[发明专利]具有束流自动反馈控制的考夫曼离子源

说明书

现有考夫曼离子源，在真空镀膜时输出的离子束流受到阴极灯丝变化、工作气体扰动、真空室真空度变化等影响，比如随着阴极灯丝的热蒸发，阴极灯丝越烧越细导致输出离子束流逐渐减小，这时就需要人为调大阴极灯丝电压以保持束流的稳定。本发明设计了一种针对于离子束流变化的自动反馈调节电路，该电路采集输出束流的变化，将负反馈信号传递给阴极灯丝控制电路，当离子束流减弱时，适当增大阴极灯丝功率，而在离子束流增强时，适当减小阴极灯丝功率，从而使输出束流始终维持稳定。本发明的有益之处是，用自动反馈电路实时跟踪调整，使离子源输出束流保持稳定，从而使离子源辅助镀膜的光学薄膜结构稳定，改善光学薄膜的一致性和牢固度，也减少了镀膜过程中对离子源设备的人工干预。

技术领域

本发明涉及一种离子源的束流稳定控制电路设计，属于电子技术领域。

背景技术

离子源广泛应用于光学真空镀膜、材料表面精细抛光与蚀刻等领域，在真空镀膜的考夫曼型离子源中，离子源输出的离子束流受到阴极灯丝变化、工作气体扰动以及真空室真空度变化等影响而改变，使离子束轰击被加工产品的能量不稳定。传统的离子源设备是靠人工调节阴极灯丝电压来跟踪补偿使束流稳定的。

发明内容

现有考夫曼离子源，在真空镀膜时输出的离子束流受到阴极灯丝变化、工作气体扰动、真空室真空度变化以及离子源温度变化等影响，比如随着阴极灯丝的热蒸发，阴极灯丝越烧越细，电阻增加，从而使阴极发射的热电子逐渐减少导致输出束流逐渐减小，这时就需要人为调大阴极灯丝电压以保持离子源束流稳定。

本发明设计了一种针对于离子束流变化的自动反馈调节电路，该电路采集输出束流的变化，将负反馈信号传递给阴极灯丝控制电路，当离子束流减弱时，适当增大阴极灯丝功率，而在离子束流增强时，适当减小阴极灯丝功率，从而使输出束流始终维持稳定。

本发明的有益之处是，用自动反馈电路跟踪离子源输出束流的变化，实时调整，使离子源输出束流保持稳定，从而使离子源辅助镀膜的光学薄膜结构稳定，改善光学薄膜的一致性和牢固度，也减少了镀膜过程中对离子源设备的人工干预。

附图说明

图1是本发明实施例的示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步详细说明本发明的实施例。

一种针对于束流变化的自动反馈调节电路，该电路通过电位器(1)输入设定的束流值，在束流取样比较电路(7)中，通过取样屏栅(6)到地之间的离子束流电流值并与设定束流值相比较，将负反馈信号传递给移相调压反馈回路(2)，移相调压反馈回路(2)通过控制晶闸管(3)的开关相位导通角，控制阴极灯丝变压器(4)的导通，以改变阴极灯丝(5)的功率。

当离子束流减弱时，适当增大阴极灯丝(5)的功率，增加阴极热电子发射，而在离子束流增强时，适当减小阴极灯丝(5)的功率，减少阴极热电子发射，即可使输出束流始终维持在相对稳定的数值。例如，随着阴极灯丝(5)的逐渐烧蚀，阴极灯丝电流可以从15安培下降到10安培，通过自动反馈调节阴极热电子发射量，输出的离子束流可始终维持在150±5毫安，使离子源工况保持稳定。