JPS58158837A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
- Publication number
- JPS58158837A JPS58158837A JP4151982A JP4151982A JPS58158837A JP S58158837 A JPS58158837 A JP S58158837A JP 4151982 A JP4151982 A JP 4151982A JP 4151982 A JP4151982 A JP 4151982A JP S58158837 A JPS58158837 A JP S58158837A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emitter
- electrode
- negative
- filament
- pole side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/028—Negative ion sources
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、イオン化物質を電子衝撃によって、イオン化
し、イオンビームを発生させるイオン源に関し、更に詳
しくは、負のイオンビームを取り出すことができるイオ
ン源に関する。
し、イオンビームを発生させるイオン源に関し、更に詳
しくは、負のイオンビームを取り出すことができるイオ
ン源に関する。
エミッタを電子衝撃することによりイオンを励起するタ
イプの従来のイオン源の構成は、第１図で示される。図
において、１はその内部にイオン化物質が充填された容
器、２はその先端部の開口に挿通された状態で容器１に
取付けられたエミッタチップで、上記容器１とチップ２
とがエミッタ３を構成している。４は電子衝撃用の電子
を発生するフィラメント、５は引出し電極、６はフィラ
メント４を通電加熱するためのパワーをトランスＴを介
して供給する電源である。又、７はシールド、８は接地
電極、９は高圧電源、１０は該高圧電源の両端に接続さ
れた分圧抵抗である。電源１〜ランスＴの２次側巻線の
中間端子、シールド７及び引出し電極５には、それぞれ
分圧抵抗１０から所定の電位が与えられている。詳しく
）ホペれば、フィラメント４はシールド７より高い電位
にあり、又、シールド７は引出し電極５より高い電位に
ある。尚、エミッタ３．接地電極８は、それぞれ高圧電
源９の正極、負極に接続されている。
イプの従来のイオン源の構成は、第１図で示される。図
において、１はその内部にイオン化物質が充填された容
器、２はその先端部の開口に挿通された状態で容器１に
取付けられたエミッタチップで、上記容器１とチップ２
とがエミッタ３を構成している。４は電子衝撃用の電子
を発生するフィラメント、５は引出し電極、６はフィラ
メント４を通電加熱するためのパワーをトランスＴを介
して供給する電源である。又、７はシールド、８は接地
電極、９は高圧電源、１０は該高圧電源の両端に接続さ
れた分圧抵抗である。電源１〜ランスＴの２次側巻線の
中間端子、シールド７及び引出し電極５には、それぞれ
分圧抵抗１０から所定の電位が与えられている。詳しく
）ホペれば、フィラメント４はシールド７より高い電位
にあり、又、シールド７は引出し電極５より高い電位に
ある。尚、エミッタ３．接地電極８は、それぞれ高圧電
源９の正極、負極に接続されている。
このように構成された従来のイオン源において、フィラ
メント４を熱して電子を故山させると、この電子ビーム
ｅは、図に示す向きに進んでエミッタチップ２を衝撃す
る。ここで、フィラメント４や引出し電極５等の電位は
、エミッタ３の電位より低く設定されているから、エミ
ッタ３を取り囲む電界は、正イオンに対する引出し作用
をする。従って、電子ビームｅの衝撃作用により発生し
た正イオンのみが、図に示すようなイオンビームｉとな
って取り出される。
メント４を熱して電子を故山させると、この電子ビーム
ｅは、図に示す向きに進んでエミッタチップ２を衝撃す
る。ここで、フィラメント４や引出し電極５等の電位は
、エミッタ３の電位より低く設定されているから、エミ
ッタ３を取り囲む電界は、正イオンに対する引出し作用
をする。従って、電子ビームｅの衝撃作用により発生し
た正イオンのみが、図に示すようなイオンビームｉとな
って取り出される。
この方式のイオン源において、高圧電源９の極性を反転
し−Ｌ述のエミッタ３に負の電位をうえて、負イオンを
引出そうとするど、フィラメント４がエミッタ３に対し
て正電位となってしまうため、電子がエミッタ３を衝撃
することができなくなってしまう。このため、従来は、
負イオンビームを発生させることはできないとされてい
た。
し−Ｌ述のエミッタ３に負の電位をうえて、負イオンを
引出そうとするど、フィラメント４がエミッタ３に対し
て正電位となってしまうため、電子がエミッタ３を衝撃
することができなくなってしまう。このため、従来は、
負イオンビームを発生させることはできないとされてい
た。
しかしながら、イオンの応用においては、正イオンのみ
ならず、負イオンも極めて重要であり、負のイオンビー
ムを取り出するイオン源の開発が持たれていた。
ならず、負イオンも極めて重要であり、負のイオンビー
ムを取り出するイオン源の開発が持たれていた。
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、内部
