RU2525856C1 - Process device for treatment of hollow cold cathode in gas discharge - Google Patents

Process device for treatment of hollow cold cathode in gas discharge Download PDF

Info

Publication number
RU2525856C1
RU2525856C1 RU2013117071/07A RU2013117071A RU2525856C1 RU 2525856 C1 RU2525856 C1 RU 2525856C1 RU 2013117071/07 A RU2013117071/07 A RU 2013117071/07A RU 2013117071 A RU2013117071 A RU 2013117071A RU 2525856 C1 RU2525856 C1 RU 2525856C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode
anode
vacuum
gas discharge
glass
Prior art date
Application number
RU2013117071/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Иванович Хворостов
Юрий Дмитриевич Голяев
Надежда Николаевна Хворостова
Евгений Иванович Филатов
Ольга Николаевна Минаева
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (ОАО "НИИ "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха")
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (ОАО "НИИ "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (ОАО "НИИ "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха")
Priority to RU2013117071/07A priority Critical patent/RU2525856C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2525856C1 publication Critical patent/RU2525856C1/en

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: process device for treatment of a hollow cold cathode in a gas discharge comprising a hollow cold cathode, an anode, located coaxially inside the cathode and equidistant from its surface, a glass vacuum-tight shell, in which the anode is made composite, the working part of the anode contacting with the gas discharge, is connected with its outer part, electrically contacting with the outer source of voltage or current, by means of a detachable joint, is made of the same material as the working surface of the cathode, treated with at least the same class of purity as the cathode, at the side of the inlet into the cathode is partially shielded by a dielectric located coaxially outside the anode. The non-shielded working part of the anode is located inside the cavity of the cathode and limited with maximum length not exceeding the length of the cathode. The treated cathode is fixed in the holder, which is electrically connected with a shunt to the cathode, besides, the shunt is in a vacuum tight manner mounted into a glass shell of the process device.
EFFECT: possibility to perform anode oxidation of a cathode in a medium of electrically negative gas, train and test a cathode autonomously from a vacuum post, multiply replace or use an anode and a glass vacuum-tight shell during installation of a new cathode.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при производстве газоразрядных приборов, в частности холодных катодов моноблочных газовых лазеров.The invention relates to the field of quantum electronics and can be used in the production of gas-discharge devices, in particular cold cathodes of monoblock gas lasers.

Известно устройство для обработки полых цилиндрических катодов в тлеющем разряде [1]. Устройство содержит вакуумную камеру, анод, обрабатываемое изделие - катод, держатель катода, системы откачки и напуска газа. Анод расположен коаксиально внутри катода и равноудален от его поверхности, при этом держатель катода, выполненный из того же материала, что и катод, имеет центральное отверстие с диаметром, равным диаметру внутренней полости катода, и боковые отверстия, расположенные по окружности центрального отверстия.A device for processing hollow cylindrical cathodes in a glow discharge [1]. The device comprises a vacuum chamber, an anode, a workpiece — a cathode, a cathode holder, a pumping and gas inlet system. The anode is located coaxially inside the cathode and is equidistant from its surface, while the cathode holder, made of the same material as the cathode, has a Central hole with a diameter equal to the diameter of the inner cavity of the cathode, and side holes located around the circumference of the Central hole.

Недостатком является то, что данное устройство эффективно может использоваться при обработке катода, в частности для его окисления, лишь при отрицательном потенциале подаваемого на катод напряжения постоянного тока. В противном случае, при подаче на катод положительного потенциала в среде электроотрицательного газа, например кислорода, когда получается более стойкая к распылению в тлеющем разряде защитная аморфная окисная пленка [2], будет иметь место катодное распыление анода и загрязнение рабочей поверхности катода продуктами распыления материала анода, что не позволит получать однородную по составу анодную окисную пленку на катоде. Невозможность получения однородного по эмиссионным и защитным характеристикам анодного окисла на катоде приводит к нестабильности электрических характеристик газового лазера во время его эксплуатации, что особенно негативно сказывается на рабочих параметрах моноблочных лазеров.The disadvantage is that this device can be effectively used in the treatment of the cathode, in particular for its oxidation, only with a negative potential of the DC voltage supplied to the cathode. Otherwise, when a positive potential is applied to the cathode in an electronegative gas medium, for example oxygen, when a protective amorphous oxide film is more resistant to sputtering in a glow discharge [2], cathode sputtering of the anode and contamination of the working surface of the cathode by anode material sputtering will occur , which will not allow to obtain a uniform composition of the anode oxide film on the cathode. The inability to obtain an anode oxide uniform in emission and protective characteristics on the cathode leads to instability of the electrical characteristics of the gas laser during its operation, which especially negatively affects the operating parameters of monoblock lasers.

