利用稀薄气体中的高频放电现象使气体电离,一般用来产生低电荷态正离子,有时也从中引出负离子,作为负离子源使用。
在高频电场中,自由电子与气体中的原子(或分子)碰撞,并使之电离。带电粒子倍增的结果,形成无极放电,产生大量等离子体。高频离子源的放电管一般用派勒克斯玻璃或石英管制作。高频场可由管外螺线管线圈产生,也可由套在管外的环形电极产生。前者称为电感耦合,后者称为电容耦合高频振荡器频率为10 ~10 Hz,输出功率在数百瓦以上。
从高频离子源中引出离子可有两种方式。一种是在放电管顶端插入一根钨丝作为正极,在放电管尾端装一带孔负电极,并把该孔做成管形,从中引出离子流。另一种方式是把正极做成帽形,装在引出电极附近,而放电区则在它的另一侧。不管采用哪种引出方式,金属电极都要用石英或玻璃包起来,以减少离子在金属表面的复合。
在高频放电区域中加有恒定磁场时,由于共振现象可提高放电区域中的离子浓度。有时,还在引出区域加非均匀磁场来改善引出。
弧放电离子源
在均匀磁场中,由阴极热发射电子维持气体放电的离子源。为了减少气耗,放电区域往往是封闭的。阳极做成筒形,轴线和磁场方向平行。磁场能很好地约束阴极所发射的电子流,在阳极腔中使气体的原子(或分子)电离,形成等离子体密度很高的弧柱。离子束可以垂直于轴线方向的侧向引出,也可以顺着轴线方向引出。