のイオン化物質がエミッタチップの表面に流出するよう
に構成されたエミッタと、該エミッタに対向配ＩＮされ
、イオンビーム収用し用の第１の開口及び電子ビーム打
込み用の第２の開口が穿設された引出し電極と、フィラ
メント、ウェネルト等からなり前記引出し電極の第２の
開口を通して前記エミッタに電子を衝突させるための電
子銃とを具備し、前記エミッタを前記引出し電極より高
い負の電位に保ち、且つ電子銃をエミッタより高い負の
電位に保つように構成することにより、負のイオンビー
ムを発生させることができるイオン源を実現したもので
ある。
のイオン化物質がエミッタチップの表面に流出するよう
に構成されたエミッタと、該エミッタに対向配ＩＮされ
、イオンビーム収用し用の第１の開口及び電子ビーム打
込み用の第２の開口が穿設された引出し電極と、フィラ
メント、ウェネルト等からなり前記引出し電極の第２の
開口を通して前記エミッタに電子を衝突させるための電
子銃とを具備し、前記エミッタを前記引出し電極より高
い負の電位に保ち、且つ電子銃をエミッタより高い負の
電位に保つように構成することにより、負のイオンビー
ムを発生させることができるイオン源を実現したもので
ある。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第２図は、本発明の一実施例を示す構成図である。第１
図と同一部分には、同一符号を付し、その説明は省略す
る。図において、２１は熱電子発生用のフィラメント、
２２はウェネルト、２３は第２の高圧電源である。該高
圧電源２３の正極側は接地され、負極側はウェネルト２
２に接続されている。２４はバイアス抵抗で、高圧電源
２３の負極側と、トランスＴの２次側巻線の中間端子に
接続されている。上記フィラメント２１、ウェネルト電
極２２、電＃ｉ６及びトランスＴによって、電子銃が構
成される。尚、第１の高圧電源９は、第１図に示す場合
と極性が反転している。即ち、正極側が接地され負極側
がエミッタ３に接続されている。このように構成された
イオン源の各部の電位及び動作を次に説明する。
図と同一部分には、同一符号を付し、その説明は省略す
る。図において、２１は熱電子発生用のフィラメント、
２２はウェネルト、２３は第２の高圧電源である。該高
圧電源２３の正極側は接地され、負極側はウェネルト２
２に接続されている。２４はバイアス抵抗で、高圧電源
２３の負極側と、トランスＴの２次側巻線の中間端子に
接続されている。上記フィラメント２１、ウェネルト電
極２２、電＃ｉ６及びトランスＴによって、電子銃が構
成される。尚、第１の高圧電源９は、第１図に示す場合
と極性が反転している。即ち、正極側が接地され負極側
がエミッタ３に接続されている。このように構成された
イオン源の各部の電位及び動作を次に説明する。
先ず、エミッタ３と引出し電極５及び電子銃（特にフィ
ラメント２１）との闇の電位の関係について説明する。
ラメント２１）との闇の電位の関係について説明する。
エミッタ３に印加されている負電位を■１とし、分圧抵
抗１０によって与えられる引出し電極５の負電位をＶ２
とすると、第２図から明らかなように、Ｖ２は■１に対
して高い負の値に保たれている。又、電子銃のフィラメ
ント２１には、高圧電源２３がらバイアス抵抗２４を介
して負電位が与えられており、この電位をｖ３とすると
、この電位ｖ３は、エミッタ３の電位Ｖ１よりも低い負
の値に保たれている。即ち、各電位の関係を式で示すと
次式のようになる。
抗１０によって与えられる引出し電極５の負電位をＶ２
とすると、第２図から明らかなように、Ｖ２は■１に対
して高い負の値に保たれている。又、電子銃のフィラメ
ント２１には、高圧電源２３がらバイアス抵抗２４を介
して負電位が与えられており、この電位をｖ３とすると
、この電位ｖ３は、エミッタ３の電位Ｖ１よりも低い負
の値に保たれている。即ち、各電位の関係を式で示すと
次式のようになる。
ｌＶ３ ｌ＞ｌＶｔ Ｉ＞ｌＶ２ ｌ−・−・（１＞こ
の（１）式で示される関係が保たれている状態で、エミ
ッタ内で溶解したイオン化物質２０は、容１１とエミッ
タチップ２間に設けられたわずかの！ｌ１ｌＩＩを通っ
て、チップ２の表面に流出してくる。ところで、前記し
たように、電子銃のフィラメント２１の電位ｖ３は、引
出し電極５の電位ｖ２よりも低い負の値に保たれている
ので、フィラメント２１で発生した電子は、引出し電極
５の第２の開口５６を通って、エミッタ３に達する。エ
ミッタ３の電位ｖ１は、引出し電極５の電位ｖ２よりも
低い負の値に保たれているので、電子はエミッタ３に達
するときにポテンシャルをさか上ることになり減速する
。
の（１）式で示される関係が保たれている状態で、エミ
ッタ内で溶解したイオン化物質２０は、容１１とエミッ
タチップ２間に設けられたわずかの！ｌ１ｌＩＩを通っ
て、チップ２の表面に流出してくる。ところで、前記し
たように、電子銃のフィラメント２１の電位ｖ３は、引
出し電極５の電位ｖ２よりも低い負の値に保たれている
ので、フィラメント２１で発生した電子は、引出し電極
５の第２の開口５６を通って、エミッタ３に達する。エ
ミッタ３の電位ｖ１は、引出し電極５の電位ｖ２よりも
低い負の値に保たれているので、電子はエミッタ３に達
するときにポテンシャルをさか上ることになり減速する
。
しかしながら、（１）式で示したような１Ｖ３１＞１Ｖ
ｔｌの関係が維持されている限り、最終的にはエミッタ
３に衝突する。このときの、電子の衝撃エネルギーは、
１Ｖｓｌ ｌＶｔ１に対応したものとなる。この電子
