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Experimental results of a magnetic field modification to the radio frequency driver of a negative ion source
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作者 谢俊炜 谢亚红 +6 位作者 韦江龙 梁立振 彭旭峰 杨宇雯 顾玉明 胡纯栋 谢远来 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第4期162-167,共6页
A magnetic field produced by a current flowing through the plasma grid(PG) is one of the solutions to reduce the collisional loss of negative ions in a negative ion source, which reduces the electron temperature in fr... A magnetic field produced by a current flowing through the plasma grid(PG) is one of the solutions to reduce the collisional loss of negative ions in a negative ion source, which reduces the electron temperature in front of the PG. However, the magnetic field diffused into the driver has some influence on the plasma outflowing. In order to investigate the effect of changing this magnetic field on the outflowing of plasma from the driver, a circular ring(absorber) of high permeability iron has been introduced at the driver exit, which can reduce the magnetic field around it and improve plasma outflowing. With the application of the absorber, the electron density is increased by about 35%, and the extraction current measured from the extraction grid is increased from 1.02 A to 1.29 A. The results of the extraction experiment with cesium injection show that both the extraction grid(EG) current and H-current are increased when the absorber is introduced. 展开更多
关键词 neutral beam injection negative ion source magnetic filter radio frequency ion source
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Numerical research of a 2D axial symmetry hybrid model for the radio-frequency ion thruster 被引量:4
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作者 吴辰宸 孙新锋 +1 位作者 顾左 贾艳辉 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第4期138-144,共7页
Since the high efficiency discharge is critical to the radio-frequency ion thruster(RIT), a 2D axial symmetry hybrid model has been developed to study the plasma evolution of RIT. The fluid method and the drift energy... Since the high efficiency discharge is critical to the radio-frequency ion thruster(RIT), a 2D axial symmetry hybrid model has been developed to study the plasma evolution of RIT. The fluid method and the drift energy correction of the electron energy distribution function(EEDF) are applied to the analysis of the RIT discharge. In the meantime, the PIC-MCC method is used to investigate the ion beam current extraction character for the plasma plume region. The beam current simulation results, with the hybrid model, agree well with the experimental