Кроме того, в случае большей степени шероховатости держателя катода по сравнению с внутренней поверхностью катода, возможно перепыление материала держателя на внутреннюю поверхность катода. Устройство не позволяет проводить обработку катода на других конструктивно отличных от него вакуумных откачных постах.In addition, in the case of a greater degree of roughness of the cathode holder compared to the inner surface of the cathode, it is possible to dust the holder material onto the inner surface of the cathode. The device does not allow the cathode to be processed at other structurally distinct vacuum pumping stations.

Нет возможности автономно использовать устройство для тренировки и испытаний катода после отпайки от вакуумного поста.There is no way to independently use the device for training and testing the cathode after soldering from a vacuum post.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является технологический прибор для обработки полого холодного катода в газовом разряде [3], содержащий полый холодный катод, вакуумно-плотно закрепленный в стеклянной колбе с токоподводом из проволоки сплава 29НК (ковар), в котором внутрь катода введен анод, расположенный коаксиально внутри катода и равноудаленный от его поверхности, выполненный в виде проволоки из этого же сплава и вакуумно-плотно впаянный в корпус прибора. Прибор имеет стеклянную вакуумно-плотную оболочку, при этом со стороны анода на катод одевается стеклянная втулка.The closest in technical essence to the present invention is a technological device for processing a hollow cold cathode in a gas discharge [3], containing a hollow cold cathode, vacuum-tightly fixed in a glass flask with a current supply of 29NK alloy wire (carpet), in which the cathode is inserted inside the anode located coaxially inside the cathode and equidistant from its surface, made in the form of a wire from the same alloy and vacuum-tightly soldered into the casing of the device. The device has a glass vacuum-tight shell, while a glass sleeve is worn on the cathode from the side of the anode.

Недостатками этого технологического прибора для обработки полого холодного катода в газовом разряде являются: невозможность эффективно проводить обработку катода, в частности, анодное окисление в тлеющем разряде при подаче на него положительного потенциала напряжения, вследствие большой доли вероятности загрязнения катодной поверхности продуктами распыления анода, так как материалом анода является сплав НК29 (ковар), недостаточно устойчивый к распылению в тлеющем разряде при работе под отрицательным потенциалом; невозможность демонтировать анод для его реставрации или замены при установке в технологический прибор нового катода для обработки, при этом требуется замена стеклянной колбы и монтаж в новую колбу нового анода; таким образом, отсутствует возможность многократного использования технологической колбы и анода; невозможность автономно использовать технологический прибор для тренировки и испытаний катода после отпайки от вакуумного поста.The disadvantages of this technological device for processing a hollow cold cathode in a gas discharge are: the inability to efficiently process the cathode, in particular, anodic oxidation in a glow discharge when a positive voltage potential is applied to it, due to the high probability of contamination of the cathode surface by anode sputtering products, since the material the anode is an alloy NK29 (Kovar), not sufficiently resistant to spraying in a glow discharge when operating at a negative potential; the inability to dismantle the anode for its restoration or replacement when a new cathode for processing is installed in the technological device, while it is necessary to replace the glass flask and install a new anode in the new flask; thus, there is no possibility of multiple use of the process flask and anode; the inability to autonomously use the technological device for training and testing the cathode after soldering from a vacuum post.

Задачей настоящего изобретения является создание конструкции технологического прибора для обработки полого холодного катода в газовом разряде, в частности для его окисления, которая позволяет проводить окисление катода в газовом разряде электроотрицательного газа с целью получения защитного анодного окисла, исключить массоперенос продуктов распыления анода на керн катода, многократно использовать анод и оболочку прибора, позволяющую осуществлять межоперационный демонтаж анода для его замены или реставрации и возможность автономно использовать технологический прибор для тренировки и испытаний катода после отпайки от вакуумного поста.The objective of the present invention is to provide the design of a technological device for processing a hollow cold cathode in a gas discharge, in particular for its oxidation, which allows the cathode to be oxidized in a gas discharge of an electronegative gas in order to obtain a protective anode oxide, to exclude mass transfer of anode atomization products to the cathode core, repeatedly use the anode and the shell of the device, allowing interoperational dismantling of the anode to replace or restore it and the possibility of autonomous o use a technological device for training and testing the cathode after desoldering from a vacuum post.

