The development of the positive space charge plasma lens for manipulating high current beams of negatively charged particles

Abstract

We describe the development of the plasma lens with dynamic positive space charge for manipulating and focusing intense beams of negative charge particles. Floating potential spatial distributions in lens with modified magnetic field are investigated. It is shown that magnitude of magnetic field at the lens cloud area doesn’t impact essentially on floating potential distributions. Interrelation between the value of floating potential maximum and anode potential value is demonstrated experimentally. With anode potential growing the efficiency of space charge creation decreases and the electric field magnitude depends weakly upon anode potential at given pressure in the lens.

Представлено вдосконалення плазмової лінзи з динамічним позитивним просторовим зарядом задля керування сильнострумовими пучками негативно заряджених часток. Досліджено просторовий розподіл плаваючого потенціалу в лінзі зі зміненим магнітним полем. Показано, що зменшення магнітного поля в області накопичення заряду не справляє суттєвого впливу на розподіл потенціалу в об'ємі. Експериментально продемонстровано взаємозв'язок між значенням максимуму плаваючого потенціалу та анодним потенціалом в системі. Ефективність трансформації анодного потенціалу у фокусуючий потенціал лінзи падає зі зростанням першого в досліджених межах тиску в об'ємі лінзи.

Представлены результаты дальнейшего развития плазменной линзы с динамическим положительным пространственным зарядом для управления сильноточными пучками отрицательно заряженных частиц. Исследовано пространственное распределение плавающего потенциала в линзе с измененным магнитным полем. Показано, что уменьшение магнитного поля в области накопления заряда не оказывает существенного влияния на распределение потенциала в объеме. Экспериментально продемонстрирована взаимосвязь величины максимума плавающего потенциала с анодным потенциалом в системе. Эффективность трансформации анодного потенциала в фокусирующий потенциал линзы падает с ростом первого в пределах измеренных давлений в объеме линзы.