results, and the error is lower than 11%, which shows the validity of the model. The further study shows there is an optimal ratio for the radio-frequency(RF) power and the beam current extraction power under the fixed RIT configuration. And the beam extraction efficiency will decrease when the discharge efficiency beyond a certain threshold(about 87 W). As the input parameters of the hybrid model are all the design values, it can be directly used to the optimum design for other kinds of RITs and radio-frequency ion sources. 展开更多
关键词 radio-frequency ion thruster axial symmetry hybrid model beam current extraction COSMOL multiphysics
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Extraction Characteristics of Radio Frequency ICP Ion Source
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作者 许沭华 任兆杏 沈克明 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2002年第4期1407-1410,共4页
An inductively coupled radio frequency ion source has been developed and its extraction characteristics measured. Beam current density up to 0.11 mA/ cm2 was obtained with argon at a rf discharge power of about 140 W.... An inductively coupled radio frequency ion source has been developed and its extraction characteristics measured. Beam current density up to 0.11 mA/ cm2 was obtained with argon at a rf discharge power of about 140 W. The dependences of ion beam on the discharge parameters such as rf source power, gas pressure and gas flow rate was studied. 展开更多
关键词 radio frequency inductively coupled plasma ion source extraction characteristics
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Magnetic field enhanced radio frequency ion source and its application for Si-incorporation diamond-like carbon film preparation
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作者 Jiping YIN Qing WANG +3 位作者 Xinlong WU Chunyu CHENG Dechun BA Zeng LIN 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第2期79-86,共8页
Various ion sources are key components to prepare functional coatings,such as diamond-like carbon(DLC)films.In this article,we present our trying of surface modification on basis of Si-incorporation diamond-like carbo... Various ion sources are key components to prepare functional coatings,such as diamond-like carbon(DLC)films.In this article,we present our trying of surface modification on basis of Si-incorporation diamond-like carbon(Si-DLC)produced by a magnetic field enhanced radio frequency ion source,which is established to get high density plasma with the help of magnetic field.Under proper deposition process,a contact angle of 111°hydrophobic surface was achieved without any surface patterning,where nanostructure SiC grains appeared within the amorphous microstructure.The surface property was influenced by ion flow parameters as well as the resultant surface microstructure.The magnetic field enhanced radio frequency ion source developed in this paper was useful for protective film applications. 展开更多