Указанная задача решается тем, что в технологическом приборе для обработки полого холодного катода в газовом разряде, содержащем полый холодный катод, анод, расположенный коаксиально внутри катода и равноудаленный от его поверхности, стеклянную вакуумно-плотную оболочку, анод выполнен составным, рабочая часть анода, контактирующая с газовым разрядом, соединена с его внешней частью, электрически контактирующей с внешним источником напряжения или тока посредством разъемного соединения, выполнена из того же материала, что и рабочая поверхность катода, обработана с не меньшим классом чистоты, чем у катода, со стороны входа в катод частично экранирована диэлектриком, расположенным коаксиально снаружи анода, при этом неэкранированная рабочая часть анода расположена внутри полости катода и ограничена максимальной длиной, не превышающей длины катода, обрабатываемый катод закреплен в держателе, который электрически соединен с токоподводом к катоду, причем токоподвод вакуумно-плотно вмонтирован в стеклянную вакуумно-плотную оболочку технологического прибора. При этом конструкция предлагаемого технологического прибора позволяет тренировать и испытывать катод автономно от вакуумного поста, а также неоднократно использовать анод и стеклянную вакуумно-плотную оболочку при установке нового катода.This problem is solved by the fact that in the technological device for processing a hollow cold cathode in a gas discharge containing a hollow cold cathode, an anode located coaxially inside the cathode and equidistant from its surface, a glass vacuum-tight shell, the anode is made integral, the working part of the anode is in contact with a gas discharge, connected to its external part, electrically in contact with an external voltage or current source through a detachable connection, made of the same material as the working surface the cathode void, processed with a purity class not lower than that of the cathode, is partially shielded from the cathode inlet side by a dielectric coaxially located outside the anode, while the unshielded working part of the anode is located inside the cathode cavity and is limited by the maximum length not exceeding the length of the cathode; fixed in the holder, which is electrically connected to the current lead to the cathode, and the current lead is vacuum-tightly mounted in a glass vacuum-tight shell of the technological device. Moreover, the design of the proposed technological device allows you to train and test the cathode autonomously from a vacuum post, as well as repeatedly use the anode and a glass vacuum-tight shell when installing a new cathode.

Возможность неоднократного использования технологического прибора достигается его разгерметизацией и демонтажом ранее обработанного катода, затем после монтажа нового катода часть прибора с первоначально установленным составным анодом и другую часть прибора с установленным катодом вакуумно-плотно соединяют по стеклянной оболочке, например, заваркой при помощи пламени газовой горелки.The possibility of repeated use of the technological device is achieved by depressurizing and dismantling the previously processed cathode, then after installing a new cathode, a part of the device with the originally installed composite anode and another part of the device with the installed cathode are vacuum-tightly connected through a glass shell, for example, by welding with a gas burner flame.

В предлагаемой конструкции технологического прибора для окисления полого холодного катода в газовом разряде имеется возможность проводить окисление катода в газовом разряде электроотрицательного газа и получать анодный защитный окисел, как наиболее стойкий к катодному распылению в условиях тлеющего разряда, вследствие того, что рабочая часть анода выполнена из того же материала, что и рабочая поверхность катода. Этим исключается загрязненность внутренней рабочей поверхности катода пленками других соединений вследствие эффекта катодного распыления [4] электрода, в данном случае - анода, находящегося под отрицательным потенциалом в тлеющем разряде в электроотрицательном газе.In the proposed design of a technological device for the oxidation of a hollow cold cathode in a gas discharge, it is possible to oxidize the cathode in a gas discharge of an electronegative gas and obtain the anode protective oxide as the most resistant to cathodic atomization under a glow discharge, because the working part of the anode is made of same material as the working surface of the cathode. This eliminates the contamination of the inner working surface of the cathode by films of other compounds due to the effect of cathodic sputtering [4] of the electrode, in this case, the anode, which is at a negative potential in a glow discharge in an electronegative gas.

