Казанский

Электромагнитный анализатор (масс-сепаратор)

В ИЛУ-3 применен электромагнитный анализатор с углом сектора 60⁰ с однородным магнитным полем, направленным вертикально, перпен-дикулярно пучку ионов. В области анализатора ионы движутся по круго-вым траекториям, радиус которых при заданном значении напряженности магнитного поля и энергии ионов Е зависит от массы ионов М₁ и опреде-ляется из хорошо известного соотношения:


1
R  _eH 2M₁E ₍₂₂₎ где е - заряд электрона.
Средний радиус траектории ионов в анализаторе равен R₀ = 500 мм, максимальная ширина пучка в средней плоскости анализатора составляет ~120 мм.
При величине межполюсного зазора 90 мм максимальная напряжен-ность магнитного поля в зазоре достигает ~ 5500 Э. Масс- сепаратор имеет отдельное питание через мотор-генератор, т.е. электродвигатель перемен-ного тока, на одном валу с которым помещен генератор постоянного тока. Такое устройство позволяет избежать применения мощных трансформато-ров и выпрямителей. Обмотки магнита масс-сепаратора охлаждаются про-точной водой. Максимальный ток магнита до 200 А, что соответствует ~ 60 тыс. ампер-витков.
Блок питания ионного источника

Блок питания ионного источника находится под высоким напряже-нием, получаемым с помощью серийного выпрямителя ВС-50-50 (V_max = 50 кВ, J_max = 50 мА) и включает в себя следующие узлы:

77



1. Выпрямитель дуги;

2. Выпрямитель подогрева катода;

3. Выпрямитель нити накала;

4. Выпрямитель печи;

5. Выпрямитель нагревателя газоразрядной камеры;

6. Блок стабилизации тока дуги.

Управление блоком питания осуществляется через высоковольтные

разделительные трансформаторы.

Для осуществления сканирования ионного пучка по образцу исполь-

зуется пилообразная модуляция ускоряющего напряжения. Для этого про-

модулированный ВЧ сигнал с частотой 1 МГц подается через высоко-

вольтный разделительный конденсатор и детектор на сетку стабилизи-

рующей выходной лампы (см. Рис.31).

Рис.31. Блок питания источника ионов

Таким образом, амплитуда высокого напряжения 40 кВ промодули-

78

рована пилой с частой 200 Гц и амплитудой ~ 1 кВ. В этом случае ионы с

равной массой, но разной энергией будут отклоняться в масс-сепараторе на

разный угол, чем и обеспечивается сканирование пучка по всему образцу.

Отличие в энергии ионов на краях образца с размером в направлении ска-

нирования ~ 10 см составляет не более 3 %, что практически не сказывает-

ся на профилях распределения пробегов и процессах дефектообразования.