磁场辅助的小型化潘宁离子源点时燃放电特性研究

摘要

潘宁离子源在小型化过程中会遇到点燃电压升高及阴极与阳极间绝缘材料击穿和不稳定放电等问题。为促使潘宁离子源内部结构小型化,文中在恒定电场下,通过增加磁场的方式实现潘宁离子源稳定放电,达到降电压放电,并延长了绝缘材料使用寿命,实现了稳定放电。此外,采用COMSOL Multiphysics软件对改进后的离子源内部电场、磁场的分布进行仿真,模拟分析电子在不同区域的运动和电离情况,据此建立了基于恒定电场增加磁场的点燃物理模型。该模型与实际的点燃实验进行对比的结果表明,改进后的小型潘宁离子源在电压恒定为0.8 kV时,仅将磁场增强至156.29 mT即可实现小型潘宁离子源稳定放电。