В случае использования материала анода, отличного от материала внутренней рабочей поверхности катода, на рабочей поверхности катода могут осаждаться эмитирующие пленки соединений, отличных от материала катода, и поэтому имеющие различные эмиссионные характеристики, вследствие чего после окисления в тлеющем разряде катод будет иметь нестабильные электрические характеристики, что недопустимо при его эксплуатации в составе газового лазера.In the case of using anode material different from the material of the inner working surface of the cathode, emitting films of compounds other than the cathode material can be deposited on the cathode working surface and therefore having different emission characteristics, as a result of which the cathode will have unstable electrical characteristics after oxidation in a glow discharge, which is unacceptable during its operation as part of a gas laser.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого технологического прибора для окисления полого холодного катода в газовом разряде.The drawing shows the design of the proposed technological device for the oxidation of a hollow cold cathode in a gas discharge.

Анод выполнен в виде сборной конструкции и состоит из двух частей 1 и 2. Съемная рабочая часть 1 анода соединена с внешней частью 2 анода посредством разъемного соединения, например, резьбового 3, что позволяет проводить, при необходимости, смену анода для его реставрации или для установки анода из материала, соответствующего материалу рабочей поверхности обрабатываемого катода.The anode is made in the form of a prefabricated structure and consists of two parts 1 and 2. The removable working part 1 of the anode is connected to the outer part 2 of the anode by means of a detachable connection, for example, threaded 3, which allows, if necessary, changing the anode for its restoration or for installation anode of material corresponding to the material of the working surface of the cathode to be treated.

Задача осуществления вакуумно-плотного соединения со стеклянной оболочкой технологического прибора 4 внешней части 1 анода, электрически контактирующей с внешним источником напряжения или тока, решается при помощи использования для внешней части анода 2 материала с коэффициентом термического расширения (КТР), близким к КТР стекла, например сплава 29НК (ковар).The task of making a vacuum-tight connection with the glass shell of the technological device 4 of the outer part 1 of the anode, which is electrically in contact with an external voltage or current source, is solved by using material with a thermal expansion coefficient (CTE) close to the CTE of the glass for the outer part of the anode 2, for example alloy 29NK (treacherous).

Рабочая часть 1 анода, непосредственно контактирующая с газовым разрядом, выполнена из того же материала, что и материал внутренней поверхности катода, например из алюминия АД1, и обработана с не меньшим классом чистоты, чем у катода. Этим исключается распыление анода при его работе под отрицательным потенциалом при анодном окислении катода в разряде электроотрицательного газа, например кислорода. В случае использования другого материала для анода невозможно эффективно проводить окисление катода под положительным потенциалом напряжения в тлеющем разряде вследствие большой доли вероятности загрязнения катодной поверхности продуктами распыления материала анода.The working part 1 of the anode, which is in direct contact with the gas discharge, is made of the same material as the material of the inner surface of the cathode, for example, aluminum AD1, and is processed with no lesser purity class than that of the cathode. This eliminates the sputtering of the anode during its operation at a negative potential during the anodic oxidation of the cathode in the discharge of an electronegative gas, such as oxygen. In the case of using another material for the anode, it is impossible to effectively carry out the oxidation of the cathode under a positive voltage potential in a glow discharge due to the high probability of contamination of the cathode surface by atomization products of the anode material.

Съемная рабочая часть 1 анода коаксиально частично экранирована диэлектриком со стороны его входа в катод, например, стеклянным капилляром 5, расположенным коаксиально снаружи анода, при этом неэкранированная рабочая часть анода 1 расположена внутри полости катода 6 и ограничена максимальной длиной, не превышающей длины катода.The removable working part 1 of the anode is coaxially partially shielded by the dielectric from the side of its entrance to the cathode, for example, by a glass capillary 5 located coaxially outside the anode, while the unshielded working part of the anode 1 is located inside the cathode 6 cavity and is limited to a maximum length not exceeding the length of the cathode.

