冷陰極潘寧離子源基本工作原理

         冷陰極潘寧放電原理可以用如圖1所示的結構來(lái)說(shuō)明,一個(gè)圓筒作為陽(yáng)極,在其兩端放兩電極, 一般接相同電位作為陰極, 將整個(gè)放電系統放入軸向磁場(chǎng)中�？臻g中殘存的電子、離子,在電磁場(chǎng)的作用下,產(chǎn)生輪滾線(xiàn)運動(dòng),電子運動(dòng)軌跡大大延長(cháng), 導致它與中性氣體分子的碰撞幾率增大, 提高了電離效率, 使得這種結構在很低的氣壓下也能發(fā)生放電。

圖1　潘寧放電原理圖

        根據磁感應強度B 和氣體密度n 的大小可以將潘寧放電分成幾類(lèi):

       ①在氣壓很低、磁場(chǎng)很弱時(shí)不發(fā)生自持放電。

       ②低氣壓放電模式, 此時(shí)放電的基本特點(diǎn)是: 由于磁場(chǎng)內電子橫越磁場(chǎng)的速率遠比離子慢,于是在放電空間內形成過(guò)剩的電子云, 電子云使徑向電位下垂, 并在陽(yáng)極附近形成鞘層; 陽(yáng)極電流隨氣壓線(xiàn)性增加, 這是潘寧電離計(PIG)的基礎; 此時(shí)并未在整個(gè)空間形成等離子體。

      ③高氣壓放電模式,當氣壓大于1.3×10^-2Pa, 放電模式由低氣壓放電突然過(guò)渡到高氣壓放電。

       低氣壓放電模式還可以細分為兩種模式: ①低氣壓低磁場(chǎng)(LMF)模式; ②低氣壓高磁場(chǎng)(HMF)模式。