Физические механизмы стабилизации режимов генерации электронного пучка изучат молодые ученые из ИСЭ СО РАН

Двухгодичный проект под руководством Владислава Шина «Научные основы введения самосогласованной отрицательной обратной связи в ток пучка в источнике с сеточным плазменным катодом», поддержанный грантом Российского научного фонда для малых отдельных научных групп (№ 23-29-00998), позволит решить ряд задач по достижению стабильности и управляемости электронного пучка, а также повысить его однородность.

– Результаты этих исследований востребованы при создании перспективных источников электронов для модификации, полировки и закалки различных поверхностей неорганических материалов, генерации СВЧ-излучения и др. – говорит Владислав Игоревич.

Нередко при использовании источников электронов с плазменными катодами возникает целый ряд сложностей: при взаимодействии пучка с мишенью наблюдаются плавление обрабатываемого материала; скачки тока, приводящие к возникновению электрического пробоя и ограничивающие предельные параметры генерации пучка; сложность в достижении повторяемости характеристик электронно-пучкового воздействия на поверхность изделия, что является препятствием для более широкого распространения такого класса источников в промышленности.

Ранее коллективом лаборатории плазменной эмиссионной электроники велись исследования, направленные на расширение предельных параметров электронного пучка и повышение стабильности его генерации, в том числе с помощью отклонения электронного пучка ведущим магнитным полем. Такой способ повышения электрической прочности ускоряющего зазора показал свою эффективность, но требует увеличения массы и габаритов установки. Молодые ученые предложили новое решение – использование так называемой самосогласованной отрицательной обратной связи.

– Суть самосогласованной обратной связи заключается в снижении тока пучка в случае его неконтролируемого роста. Реализация нашего проекта позволит определить и изучить физические механизмы, необходимые для стабилизации режимов генерации электронного пучка, что обеспечит повторяемость режимов обработки поверхности материалов электронным пучком, а также расширит его предельные параметры, – пояснил Владислав Шин.

Все это позволит сделать источники электронов с плазменными катодами более востребованными в промышленности, где очень важны стабильность и управляемость генерации электронных пучков.