Формирование высокоинтенсивных пучков ионов алюминия низкой энергии

Представлены экспериментальные результаты комбинированного формирования высокоинтенсивных импульсно-периодических пучков ионов алюминия низкой энергии. В качестве генератора металлической плазмы использовался непрерывный вакуумно-дуговой разряд. Формирование ионных пучков алюминия с плотностью тока до 0.47 А/сm$^{2}$, осуществлялось плазменно-иммерсионной экстракцией ионов с их последующей баллистической фокусировкой в пространстве дрейфа потенциальных электродов. Исследованы закономерности формирования пучков ионов высокой интенсивности при частоте следования импульсов 10$^{5}$ pulse per second в зависимости от амплитуды напряжения смещения в диапазоне от 1.2 до 3 kV, длительности импульса от 2 до 8 $\mu$s и давления остаточного газа. Показано, что эффективность транспортировки и фокусировка пучка определяются условиями нейтрализации его пространственного заряда. Установлено, что даже в случае полного заполнения пространства дрейфа предварительно инжектируемой плазмой условия нейтрализации пространственного заряда динамически изменяются по мере увеличения его плотности, в условиях баллистической фокусировки. Описаны экспериментальные результаты, обосновывающие формирования виртуального анода в условиях недостаточной инжекции плазмы в пространство дрейфа пучка. Показано, что эффективность транспортировки высокоинтенсивного пучка может быть существенно улучшена при напуске в экспериментальную камеру аргона.