关键词 magnetic field enhanced radio frequency ion source Si-incorporation diamond-like carbon film MICROSTRUCTURE HYDROPHOBICITY protective film
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Progress of the RF negative hydrogen ion source for fusion at HUST
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作者 Chen ZUO Peng CHEN +3 位作者 Zengshan LI Jinghan YANG Fei SONG Dezhi CHEN 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第12期149-156,共8页
Huazhong University of Science and Technology has developed an experimental setup of a radio frequency(RF) driven negative hydrogen ion source,to investigate the physics of production and extraction of the H^(-)ions f... Huazhong University of Science and Technology has developed an experimental setup of a radio frequency(RF) driven negative hydrogen ion source,to investigate the physics of production and extraction of the H^(-)ions for neutral beam injection in nuclear fusion reactors.The main design parameters of the ion source are:RF power ≤40 kW;extraction voltage ≤10kV;accelerator voltage ≤20 kV.This paper gives an overview of the progress of the ion source with particular emphasis on some issues.The RF driver and source plasma are analyzed and optimized in terms of impedance matching,plasma characteristics and power coupling.In regard to the simulation analysis,a plasma model based on the particle-in-cell method and a beam trajectory model considering beam stripping loss are developed to investigate the plasma and negative ions transport inside the ion source.Furthermore,a collisional radiative model of H and H2is built for plasma optical diagnosis. 展开更多
关键词 negative ion sources radio frequency(RF) particle-in-cell(PIC) beam simulation
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多电飞机系统传导电磁干扰交互作用机理分析及建模
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作者 徐一明 段建东 +2 位作者 孙红鹏 张涛 张刚 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1-12,共12页
采用270 V直流配电的多电飞机系统中电力电子设备众多,单一设备的传导电磁干扰很容易影响其他设备。为了探究复杂工况下设备间的传导电磁干扰交互作用机理,以DC/DC变换器、DC/AC逆变器和电机及其驱动器三种典型设备为研究对象进行研究... 采用270 V直流配电的多电飞机系统中电力电子设备众多,单一设备的传导电磁干扰很容易影响其他设备。为了探究复杂工况下设备间的传导电磁干扰交互作用机理,以DC/DC变换器、DC/AC逆变器和电机及其驱动器三种典型设备为研究对象进行研究。首先,对典型设备依据功能划分不同的运行工况。然后,分别建立了各设备的高频等效模型,在此基础上建立系统的高频等效模型。根据不同运行工况,分别研究设备间的电磁干扰交互作用机理。研究发现,设备间的电磁干扰交互作用既体现在干扰源的增加,又体现在新传导路径的引入,新传导路径会造成新的谐振问题。最后,仿真和实验结果表明,基于设备间电磁干扰交互作用机理搭建的仿真模型对谐振尖峰幅值的预测结果与实验误差在5 dBμV以内,模型符合度很好,证明了机理分析和建模的正确性。 展开更多