衝撃によって、エミッタチップ２まで流出してきたイオ
ン化物質は蒸発してイオン化する。これにより生じた負
イオンは、ＩＶＩ ｌ＞ｌＶ２１の関係が維持されて
いるので引出し電極５に引かれて加速されてイオンビー
ムｉ′となり、引出し電極５の第１の開口５ａを通過後
、接地電極８を通過する時のエネルギーは、１Ｖｒｌに
対応したものとなる。
ｔｌの関係が維持されている限り、最終的にはエミッタ
３に衝突する。このときの、電子の衝撃エネルギーは、
１Ｖｓｌ ｌＶｔ１に対応したものとなる。この電子
衝撃によって、エミッタチップ２まで流出してきたイオ
ン化物質は蒸発してイオン化する。これにより生じた負
イオンは、ＩＶＩ ｌ＞ｌＶ２１の関係が維持されて
いるので引出し電極５に引かれて加速されてイオンビー
ムｉ′となり、引出し電極５の第１の開口５ａを通過後
、接地電極８を通過する時のエネルギーは、１Ｖｒｌに
対応したものとなる。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、負のイ
オンビームを取り出せるイオン源を実現することができ
る。
オンビームを取り出せるイオン源を実現することができ
る。
第１図は従来のイオン源の構成を示す説明図、第２図は
本発明の一実施例を示す構成図である。 １・・・容器 ２・・・エミッタチップ３・
・・エミッタ ４．２１・・・フィラメント ５・・・引出し電極 ６・・・電源７・・・シール
ド ８・・・接地電極９．２３・・・高圧電源 １０・・・分圧抵抗 ２０・・・イオン化物質２２
・・・ウェネルト ２４・・・バイアス抵抗Ｔ・・・
電源トランス 特許出願人 日本電子株式会社 代 理 人 弁理士 井島藤治 革１図 第２図
本発明の一実施例を示す構成図である。 １・・・容器 ２・・・エミッタチップ３・
・・エミッタ ４．２１・・・フィラメント ５・・・引出し電極 ６・・・電源７・・・シール
ド ８・・・接地電極９．２３・・・高圧電源 １０・・・分圧抵抗 ２０・・・イオン化物質２２
・・・ウェネルト ２４・・・バイアス抵抗Ｔ・・・
電源トランス 特許出願人 日本電子株式会社 代 理 人 弁理士 井島藤治 革１図 第２図
Claims (1)
- 内部のイオン化物質がエミッタチップの表面に流出する
ように構成されたエミッタと、該エミッタに対向配置さ
れ、イオンビーム取出し用の第１の開口及び電子ビーム
打込み用の第２の開口が穿設された引出し電極と、フィ
ラメント、ウェネルト等からなり前記引出し電極の第２
の開口を通して前記エミッタに電子を衝突させるための
電子銃とを具備し、前記エミッタを前記引出し電極より
高い負の電位に保も、且つ電子銃をエミッタより高い負
の電位に保つようにしたことを特徴とするイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4151982A JPS58158837A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4151982A JPS58158837A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58158837A true JPS58158837A (ja) | 1983-09-21 |
Family
ID=12610622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4151982A Pending JPS58158837A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58158837A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168233A (ja) * | 2008-01-21 | 2009-07-30 | Kayaba Ind Co Ltd | フロントフォーク |
| JP2009275832A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Kayaba Ind Co Ltd | フロントフォーク |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5364089A (en) * | 1976-11-19 | 1978-06-08 | Hitachi Ltd | Solid ion source |
-
1982
- 1982-03-16 JP JP4151982A patent/JPS58158837A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5364089A (en) * | 1976-11-19 | 1978-06-08 | Hitachi Ltd | Solid ion source |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168233A (ja) * | 2008-01-21 | 2009-07-30 | Kayaba Ind Co Ltd | フロントフォーク |
| JP2009275832A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Kayaba Ind Co Ltd | フロントフォーク |
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