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IAP Uni - Frankfurt
Low Energy Beam Transport and Diagnostic
Gabor - Linsen:Abriß einer Entwicklung
C. Gabor, A. Jakob, J. Pozimski, U. Ratzinger, J. SchäferO. Meusel*,
Riezlern 2002
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D. Gabor
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Erste Ergebnisse für den Transport von Ionenstrahlendurch Gabor - Linsen
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Erste Diagnose der Linsenparameter
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Messung an einer Gabor-Plasma-LinseJürgen Pozimski
IAP Uni - FrankfurtOktober 1990
-4
B(r
=0)
[10
T]
z
0
12.5
25.0
37.5
50
0 50 100 150 2000 50 100 150 200
Z [mm]
0
10
20
30
40
r [m
m]
z [mm]
900 V100 V
ion beamelectrons
ground electrodes
anode
magnetic field coils10 cm
0
10
20
30
40
r [m
m]
0
250
500
750
1000
F [V
]
0 50 100 150 200
Z [mm]
0
10
20
30
40
r [m
m]
Z [mm]
-4
B [
10
T]
z
0
12.5
25.0
37.5
50
0 50 100 150 200
magnetic fieldpotential distribution
Distribution of the external fields
Diplomarbeit
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Schematischer Versuchsaufbau
Ionenquelle Gabor-Plasma-Linse
Schlitz-GitterEmittanzmessanlage
Faradaytasse
Emittanzmessung
Ar+, I =280 mA, U =10 keVFDT ex
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Erste numerische Analyse der Einschlußbedingungen
Simulation von Elektronentrajektorien in der x-y Ebeneeiner GPL für verschiedene Anfangsbedingungen
re
e longA
A
U
r,max, =
4 02r
ee rad
z
e
e B
m,max, = 0
2
2
radialer Einschluß longitudinaler Einschluß
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Untersuchung zum Transportraumladungskompensierter
niederenergetischer und intensiverIonenstrahlen mit einerGabor-Plasma-Linse
DissertationJürgen Pozimski, IAP Uni - Frankfurt, 1997,
Solenoid
Anode
ErdelektrodenElektronen
Ionen-strahl
Erdelektroden
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Entwicklung einer numerischen Simulationder Elektronendichteverteilung
GABORITC: Berechnung derElektronendichte für ein äußeresB-Feld und Potentialverteilung
GABORM: Berechnung derElektronendichte für gegebeneexterne Felder unter Berücksichtigungder Thermalisierung der Elektronen
r re e
r z r z
k T rr z r e b e( , ) ( ),max
( , ) ( , )
( )max
= ×-
-FHG
IKJ
F F
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AA
BB
CC
DD
A) minimal magnetic field for enclosure (depending on electrode geometry)
C) radial losses by diffusion across fieldlines
B) radial enclosure criteria (Briollionflow / Gabor: )
D) maximum longitudinal enclosure (anodepotential)
n Be µ 2
Theory on Gabor lens
Workfunction
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10 cm
Plasmagenerator (HIEFS)
Extraktionssystem
Druckmessung 2Faradaytasse 1
Lochblende
Solenoide (max. 0.73 T)mit Einsätzen
Turbomolekular-pumpe (500 l/s)
Druckmessung 1
Turbomolekular-pumpe (240 l/s)
Turbomolekular-pumpe (500 l/s)
Druckregelung
Druckmessung 3
Strommessung(Æ=35 mm)
Emittanz-meßanlage
Faradaytasse 2
SEU-Blende
RGI Spektrometer
Profilmessung (mech.)
Profilmessung (optisch)
Transportmessungen an einem Argon-Strahl
Ar+, I =600 mA, U =10 keVFDT ex
Ergebnisse der Messungen
B =80E-4 T, U =4 kVz AB =40E-4 T, U =2 kVz A
ElektroneneinschlußU =5 kVA
B =0,09 TZ
p =4,0E-5 mbar
r in [*
0,08 m
m]
Inte
nsi
tät
Inte
nsi
tät
r in [*0,08 mm]
r in [*0,08 mm]
ProtoneneinschlußU =5 kVA
B =0,09 TZ
p =9,9E-3 mbar
r in [*0,08 mm]
r in [*
0,08 m
m]
Inte
nsi
tät
Inte
nsi
tät
r in [*0,08 mm]
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Eignet sich die Gabor-Plasma-Linse-
zum Transport von H - Strahlen?
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Solenoid
AnodenErdelektroden
Ionen-strahl
-e
-e
Diplomarbeit
Untersuchungen zum Transportniederenergetischer und hochperveanter
Strahlen schwerer Ionenmit einer
Doppel-Gabor-PlasmalinseOliver Meusel
IAP Uni - FrankfurtNovember 2000
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AperturD=10 mm
Ionenquelle
Solenoid (max. 0.73T)
500l/sTurbopumpe
Restgasionen-spektrometer (RGI)
Faradaytasse
Allison Emittanzmeß-
anlage
500l/sTurbopumpe
10 cm
Absorber
CCD-Kamera
Ringelektroden für denElectroneneinschluß
(Gaborlinse)
Dekompensationsblende zur Separation der Strahldrift
Druckmessung und -kontrolle
Ergebnisse der Messungen
Transportmessungen
+Xe , I =0,63 mA, U =12,5 keVFDT ex
+He , I =3,97 mA, U =12,5 keVFDT ex
B =0,021T, F =3,5kVz A1/2
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AperturD=14 mm
GPL 2F = 6500 Vmax
B = 0,0225 Tmax
270l/sTurbo pump
10 cm
500l/sTurbo pump
500l/sTurbo pump
CCD-camera
RGI - spectrometer
Faraday cup
Allison type Emittance measurement
Absorber
Presuremesurement
Ion source
GPL 1F = 6500 Vmax
B = 0,0225 Tmax
Presuremeasurement
and control
Faraday cup
+Schematischer Aufbau der He - LEBTU =20 kV, I =10 mAex ex
+He , I =8,4 mA, U =14 kVFDT ex
Testinjector 1
D PRFQ GPLGPL IS Powersupply20 kV
T BiGPL
Ionenquelle & LEBTBeschleunigerLinse &
Targetkammer
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Zukunftsplan: Aufbau des Testinjektor 1
Blendeneinsatz
Spulen
Streben
Rezipient
Erdelektroden
Anode
Aufbau und externe Felder der BiGPL
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Ende des Vortragsund der
Entwicklung der Gabor - Linse?
offene Fragen bei den Einsatzmöglichkeiten:
- Temperaturbestimmung (opt. Spektroskopie)- Dichtebestimmung (Mikrowelleninterferometrie)- Dichteverteilung (Fadenstrahlexperiment)- Aufbauzeit- Transport gepulster Strahlen
offene Fragen bei der Linsendiagnostik:
- Hochstrominjektoren- MEBT - Sektionen- Ringe
-- H - Transport- Fallen für p, e
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