关键词 多电飞机系统 设备间电磁干扰 高频等效模型 干扰源等效 直流供电系统 电磁兼容
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大面积单激励器射频离子源等离子体均匀性分析
7
作者 杨立鑫 陈俞钱 +3 位作者 谢亚红 彭旭峰 梁立振 胡纯栋 《能源研究与管理》 2024年第1期138-144,共7页
为了提高等离子体分布均匀度,基于有限元分析法与实验相结合的方法,从射频离子源驱动器尺寸和引出区尺寸2个方面对单驱动射频离子源放电室进行设计。模拟研究结果表明,电子均匀度的增长幅度随驱动器尺寸的大小变化比较缓慢。根据不同驱... 为了提高等离子体分布均匀度,基于有限元分析法与实验相结合的方法,从射频离子源驱动器尺寸和引出区尺寸2个方面对单驱动射频离子源放电室进行设计。模拟研究结果表明,电子均匀度的增长幅度随驱动器尺寸的大小变化比较缓慢。根据不同驱动器尺寸电子密度分布研究结果,在引出区尺寸为320 mm时,电子均匀度能够满足90%的要求。根据实验研究结果表明,在引出区尺寸为320 mm时电子分布均匀且均匀度>90%,并与模拟结果相吻合。因此,为使得等离子体分布均匀度能够达到要求,离子源放电室底部引出面附近引出区尺寸应该设计为320 mm。 展开更多
关键词 射频离子源 驱动器尺寸 引出区尺寸 电子均匀度
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离子束表面加工设备及工艺研究
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作者 范江华 李勇 +3 位作者 袁祖浩 龚俊 胡凡 黄也 《中国集成电路》 2024年第9期87-91,共5页
本文介绍了一种用于红外芯片金属化与刻蚀工艺的离子束表面加工设备。通过实验探索不同工艺角度下薄膜沉积速率与均匀性及刻蚀速率与均匀性的影响,结果表明薄膜沉积均匀性与刻蚀均匀性均优于3%。同时经过产线流片,红外芯片表面薄膜均匀... 本文介绍了一种用于红外芯片金属化与刻蚀工艺的离子束表面加工设备。通过实验探索不同工艺角度下薄膜沉积速率与均匀性及刻蚀速率与均匀性的影响,结果表明薄膜沉积均匀性与刻蚀均匀性均优于3%。同时经过产线流片,红外芯片表面薄膜均匀性良好、一致性高,芯片电路图案刻蚀陡直性高、损伤低,满足红外芯片金属化与刻蚀工艺需求。 展开更多
关键词 离子束溅射沉积 离子束刻蚀 离子束加工 射频离子源
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大面积射频离子源等离子体激励模拟研究 被引量:1
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作者 陈俞钱 苏国建 +1 位作者 谢亚红 胡纯栋 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1174-1181,共8页
中性束注入(Neutral Beam Injection,NBI)加热是磁约束核聚变装置中最重要的辅助加热手段之一。大面积强流射频(Radio frequency)离子源是高功率NBI系统的核心部件。为了获得高密度、均匀的等离子体,在单激励器射频离子源研究的基础上... 中性束注入(Neutral Beam Injection,NBI)加热是磁约束核聚变装置中最重要的辅助加热手段之一。大面积强流射频(Radio frequency)离子源是高功率NBI系统的核心部件。为了获得高密度、均匀的等离子体,在单激励器射频离子源研究的基础上对双激励器射频离子源的结构和等离子体激励特性进行了模拟,给出了射频离子源不同结构和参数对等离子体产生的影响,包括射频激励器间距、扩展室深度、射频功率以及放电气压等。研究结果可为大面积射频离子源的研制和多激励器射频负离子源的设计和优化提供支持。 展开更多
关键词 中性束注入 射频离子源 均匀性 模拟分析
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一种高效射频离子源的实现方法
10
作者 李香宇 刘晓娣 毕敬腾 《仪表技术》 2023年第3期8-10,30,共4页
针对它激式射频离子源存在体积大、结构复杂、效率低、匹配速度慢的不足,提供一种高效射频离子源的实现方法,可用于电感耦合等离子体质谱仪和光谱仪。该射频离子源由频率信号源产生一定频率的正弦波信号,之后送给信号调理电路,将正弦波... 针对它激式射频离子源存在体积大、结构复杂、效率低、匹配速度慢的不足,提供一种高效射频离子源的实现方法,可用于电感耦合等离子体质谱仪和光谱仪。该射频离子源由频率信号源产生一定频率的正弦波信号,之后送给信号调理电路,将正弦波信号整形、差分、占空比调节后变成两路相位差为180°的矩形波信号,送给前级放大器放大后再驱动主放大器,输出的大功率信号经阻抗匹配网络加载到负载线圈,通过点火形成射频等离子体。 展开更多
关键词 射频离子源 功率放大器阻抗匹配
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用于薄膜制备的射频宽束离子源的设计 被引量:6
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作者 尤大伟 黄小刚 +1 位作者 任荆学 李安杰 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期451-454,共4页
采用射频宽束离子源进行离子束辅助镀膜可以获得高性能的光学薄膜 ,已越来越得到人们的共识。本文对射频感应线圈的匹配、起弧及三栅离子光学的关键技术进行了重点考虑 ,并获得了稳定运行的高性能离子源。
关键词 宽束 离子源 薄膜制备 光学薄膜 离子束 感应线圈 匹配 射频 镀膜 高性能
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射频ICP离子源设计研究 被引量:11
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作者 许沭华 任兆杏 +1 位作者 沈克明 翁坚 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第4期310-312,共3页
