Возможность одновременного использования восьмиэлектродного дефлектора для фокусировки и коррекции аберраций также может считаться очень важным преимуществом. Его недостатком является относительно низкая чувствительность отклонения. Если необходима более высокая чувствительность, то нужно использовать магнитный дефлектор. [c.583]

Предположение о постоянстве плотности пространственного заряда приемлемо для относительно низких первеансов. Для Р=1,92 микропервеанса ослабление потенциала внутри пучка меньше 3%. Но диаметр первоначально коллимированного электронного пучка с таким первеансом удваивается после прохождения пучком расстояния всего лишь в 4,5 раза больше, чем его первоначальный диаметр. Следовательно, расширение пучка — эффект, который нельзя игнорировать даже при сравнительно малых интенсивностях, когда ослабление потенциала пренебрежимо мало. (Первоначально коллимированный пучок с первеансом 10 А/В / удвоит диаметр после прохождения расстояния, в 63 раза большего его начального диа1метра.) Это важное наблюдение, так как оно предполагает, что в более сложных случаях, когда пучок движется во внешнем электростатическом поле (см., например, периодическую электростатическую фокусировку в разд. 12.1.4.2), обычно можно считать, что внешний фокусирующий потенциал не зависит от пространственного заряда, т. е. он удовлетворяет уравнению Лапласа. Пространственный заряд учитывается только как сила, действующая на частицы, но его прямым влиянием на потенциал обычно пренебрегают. [c.606]

Из ЭТОГО уравнения сразу же следует, что пучок должен расширяться под влиянием сил пространственного заряда. Расширение пропорционально первеансу пучка и корню квадратному из массы частицы. Эффект расширения в 42,8 раза больше для протонов, чем для электронов. Также очевидно, что при стремлении Гь к нулю вторая производная гь" стремится к бесконечности, т. е. какой бы ни была начальная величина угла фокусировки, пограничные электроны никогда не пересекут ось. Так как нелинейный член пространственного заряда всегда присутствует в уравнении параксиальных лучей, точечное изображение точечного объекта никогда не будет сформировано, если только первеанс не равен нулю. Это и есть аберрации пространственного заряда, обсуждавшиеся в разд. 5.6.2. [c.607]

Вследствие действия сил пространственного заряда пучок заряженных частиц высокой интенсивности неизбежно будет расширяться, если не предприняты специальные меры для сохранения его поперечного сечения. Поддержание пучков высокой интенсивности основано на компенсации сил пространственного заряда некоторыми другими силами, действующими в основном извне. Для этого существует множество практических методов. Они делятся на две совершенно различные группы. Одна основана на фокусировке однородных или квазиоднород-ных полей другая — на принципе периодической фокусировки. [c.613]

Для электронов это выражение дает Ртах = 25,4 микропервеанса, что несколько ниже, чем фокусировка с иммерсионным катодом. Это и понятно, так как для фокусировки Бриллюэна определенно требуется более низкая индукция, чем в других случаях. Фокусировка Бриллюэна кажется очень элегантным решением проблемы преодоления расширения пространственного заряда пучков высокой интенсивности. К сожалению, идеальную фокусировку Бриллюэна реализовать невозможно. Она требует полной защиты катода от однородного магнитного поля, которая означает, что распределение индукции предполагается ступенчатой функцией, резко меняющейся от нуля до заданного Л = onst. На практике фокусировка Бриллюэна может быть реализована только приближенно. В результате получить полностью параллельный пучок невозможно. [c.616]

Закон прямолинейного течения пространственного заряда дается уравнением (12.25). На его основе построена пушка Пирса. Подробно рассмотрена фокусировка однородными магнитными полями и периодическими системами. И наконец, краткое обсуждение эффекта Боэрша заключает книгу. [c.619]

Фотоаппарат Любитель-2 представляет собой двухобъективную зеркальную камеру жесткой конструкции, рассчитанную на применение 6-сантиметровой р0лик0 В0й пленки. Один заряд пленки позволяет произвести 12 снимков размером 6X6 см. с последующей перезарядкой на свету. Светосильная просветленная оптика, центральный затвор с автоспуском и синхроустройством, видоискатель с фокусировкой по матовому стеклу делают фотоаппарат Любитель-2 универсальным и удобным для фотолюбителей. Фотоаппарат Любитель отличается от фотоаппарата Любитель-2 только отсутствием автоспуска и синхроустройства. [c.11]

Динатронный эффект полностью устранен в пентоде и лучевом Т. При V <. пространств, заряд, образованный между Сз и А первичными и вторичными электронами, уменьшает потенциал в этом пространстве, в результате чего вблизи анода может возникнуть минимум потенциала тормозящий вторичные электроны. тем меньше, чем больше нлотность тока и чем больше расстояние между С.2 и А. В лучевых Т. расстояние между С2 а А делают большим, а плотность тока увеличивают фокусировкой электронов, летящих от катода к аноду, спец. электродами, соединенными внутри лампы с катодом. [c.182]

Вл1гяние и.злучения и простраиственного. заряда иа Ф. ч. Для электронных ускорителей характерно наличие интенсивного электромагнитного излучения, к-рое уже нри эпергии 300 Мов начинает сказываться на условиях фокусировки (см. также Фановые колебания, Излучение электронов в ускорител.чх). В основном это влияние приводит к экспоненциальному затуханию бетатропных колебаний с декрементами zt пропорциональными средней за оборот интенсивности излучения W. Для орбиты, состоящей из прямолинейных участков и дуг окружностей с относительной длиной а, эти декременты равны [c.329]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...