Минимальная по длине область экранированной части анода должна быть не менее расстояния до плоскости входа анода в полость катода. Такая длина выбрана для предотвращения зажигания и горения разряда по кромке катода со стороны анодного ввода. При меньшей длине экранирования анода разряд загорается по внешней поверхности катода, что является недопустимым вариантом обработки. Максимум экранирования не превышает длины катода и выбран из условия распространения разряда с открытого торца анода по внутренней обрабатываемой полости холодного катода. При большей величине экранирования разряд между катодом и анодом не будет нормально зажигаться.The minimum length of the area of the shielded part of the anode should be at least the distance to the plane of entry of the anode into the cathode cavity. This length is chosen to prevent ignition and burning of the discharge along the edge of the cathode from the side of the anode input. With a shorter anode shielding length, the discharge ignites on the outer surface of the cathode, which is an unacceptable processing option. The maximum shielding does not exceed the length of the cathode and is selected from the condition of the propagation of the discharge from the open end of the anode through the internal processed cavity of the cold cathode. With a larger amount of shielding, the discharge between the cathode and the anode will not ignite normally.

Стеклянная втулка 7 предохраняет внешнюю часть катода от воздействия тлеющего разряда. В противном случае разряд будет стремиться загораться по кромке катода как по наиболее неплоской зоне проводника, имеющей максимальную напряженность электрического поля.The glass sleeve 7 protects the outer part of the cathode from the effects of a glow discharge. Otherwise, the discharge will tend to light up along the edge of the cathode as along the most non-planar zone of the conductor having the maximum electric field strength.

Обрабатываемый катод механическим образом закрепляется в токопроводящем держателе 8, охватывающем катод с наружной поверхности, при этом держатель электрически соединен с токоподводом 9 к катоду, причем токоподвод вакуумно-плотно вмонтирован в корпус технологического прибора. Наличие у держателя упругих направляющих 10, выполненных в виде лепестков, охватывающих катод по его наружной поверхности, исключает механические повреждения внутренней рабочей поверхности катода при его установке и извлечении из технологического прибора, а также центрирует катод относительно продольной оси прибора, чем исключает несоосность его установки. Установка и выемка катода осуществляется механически, например, пинцетом, зажимающим катод с его наружной (нерабочей) стороны.The processed cathode is mechanically fixed in a conductive holder 8, covering the cathode from the outer surface, while the holder is electrically connected to the current lead 9 to the cathode, and the current lead is vacuum-tightly mounted in the housing of the technological device. The holder has elastic guides 10, made in the form of petals, covering the cathode along its outer surface, eliminates mechanical damage to the inner working surface of the cathode when it is installed and removed from the technological device, and also centers the cathode relative to the longitudinal axis of the device, thereby eliminating misalignment of its installation. Installation and removal of the cathode is carried out mechanically, for example, with tweezers clamping the cathode from its outer (non-working) side.

Надежность электрического контакта катода с токопроводящим держателем достигается посредством соприкосновения упругих направляющих держателя, выполненных в виде лепестков, с токопроводящим корпусом катода.Reliability of the electrical contact of the cathode with the conductive holder is achieved by contacting the elastic guide rails of the holder, made in the form of petals, with the conductive body of the cathode.

Возможность неоднократного использования технологического прибора достигается его разгерметизацией и демонтажом ранее обработанного катода. После установки нового катода часть прибора с первоначально установленным составным анодом и другую часть прибора с установленным катодом вакуумно-плотно соединяют по стеклянной оболочке 4, например, заваркой при помощи газовой горелки.The possibility of repeated use of the technological device is achieved by its depressurization and dismantling of the previously processed cathode. After the installation of a new cathode, a part of the device with the originally installed composite anode and another part of the device with the installed cathode are vacuum-tightly connected through a glass shell 4, for example, by welding with a gas torch.

Предлагаемую конструкцию можно использовать практически на любых откачных постах, а также автономно - для процессов тренировки и испытаний катодов.The proposed design can be used at almost any pumping station, as well as autonomously - for training processes and cathode tests.

Окисление полого холодного катода в газовом разряде с использованием предлагаемой конструкции проводят следующим образом.The oxidation of a hollow cold cathode in a gas discharge using the proposed design is as follows.