本文介绍了射频 (RF)感应耦合等离子体 (ICP)离子源的设计研究。对RFICP的结构、离子流的引出以及离子流的均匀性、中性化和射频匹配网络进行了研究。
关键词 射频ICP 离子源 设计 射频匹配网络 感应耦合等离子体 离子流 均匀性 中性化
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大气压射频辉光放电阻抗特性的实验研究 被引量:12
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作者 金锋 焉迪 +3 位作者 王志斌 李和平 葛楠 包成玉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1596-1601,共6页
为研究大气压射频辉光放电过程中不同工作气体(氦气和氩气)对发生器等效阻抗的影响,基于等离子体的介电特性,建立了描述等离子体区域的"电阻-电容混联"等效电路模型;通过实验测量放电电压及电流,并基于等效电路模型来计算等... 为研究大气压射频辉光放电过程中不同工作气体(氦气和氩气)对发生器等效阻抗的影响,基于等离子体的介电特性,建立了描述等离子体区域的"电阻-电容混联"等效电路模型;通过实验测量放电电压及电流,并基于等效电路模型来计算等离子体在放电过程中的电子数密度,从而得到等离子体发生器的等效阻抗。实验测量了大气压射频辉光放电的放电电压及电流,并基于等效电路模型得到了等离子体发生器的等效阻抗及放电区的电子数密度。实验结果表明:对氦气和氩气放电,在α放电模式下其电阻及电抗的绝对值均随着放电电流的增加而减小,而电子数密度则随放电电流的增大而线性增加;且在相同的放电电流条件下,氩等离子体的电阻和电容都比氦等离子体高。研究结论可作为等离子体在不同工作气体条件下放电阻抗匹配研究的参考。 展开更多
关键词 大气压等离子体 射频辉光放电 等效阻抗 电路模型 电子数密度 阻抗匹配
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射频聚焦离子源熔石英高确定去除特性研究 被引量:4
14
作者 惠迎雪 刘卫国 +2 位作者 马占鹏 张进 周顺 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期284-290,共7页
在离子束抛光工艺过程中,材料确定性去除特性对预测光学元件的各工位材料去除量和驻留时间具有极其重要的作用。采用射频离子源对熔石英光学元件的离子束刻蚀特性进行了研究,利用ZYGO激光干涉仪获得准确的去除函数,系统分析了气体流量... 在离子束抛光工艺过程中,材料确定性去除特性对预测光学元件的各工位材料去除量和驻留时间具有极其重要的作用。采用射频离子源对熔石英光学元件的离子束刻蚀特性进行了研究,利用ZYGO激光干涉仪获得准确的去除函数,系统分析了气体流量、屏栅电压、离子束入射角和工作距离等因素对熔石英去除函数的影响,并分析了各单一工艺因素微小扰动时,材料峰值去除率、半高宽和体积去除率的相对变化率。实验结果表明,相同工作真空条件下,工作气体质量流量的微小变化对去除函数影响极小,在典型的工艺条件下,屏栅电压在±5V、离子束入射角±1°、工作距离在±0.5mm范围内变化时,熔石英峰值去除率、体积去除率和峰值半高宽的相对变化均小于5%,去除函数具有较好的确定性和稳定性。 展开更多
关键词 射频离子源 去除函数 离子束抛光 熔石英
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制造资源云集成元建模及云Agent服务调度研究 被引量:10
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作者 马军 罗国富 +1 位作者 路迪 郭炎强 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期917-923,930,共8页
针对云制造过程中的制造资源虚拟化问题,分析了制造资源的存在形态、构成及其属性,提出基于RFID技术与对象名解析服务的制造资源感知与追溯逻辑架构,以实现物理制造资源虚拟化;通过建立虚拟制造资源静态-动态集成元模型,为异构、动态的... 针对云制造过程中的制造资源虚拟化问题,分析了制造资源的存在形态、构成及其属性,提出基于RFID技术与对象名解析服务的制造资源感知与追溯逻辑架构,以实现物理制造资源虚拟化;通过建立虚拟制造资源静态-动态集成元模型,为异构、动态的虚拟制造资源的重组和融合提供统一描述机制;在此基础上,将移动Agent和云服务发现机制相融合,提出云Agent(cloud Agent)的概念,并基于资源中介的改进合同网机制,实现云制造服务自适应管理和调度;给出了面向复杂产品协同的制造资源云服务平台原型系统,并结合汽轮机制造服务协同应用案例,初步实现了制造资源虚拟化和服务部署。 展开更多
关键词 云制造 射频识别 虚拟制造资源 元模型 云Agent 服务调度
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大功率射频离子源驱动器等效阻抗特性分析 被引量:6
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作者 阳璞琼 刘波 +5 位作者 蒋才超 韦江龙 谢亚红 谢远来 潘军军 胡纯栋 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期91-96,共6页
离子源是中性束注入系统的核心部件之一,射频离子源具备稳态运行的能力,成为未来中性束用离子源的主要备选源。在射频离子源中,阻抗匹配的合理设计和有效调谐是实现高功率稳定等离子体放电的核心,而驱动器的等效阻抗决定了阻抗匹配网络... 离子源是中性束注入系统的核心部件之一,射频离子源具备稳态运行的能力,成为未来中性束用离子源的主要备选源。在射频离子源中,阻抗匹配的合理设计和有效调谐是实现高功率稳定等离子体放电的核心,而驱动器的等效阻抗决定了阻抗匹配网络的设计,故对其特性的分析是必不可少的。基于射频等离子体变压器模型建立了射频离子源驱动器等效阻抗计算的解析模型,通过计算获得了驱动器等效阻抗随等离子体电子密度的变化特性,为阻抗匹配网络的合理设计及阻抗匹配调谐提供了参考。该模型能够较为快速准确地计算得出不同气压下驱动器内的电子温度,得出的不同气压和电子密度下的等效阻抗变化特性也与同类射频离子源的计算结果相符合。 展开更多
