Per innescare la lampada ad arco a catodo cavo sono necessarie le seguenti condizioni:
- Sulla parete della camera di rivestimento è installato un cannone a catodo cavo in tubo di tantalio, utilizzabile per emettere un flusso di elettroni caldi. Il diametro interno del tubo piatto è compreso tra φ 6 e φ 15 mm, con uno spessore della parete di 0,8-2 mm.
- L'alimentatore è composto da un alimentatore per l'innesco dell'arco e da un alimentatore per il mantenimento dell'arco, collegati in parallelo. La tensione dell'alimentatore per l'innesco dell'arco è compresa tra 800 e 1000 V, e la corrente di innesco è compresa tra 30 e 50 A; la tensione dell'arco è compresa tra 40 e 70 V, e la corrente dell'arco è compresa tra 80 e 300 A.
Il processo di scarica ad arco a catodo cavo segue la procedura di conversione da scarica a bagliore anomala a scarica ad arco descritta dalla "curva caratteristica volt-ampere". In primo luogo, è necessario un alimentatore che fornisca una tensione di avviamento di 800 V per generare la scarica a bagliore nel tubo di tantalio. Gli ioni di argon ad alta densità all'interno del tubo di tantalio lo bombardano e lo riscaldano fino alla temperatura in cui vengono emessi elettroni caldi, con conseguente elevato flusso di elettroni di plasma e un improvviso aumento della corrente dell'arco a catodo cavo. Successivamente, è necessario anche un alimentatore ad alta corrente per mantenere la scarica ad arco. Il processo di conversione da scarica a bagliore a scarica ad arco è automatico, quindi è necessario configurare un alimentatore in grado di erogare sia alta tensione che alta corrente.
Se questi due requisiti sono concentrati su un'unica fonte di alimentazione, l'estremità di uscita secondaria del trasformatore di potenza deve essere avvolta con fili molto spessi per molte spire al fine di erogare alta tensione e alta corrente, il che richiederà un alimentatore di grandi dimensioni. Dopo anni di perfezionamento, è possibile collegare in parallelo un piccolo alimentatore per l'innesco dell'arco con un alimentatore per il mantenimento dell'arco. L'alimentatore per l'innesco dell'arco utilizza fili sottili avvolti in più spire, in grado di erogare un'alta tensione di 800 V per innescare i tubi al tantalio e generare la scarica a bagliore; l'alimentatore per l'arco può erogare decine di volt e centinaia di ampere di corrente avvolgendo un filo spesso con un minor numero di spire per mantenere la stabilità della scarica ad arco a catodo cavo. Grazie al collegamento in parallelo dei due alimentatori sui tubi al tantalio, durante il processo di conversione dalla scarica a bagliore anomala alla scarica ad arco, i due alimentatori si collegheranno e commuteranno automaticamente da alta tensione e bassa corrente a bassa tensione e alta corrente.
- Regolare rapidamente il livello di vuoto. Il livello di vuoto per la scarica a bagliore nei tubi di tantalio è di circa 100 Pa e la struttura del film depositato in condizioni di vuoto così basso è inevitabilmente grossolana. Pertanto, dopo l'innesco della scarica ad arco, è necessario ridurre immediatamente la quantità di flusso d'aria e regolare rapidamente il livello di vuoto a 8 × 10⁻¹ ~ 2 Pa per ottenere una struttura iniziale del film fine.
- Il piatto rotante del pezzo è installato attorno alla camera di rivestimento, con il pezzo collegato al polo negativo dell'alimentatore di polarizzazione e la camera a vuoto collegata al polo positivo. Grazie all'elevata densità di corrente dell'arco a catodo cavo, la tensione di polarizzazione del pezzo rivestito con ioni non deve necessariamente raggiungere i 1000 V, ma è generalmente compresa tra 50 e 200 V.
5. Posizionare una bobina elettromagnetica di focalizzazione attorno al collasso di Gan; il campo elettromagnetico generato applicando corrente alla bobina può focalizzare il fascio di elettroni al centro del lingotto metallico, aumentando la densità di potenza del flusso di elettroni.
Data di pubblicazione: 20 luglio 2023