После сборки технологического прибора и установки катода 6 и составного анода 1,2 в соответствии с приведенным чертежом, конструкцию напаивают на вакуумный пост, проверяют на вакуумную плотность, откачивают до высокого вакуума, наполняют неоном до давления в несколько мм рт.ст., присоединяют отрицательный вывод, например, от источника питания постоянного тока, к токоподводу 9 катода, положительный вывод - к выводу анода 2. Зажигают газовый разряд между рабочей частью анода 1 и внутренней поверхностью катода. Проводят ионное травление (очистку) катода. Затем снимают напряжение с токовых вводов, откачивают прибор до высокого вакуума, наполняют кислородом до давления в несколько мм рт.ст. Меняют полярность постоянного тока на выводах электродов: отрицательный вывод источника присоединяют к выводу анода 2, положительный вывод - к токоподводу 9 катода. Зажигают газовый разряд между рабочей частью анода 1 и внутренней поверхностью катода. Проводят анодное окисление катода в течение нескольких десятков минут при плотности тока 0,1-0,4 мА/см2. Затем откачивают прибор до высокого вакуума, наполняют рабочей, например гелий-неоновой, лазерной смесью до давления в несколько мм рт.ст., присоединяют отрицательный вывод от источника питания постоянного тока к выводу катода 9, положительный вывод - к выводу 2 анода. Зажигают газовый разряд между рабочей частью анода 1 и внутренней поверхностью катода. Проводят тренировку и стабилизацию рабочих свойств холодного катода при рабочих токах в течение времени, достаточного для достижения стабильных электрических параметров катода. Далее технологический прибор с рабочим наполнением спаивают с откачного поста и передают на следующую технологическую операцию.After assembling the technological device and installing the cathode 6 and the composite anode 1,2 in accordance with the drawing, the structure is soldered to a vacuum post, checked for vacuum density, pumped out to high vacuum, filled with neon to a pressure of several mmHg, negative output, for example, from a direct current power source, to the cathode current supply 9, a positive output to the anode 2 output. A gas discharge is ignited between the working part of the anode 1 and the inner surface of the cathode. Carry out ion etching (cleaning) of the cathode. Then the voltage is removed from the current inputs, the device is pumped out to high vacuum, filled with oxygen to a pressure of several mm Hg. The polarity of the direct current at the terminals of the electrodes is changed: the negative terminal of the source is connected to the terminal of the anode 2, the positive terminal is connected to the current supply 9 of the cathode. A gas discharge is ignited between the working part of the anode 1 and the inner surface of the cathode. Anode oxidation of the cathode is carried out for several tens of minutes at a current density of 0.1-0.4 mA / cm 2 . Then the device is pumped to high vacuum, filled with a working, for example helium-neon, laser mixture to a pressure of several mmHg, a negative terminal from a DC power source is connected to terminal cathode 9, and positive terminal is connected to terminal 2 of the anode. A gas discharge is ignited between the working part of the anode 1 and the inner surface of the cathode. They conduct training and stabilization of the working properties of the cold cathode at operating currents for a time sufficient to achieve stable electrical parameters of the cathode. Next, the technological device with the working filling is soldered from the pumping station and transferred to the next technological operation.

При необходимости установки нового катода для обработки стеклянную оболочку 4 вскрывают по окружности в области над втулкой 7, разъединяют оболочку прибора на две части, вынимают, например пинцетом, катод из держателя 8, вставляют новый катод 6 в держатель, заваривают оболочку по месту разъема, после чего технологический прибор готов для установки на откачной пост и дальнейшей обработки нового катода.If it is necessary to install a new cathode for processing, the glass shell 4 is opened around the circumference in the region above the sleeve 7, the shell of the device is separated into two parts, for example, the cathode is removed from the holder 8 with tweezers, a new cathode 6 is inserted into the holder, the shell is welded in place of the connector, after bringing the process device ready for installation at the pumping station and further processing of the new cathode.

Техническим результатом применения технологического прибора является возможность проводить анодное окисление катода в среде электроотрицательного газа, избегая катодного распыления анода, при этом исключается загрязнение катодной поверхности продуктами распыления анода.The technical result of the application of the technological device is the ability to conduct anodic oxidation of the cathode in an electronegative gas environment, avoiding the cathodic sputtering of the anode, and the cathode surface is not contaminated by atomization products of the anode.

Имеется возможность многократного использования анода и оболочки прибора, а также возможность осуществлять межоперационный демонтаж анода для его замены или реставрации. Предлагаемую конструкцию для обработки катодов можно устанавливать практически на любых откачных постах. Появляется возможность автономно использовать технологический прибор для тренировки и испытаний катода после отпайки от вакуумного поста.There is the possibility of multiple use of the anode and the sheath of the device, as well as the ability to carry out inter-operational dismantling of the anode to replace or restore it. The proposed design for processing cathodes can be installed on almost any pumping station. It becomes possible to autonomously use a technological device for training and testing the cathode after soldering from a vacuum post.

