طراحي و ساخت آشكارساز فنجان فارادي مخروطي براي اندازه گيري دقيق جريان باريكه يون آرگن در دستگاه هليكن اميركبير

Design and construction of the conical Faraday cup for measuring the Argon ion beam current in Amirkabir Helicon Ion Source

طراحي و ساخت فنجان فارادي با هندسه داخلي مخروطي و حلقه بازگرداننده الكترون ثانويه براي باريكه يون Ar دستگاه هليكن اميركبير انجام شد. نتايج شبيه¬سازي توسط نرم¬افزار CST STUDIO SUITE نشان مي¬دهد كه هندسه داخلي مخروطي مي¬تواند با تغيير زاويه انتشار ذرات ثانويه منجر به گيراندازي اين ذرات شود. نتايج نشان مي¬دهد كه براي انرژي باريكه از 5 تا keV30، ميزان كاهش خطا در اندازه¬گيري توسط فنجان مخروطي نسبت به هندسه استوانه¬اي، از 34 تا 45 درصد تغيير مي¬كند. اثر حلقه بازگرداننده نيز توسط كار تجربي مشاهده شد. با اعمال يك ولتاژ منفي تا حدودV300-، جريان اندازه¬گيري شد كه در ولتاژ V150- به ميزان 0.25 مقدار اوليه خود رسيد و پس از آن ثابت ماند.

The design and construction of a Faraday cup with conical interior geometry and a secondary electron suppressor ring were performed for the Argon ion beam of Amirkabir Helicon Ion Source. The simulation results by the CST STUDIO SUITE software show that the conical interior geometry leads to capture the secondary particles by changing their emission angle. The results show that for a beam energy of 5 to 30keV, the error reduction of measurement for the conical cup varies from 34 to 45 percent relative to the common cylindrical cup. The effect of the suppressor ring was also observed in the empirical work. By applying a negative voltage to the ring up to -300V, the current was measured. It was founded that the FC current rapidly decreased by increasing the suppressor voltage up to -150V. At this voltage, the current reached to one fourth of its initial value, and then remained constant.