Разработка холодных катодов на основе бериллия и алюминия для гелий-неоновых лазеров с повышенной долговечностью

• Автор: Лищук, Николай Вячеславович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 187 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ ХОЛОДНЫХ КАТОДОВ ГАЗОВЫХ ЛАЗЕРОВ С ПОВЫШЕННОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТЬЮ
1.1. Современные холодные катоды и требования, предъявляемые к ним
1.2. Физические процессы, протекающие в гелий
1.3. неоновой плазме и на поверхности
1.4. холодного катода, определяющие условия его работы
1.3. Материалы, используемые для изготовления холодных катодов и способы изготовления подложки
1.4. Анализ способов формирования эмиссионного слоя и влияния его параметров на долговечность катода
1.5. Методы прогнозирования срока службы холодных катодов
Глава 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАТОДА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И РАЗРАБОТКА ПРИБОРОВ ДЛЯ ИХ РЕАЛИЗАЦИИ
2.1. Метод исследования процесса очистки подложки холодных катодов
2.2. Метод исследования процесса окисления катодов в тлеющем разряде в кислороде
2.3. Метод измерения распределения плотности тока
по катоду
2.4. Методы исследования эмиссионных свойств холодных катодов

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНЫХ
КАТОДОВ И ИХ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
3.1. Очистка подложек холодных катодов
3.2. Исследование процесса окисления холодных
катодов в тлеющем разряде в кислороде
3.3. Исследование характеристик эмиссионных
оксидных пленок, полученных различными способами
3.4. Исследование химического состава эмиссионных оксидных пленок, полученных различными способами 103 Глава 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНЫХ
КАТОДОВ С ПОВЫШЕННОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТЬЮ
4.1. Алгоритм разработки технологического процесса изготовления холодных катодов с повышенной долговечностью
4.1. Выбор материалов и разработка способов
изготовления подложек холодных катодов
4.3. Разработка способа получения оптимального микрорельефа рабочей поверхности холодного катода
4.4. Подготовка подложки к созданию оксидного слоя
4.5. Создание эмиссионного слоя с заданными параметрами
4.6. Стабилизация свойств эмиссионной поверхности
4.7. Разработка метода ускоренных испытаний холодных

катодов
4.8. Схема технологического процесса
изготовления долговечных холодных катодов
Глава 5. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ХОЛОДНЫХ КАТОДОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ДОЛГОВЕЧНОСТИ
5.1. Бериллиевые катоды для датчиков лазерных гироскопов
5.2. Алюминиевые катоды для моноблочных
гелий-неоновых лазеров
5.3. Тонкостенные алюминиевые катоды для гелий-неоновых лазеров массового применения
5.4. Алюминиевые катоды для технологической очистки
лазеров
5.5. Конструктивное усовершенствование газовых лазеров, обеспечивающее оптимальные условия
эксплуатации катода
5.6. Исследование долговечности разработанных
холодных катодов
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

В процессе механической обработки как бериллиевых, так и алюминиевых подложек происходит загрязнение поверхности, наклеп поверхностного слоя, образуются структурные дефекты. Авторы [73] обращают внимание на тот факт, что значительное влияние на структуру тонких окисных пленок оказывают шероховатость и степень загрязненности окисляемой поверхности. Дефекты структуры окисной пленки могут быть обусловлены механической обработкой, поэтому после нее подложки нуждаются в очистке и дополнительной обработке. С этой целью производится их обработка в химических растворах, что, в свою очередь, приводит к образованию на подложках нежелательных соединений в результате взаимодействия химреактивов с материалом подложки. Подложки из бериллия очищаются и обезжириваются промывкой в ацетоне, горячем трихлорэтилене и просушиваются в сушильном шкафу.
Подложки из алюминия, помимо промывки в бензине и очистки в трихлорэтилене, подвергаются химической полировке в растворе различных кислот для сглаживания микровыступов. Затем они отмываются от остатков полировочного раствора в азотной кислоте, деионизованной воде и ацетоне.
Такая традиционная химическая обработка наряду с положительными эффектами имеет ряд недостатков:
на поверхности подложек образуются соединения компонентов химических растворов и материала подложки;
с поверхности бериллиевых подложек не удаляется деформированный слой (наклеп, структурные дефекты) и не достигается оптимальный и однородный рельеф поверхности.