Использование предлагаемого технологического прибора повышает качество защитной окисной пленки холодного катода с одновременным повышением стабильности его электрических характеристик, при этом увеличивается ресурс работы катода и, соответственно, газового лазера.The use of the proposed technological device improves the quality of the protective oxide film of the cold cathode while increasing the stability of its electrical characteristics, while increasing the life of the cathode and, accordingly, the gas laser.

Источники информацииInformation sources

1. Трофимов Е.А., Кулаков М.М., Арцыхович В.Ф., Каменцев В.Е., Кондратенко В.Д, Стрелов В.И., Файфер С.И. Устройство для окисления полых цилиндрических катодов в тлеющем разряде, а.с. №543039, заявка №2031638, 29.05.1974, опубликовано 15.01.1977.1. Trofimov EA, Kulakov MM, Artsykhovich V.F., Kamentsev V.E., Kondratenko V.D., Strelov V.I., Fifer S.I. Device for the oxidation of hollow cylindrical cathodes in a glow discharge, and.with. No. 543039, application No. 2031638, 05/29/1974, published 01/15/1977.

2. Кучеренко Е.Т. / Получение окисных пленок алюминия переменной толщины в плазме газового разряда // Вакуумные технологии и оборудование. - Харьков, 2001.2. Kucherenko E.T. / Obtaining oxide films of aluminum of variable thickness in a gas discharge plasma // Vacuum technologies and equipment. - Kharkov, 2001.

3. Хворостов В.И., Горбунов А.К., Хворостова Н.Н, Силаева Н.А. Физико-технологические особенности применения эмитирующих структур в газоразрядных лазерных датчиках. // Наукоемкие технологии. 2012. №10. С.34-39 (прототип).3. Hvorostov V.I., Gorbunov A.K., Hvorostova N.N., Silaeva N.A. Physicotechnological features of the use of emitting structures in gas-discharge laser sensors. // High technology. 2012. No. 10. S.34-39 (prototype).

4. Плешивцев Н.В. Катодное распыление. // М.: Атомиздат, 1968.4. Pleshivtsev N.V. Cathodic sputtering. // M .: Atomizdat, 1968.

Claims (1)

Технологический прибор для обработки полого холодного катода в газовом разряде, содержащий полый холодный катод, анод, расположенный коаксиально внутри катода и равноудаленный от его поверхности, стеклянную вакуумно-плотную оболочку, отличающийся тем, что анод выполнен составным, рабочая часть анода, контактирующая с газовым разрядом, соединена с его внешней частью, электрически контактирующей с внешним источником напряжения или тока, посредством разъемного соединения, выполнена из того же материала, что и рабочая поверхность катода, обработана с не меньшим классом чистоты, чем у катода, со стороны входа в катод частично экранирована диэлектриком, расположенным коаксиально снаружи анода, при этом неэкранированная рабочая часть анода расположена внутри полости катода и ограничена максимальной длиной, не превышающей длины катода, обрабатываемый катод закреплен в держателе, который электрически соединен с токоподводом к катоду, причем токоподвод вакуумно-плотно вмонтирован в стеклянную оболочку технологического прибора. A technological device for processing a hollow cold cathode in a gas discharge, containing a hollow cold cathode, an anode located coaxially inside the cathode and equidistant from its surface, a glass vacuum-tight shell, characterized in that the anode is made integral, the working part of the anode in contact with the gas discharge connected to its external part, electrically in contact with an external voltage or current source, by means of a detachable connection, made of the same material as the working surface of the cathode, it was processed with a purity class not lower than that of the cathode; on the cathode entrance side, it was partially shielded by a dielectric coaxially located outside the anode, while the unshielded working part of the anode is located inside the cathode cavity and is limited by a maximum length not exceeding the cathode length; the processed cathode is fixed in the holder which is electrically connected to the current lead to the cathode, and the current lead is vacuum-tightly mounted in the glass shell of the technological device.
RU2013117071/07A 2013-04-16 2013-04-16 Process device for treatment of hollow cold cathode in gas discharge RU2525856C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013117071/07A RU2525856C1 (en) 2013-04-16 2013-04-16 Process device for treatment of hollow cold cathode in gas discharge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013117071/07A RU2525856C1 (en) 2013-04-16 2013-04-16 Process device for treatment of hollow cold cathode in gas discharge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2525856C1 true RU2525856C1 (en) 2014-08-20

