Revista Colombiana de Física, Vol 42, No 3 (2010)

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Estudio Del Campo De Microondas En Cámaras De Fuentes De Iones Basadas En El Fenómeno De Resonancia Ciclotrónica Electrónica

E. D. V. Niño, V. Dugar-Zhabon, C. J. Jaimes, M. Murillo acevedo, F. Durán

Resumen


En las fuentes modernas de iones multicargados el calentamiento del plasma y su confinamiento se realiza en condiciones de resonancia ciclotrónica electrónica a cuenta de la energía de microondas. El problema de la inyección de microondas en las cámaras de descarga de fuentes iónicas todavía no es bien estudiado a pesar de que la efectividad de absorción de microondas fuertemente depende de la relación entre geometrías de la superficie de resonancia ciclotrónica electrónica y el haz de microondas que se inyecta a la cámara. En este reporte se analiza la estructura del campo de microondas en la cámara de descarga en distancias cortas desde la abertura de una guía de onda que emita microondas. Esta distancia debe ser tan corta para que el plasma se encuentre en las zonas de Fresnel y de Fraunhofer y alejado de la zona reactiva de oscilaciones fuertes del campo de microondas. Se toma en consideración la localización de la superficie de resonancia ciclotrónica en la cual los electrones se calientan y que esta superficie en fuentes de iones tiene la forma de elipsoide de
rotación. Se examinan la geometría de las aberturas de radiador y disposición mutua de la zona de resonancia y la abertura para que se realice la absorción de microondas con máxima eficiencia.


In modern sources of multicharged ions, the plasma confinement and its heating are realized in electron cyclotron resonance conditions at the expense of the microwave power. The problem of microwaves injection into the discharge chamber of ion sources is not yet studied well in spite of that the microwave absorption effectiveness strongly depends on the relation between geometries of the electron cyclotron resonance surface and the microwave beam which is injected into the chamber. In this report we analyze the microwave field structure in the discharge chamber at a short distance from the aperture of the radiating guide. This distance must be so short in order that the plasma is in the Fresnel and Fraunhofer zones and distant from the reactive zone of strong oscillations of the microwave field. In the study, the ellipsoidal type of the resonance surface and the localization of this surface in the chamber are taken into consideration. The radiating
aperture geometry and mutual disposition of the resonance zone and the aperture for reaching maximum efficiency of the microwave power absorption are examined.


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ISSN: 0120-2650

 

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