Radio frequency ion source

Details Radio frequency ion source Radio frequency ion source

H - Electricity

01

J

H01J 27/16 (2006.01) H01J 49/10 (2006.01)

Patent

CA 2208305

An rf ion source suitable for low power operation over a range of pressures in air comprises discharge electrodes having one or more cathodes (1) and an anode (2). Each cathode (1) is connected to an rf signal supply (8) through an associated coupling means (4) and the anode (2) is adapted to provide a surface area over which a plasma discharge may occur that is not substantially greater than the total cathodal area over which the discharge may occur. In this way the anode (2) presents no more useful surface than is required to accommodate the optimum area of the plasma discharge thereby preventing plasma wander and enhancing the stability of the discharge over known ion sources. By configuring the electrodes such that the respective areas of the anode and the cathode(s) over which discharge occurs are separated by no more than 5 mm and by forming the electrodes to have highly curved ends and so creating a higly distorted electric field in the inter-electrode gap when the source is in operation, it is possible to create an effective discharge with very low power input even at atmospheric pressure.

Source d'ions RF pour le fonctionnement à faible puissance sur une gamme de pressions d'air, qui comporte des électrodes de décharge dotées d'une ou plusieurs cathodes (1) et d'une anode (2). Chaque cathode (1) est connectée à une alimentation (8) en signaux RF par l'intermédiaire d'un dispositif de couplage associé (4) et l'anode (2) est adaptée pour fournir une zone superficielle sur laquelle peut se produire une décharge de plasma qui n'est pas supérieure à la zone cathodique totale sur laquelle la décharge peut se produire. De cette manière, l'anode (2) ne présente pas plus de surface utile qu'il n'est nécessaire pour donner place à la zone optimale de la décharge de plasma, ce qui empêche ainsi la dérive du plasma et améliore la stabilité de la décharge par rapport à des sources d'ions connues. En configurant les électrodes de telle manière que les zones respectives de l'anode et de la ou des cathode(s) sur lesquelles la décharge se produit ne soient pas séparées de plus de 5 mm et en formant les électrodes de manière à ce qu'elles aient des extrémités à forte courbure, ce qui permet ainsi de créer un champ électrique fortement déformé dans l'espace entre les électrodes lorsque la source fonctionne, il est possible de créer une décharge effective avec un apport de puissance très faible, même à la pression atmosphérique.

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