离子源电离室放电特性研究

离子源是一种在电离室内部放电产生等离子体并利用栅极加速喷出离子束流的装置,在航天等领域有广泛的应用。其最关键的电离室内部放电特性研究是其性能提升的先导基础。本文分别对离子源电离室的电磁场、等离子体参数诊断和等离子体分布等放电特性开展了研究。本文利用会切场在微波离子源电离室中构成了较合适的共振面,在考夫曼电离室中形成两个磁尖端。发散磁场磁力线包覆整个阳极壁面。近磁铁壁面强度高而随距离变化衰减剧烈。无磁场条件下放电室内部等离子体中电子在电场作用下迅速损失,其发光强度迅速减弱。在会切磁场条件下,光谱辐射强度的变化表现出一致的双峰分布。发散磁场条件下,磁力线包覆整个阳极导致电子运动受阻,放电电压高于其他磁场条件的两倍,光强分布则在轴向上呈现出递减趋势。磁场对等离子体的影响表现为约束电子的运动,增加电离室内部电子密度。基于不同天线构型和输入功率,本文研究了电离室中的对应电场分布。环形天线电场强度分布相比于四角星形和八角星形有较好的对称性。微波功率与电场强度之间呈现正相关关系。光强随功率增大增强,原子谱线发光剧烈,离子谱线发光较弱。环形天线高亮发光区集中在放电室中心部位,边缘区域发光较弱,光强梯度...