Family

ID=51384648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013117071/07A RU2525856C1 (en) 2013-04-16 2013-04-16 Process device for treatment of hollow cold cathode in gas discharge

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2525856C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2581610C1 (en) * 2014-12-17 2016-04-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (ОАО "НИИ "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха") Method of creating anode oxide film of cold cathode of gas laser in direct current glow discharge
RU2627945C1 (en) * 2016-04-27 2017-08-14 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Method for determining thickness of aluminium oxide film during anodic oxidation of cold cathode in glow oxygen discharge
RU182658U1 (en) * 2018-05-18 2018-08-28 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (АО "НИИ "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха") CATHODE ASSEMBLY OF THE LASER SENSOR
RU2713915C1 (en) * 2019-09-11 2020-02-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Method of producing oxide film of cold cathode of gas laser in glow discharge of direct current

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3860310A (en) * 1966-09-14 1975-01-14 Univ Maryland Method of fabricating a gas laser
SU543039A1 (en) * 1974-05-29 1977-01-15 Предприятие П/Я В-2836 Device for the oxidation of hollow cylindrical cathodes in glow discharge
WO2008069243A1 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. Cold-cathode electron source, its manufacturing method, and light-emitting element using same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3860310A (en) * 1966-09-14 1975-01-14 Univ Maryland Method of fabricating a gas laser
SU543039A1 (en) * 1974-05-29 1977-01-15 Предприятие П/Я В-2836 Device for the oxidation of hollow cylindrical cathodes in glow discharge
WO2008069243A1 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. Cold-cathode electron source, its manufacturing method, and light-emitting element using same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU 2419913C1 ,2705.2011. RU 2199789С2,, 27.02.2003. *
Хворостов В.И., Горбунов А.К., Хворостова Н.Н, Силаева Н.А. Физико-технологические особенности применения эмитирующих структур в газоразрядных лазерных датчиках, Наукоемкие технологии, N 10, 2012 , c.34-39. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2581610C1 (en) * 2014-12-17 2016-04-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (ОАО "НИИ "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха") Method of creating anode oxide film of cold cathode of gas laser in direct current glow discharge
RU2627945C1 (en) * 2016-04-27 2017-08-14 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Method for determining thickness of aluminium oxide film during anodic oxidation of cold cathode in glow oxygen discharge
RU182658U1 (en) * 2018-05-18 2018-08-28 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (АО "НИИ "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха") CATHODE ASSEMBLY OF THE LASER SENSOR
RU2713915C1 (en) * 2019-09-11 2020-02-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Method of producing oxide film of cold cathode of gas laser in glow discharge of direct current

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2525856C1 (en) Process device for treatment of hollow cold cathode in gas discharge
KR20050087731A (en) High pressure discharge lamp
RU2270491C2 (en) High-frequency neutron source such as neutralizer
KR101337047B1 (en) Atomspheric pressure plasma apparatus
JP2011154862A (en) Discharge lamp device
US5170091A (en) Linear ultraviolet flash lamp with self-replenishing cathode
WO1997036463A1 (en) Source of fast neutral molecules
JP2003016987A (en) Schottky electron gun and electron beam device
US4458136A (en) Method and apparatus for manufacturing a lamp
RU2654493C1 (en) Vacuum arrester
RU2713915C1 (en) Method of producing oxide film of cold cathode of gas laser in glow discharge of direct current
RU171229U1 (en) VACUUM DISCHARGE
US4250433A (en) Vacuo spark generator for the spectrographic analysis of samples
Harry et al. Multiple electrode system for high power CO2 laser excitation
JP2003003251A (en) Thin film forming method and thin film forming equipment and vapor deposition source
JP2014170921A (en) Ultraviolet irradiation device
JPS63284744A (en) Plasma x-ray source
JP7115735B2 (en) Flash lamp irradiation treatment equipment for VUV light
SU629028A1 (en) Apparatus for welding with non-consumable electrode in vacuum
JP2009179835A (en) Coaxial vacuum arc vapor deposition source and vacuum vapor deposition apparatus
KR101740955B1 (en) High temperature torch and gasification apparatus of material using the same
UA78101C2 (en) Gas-discharge electron gun
JP6411120B2 (en) Laser equipment
RU1780125C (en) High pressure sodium lamp
CN105390366A (en) Long arc-type electric-discharge lamp