关键词 中性束注入系统 感性耦合等离子体 变压器模型 射频离子源等效模型
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几种常用光学材料的离子束刻蚀特性研究 被引量:2
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作者 刘颖 徐德权 +3 位作者 徐向东 周小为 洪义麟 付绍军 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期536-538,553,共4页
利用基于射频离子源的离子束刻蚀装置,分别以氩气、三氟甲烷为工作气体,初步研究了离子能量、束流和加速电压等条件对K9、石英、氧化硅薄膜、氧化铪薄膜这4种常用光学材料和光刻胶的离子束刻蚀特性和反应离子束刻蚀特性的影响.实验结果... 利用基于射频离子源的离子束刻蚀装置,分别以氩气、三氟甲烷为工作气体,初步研究了离子能量、束流和加速电压等条件对K9、石英、氧化硅薄膜、氧化铪薄膜这4种常用光学材料和光刻胶的离子束刻蚀特性和反应离子束刻蚀特性的影响.实验结果表明:以三氟甲烷为工作气体的反应离子束刻蚀,在较低离子能量、束流和加速电压的条件下,就可对氧化硅薄膜和氧化铪薄膜实现较高的刻蚀选择比(分别为2.5∶1和1∶1).并在此基础上,研制出亚微米周期的氧化硅光栅和氧化铪光栅,其中氧化硅光栅线条的侧壁倾角大于85°;氧化铪光栅在1064 nm自准直入射角下的负一级衍射效率高于95%. 展开更多
关键词 离子束刻蚀 射频离子源 选择比 衍射光学元件
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射频电子源数值仿真及实验研究 被引量:4
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作者 李兴达 张兴民 +2 位作者 李建鹏 张天平 孙新锋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2394-2400,共7页
射频电子源以其结构简单、不易受污染、寿命长、瞬时启动等优点,可以作为离子和霍尔电推进的中和器,显著提升其寿命和性能。为了研究射频电子源的优化设计方法,基于放电室等离子体整体模型和非双极流动模型开展了射频电子源性能的仿真评... 射频电子源以其结构简单、不易受污染、寿命长、瞬时启动等优点,可以作为离子和霍尔电推进的中和器,显著提升其寿命和性能。为了研究射频电子源的优化设计方法,基于放电室等离子体整体模型和非双极流动模型开展了射频电子源性能的仿真评估,并对研制的1A级电子源样机开展了实验测试。研究结果显示:仿真与实验结果一致性较好,引出电子电流与收集电压、小孔直径、工质流率、射频功率相关,各参数相互耦合且存在最优组合,样机额定工作点下,电子源放电损耗为99W/A,工质利用率系数为11。 展开更多
关键词 电推进 电子源 感性耦合等离子体 整体模型 引出电流 射频
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条形射频源大口径离子束刻蚀机性能(英文) 被引量:2
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作者 董晓浩 刘颖 +8 位作者 赵飞云 徐德权 徐向东 周银贵 汪啸 姚传荣 洪义麟 付绍军 徐朝银 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期530-535,共6页
针对大尺寸基底往复扫描条形离子束来实现大面积刻蚀的特点,实验测试了基于射频感应耦合等离子体离子源大型离子束刻蚀机的性能.利用法拉第筒扫描探测系统在线测量束流密度,通过控制气体流量、调节加速电压等,得到了纵向束流密度±5... 针对大尺寸基底往复扫描条形离子束来实现大面积刻蚀的特点,实验测试了基于射频感应耦合等离子体离子源大型离子束刻蚀机的性能.利用法拉第筒扫描探测系统在线测量束流密度,通过控制气体流量、调节加速电压等,得到了纵向束流密度±5.3%均匀性的较好结果.刻蚀实验表明40 cm长度范围刻蚀深度均匀性为±5.4%,同时具有较好的束流稳定性.添加束阑,并结合掩模修正束流,会得到更好的束流密度与刻蚀深度均匀性. 展开更多
关键词 离子束刻蚀机 条形射频离子源 束流密度均匀性 束阑 大口径衍射光学元件
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射频爆磁压缩发生器等效电路分析 被引量:3
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作者 李红梅 邱景辉 贾世楼 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1044-1047,共4页
建立射频爆磁压缩发生器的辐射模型是采用等效电路法对其分析的难点.将射频爆磁压缩发生器的电容器和电感线圈分别作为辐射单元电偶极子和磁偶极子来考虑,建立了考虑装置自身辐射特性的辐射模型.在此基础上,建立了定子线圈分段结构的射... 建立射频爆磁压缩发生器的辐射模型是采用等效电路法对其分析的难点.将射频爆磁压缩发生器的电容器和电感线圈分别作为辐射单元电偶极子和磁偶极子来考虑,建立了考虑装置自身辐射特性的辐射模型.在此基础上,建立了定子线圈分段结构的射频爆磁压缩发生器的电路方程并对其进行了数值模拟.数值模拟结果与实验数据对比表明,所建立的辐射模型和电路方程,能够正确描述装置的特性,可用于预测射频爆磁压缩发生器的行为和指导其工程设计. 展开更多
关键词 射频爆磁压缩发生器 等效电路 辐射模型
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