(1)離子源離子引出計(jì)算

　　考夫曼離了源的工質(zhì)多用惰性氣體氬，壓力為10-1Pa—10-2Pa。當(dāng)陰極燈絲加熱至白熾狀態(tài)能發(fā)射電子時(shí)，陽極上加幾十伏的正電壓則得到氬氣的輝光放電，從放電產(chǎn)生的等離子體中提取準(zhǔn)直、均勻的離子束，則需要一個(gè)離子引出系統(tǒng)。為了刻蝕非導(dǎo)體材料不使樣品表面積累正電荷，應(yīng)加置一個(gè)發(fā)射電子的熱絲中和器，使氬離子束中和成氬原子束來刻蝕樣品表面。因此，離子源由放電室、離子引出系統(tǒng)、中和器及接地屏蔽等構(gòu)成。
　　
　　根據(jù)傅姆的擾動等離子體球探針理論和原始電子不能忽略時(shí)曼斯克對形成穩(wěn)定鞘的博姆數(shù)據(jù)的修正，并假定放電室產(chǎn)生的多荷離子可以忽略、到達(dá)屏柵極開孔面積上的單荷離子均被引出成束時(shí)，在加速極出口處的束流密度JB，由下式計(jì)算




　　(2)離子源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　
　　①空心陰極離子源結(jié)構(gòu)原理如圖10-44所示，陽極直徑為200mm，放電室的外殼為無磁銹鋼圓筒。放電室底板、陰極靴和屏極靴選用導(dǎo)磁率高的低碳鋼材料。兩端緊固低碳鋼軸套的鋁鎳鈷5永久磁棒，用螺釘緊固到放電底板和屏極靴上，形成由陰極靴到屏極靴的發(fā)散磁場。無磁不銹鋼環(huán)形腔體，用壓環(huán)緊固在放電室底板上，與底板同軸，在外側(cè)面上均勻開一些導(dǎo)流小孔，靠近底板一方開有一個(gè)較大的孔，與底板外面安裝的氣體導(dǎo)管緊配，使活性工質(zhì)進(jìn)入分流器，再徑向均勻注入放電室。
　　
　　空心陰極組件通過螺釘與陰極靴相連，位于放電室底板中心。它是由多元硼化物電子發(fā)射體（即陰極），觸持極，引出極和電子分配擋板組成的。引出極是通過三個(gè)加屏蔽帽的絕緣子緊固在安裝座上。電子分配擋板通過兩個(gè)加屏蔽帽的絕緣子固定在引出極上。
　　
　　放電室前端平行安裝了兩塊精確對中的多個(gè)孔鉬制平板柵極作為離子引出系統(tǒng)。變孔屏柵與放電室同電位，等孔加速極通過四個(gè)加屏蔽的絕緣子緊固在屏極靴上，兩塊柵板的間隙保持在1.4mm左右。
　　
　?、诘入x子體橋中和器的設(shè)計(jì)。為了能刻蝕非導(dǎo)體材料的工件，并考慮到反應(yīng)離子束中氟基、氯基活性離子對熱絲中和器的強(qiáng)腐蝕作用，需要設(shè)計(jì)一個(gè)等離子體橋中和器，其結(jié)構(gòu)如圖10-45所示。它是由外殼、鉭絲陰極、陽極筒和引出極組成。外殼是不銹鋼圓筒，引出極為帶有小孔的不銹鋼圓片，用雙屏蔽陶瓷固定外殼簡體上。該中和器整體結(jié)構(gòu)為可拆卸式。