[發明專利]一種用于低功率電推進器的背照式光陰極

有效

• 申請號: 201710433711.1
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107256818B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 朱悉銘;寧中喜;韓星;劉晨光;孟圣峰;王彥飛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01J1/34
• 分類號: H01J1/34
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 畢雅鳳

一種用于低功率電推進器的背照式光陰極，涉及低功率電推進器領域，為了解決現有的陰極無法滿足低功率電推進器的需求的問題。該陰極的石英體和陽極板相對平行放置，石英體面向陽極板的一側設有ITO薄膜，陽極板上施加的電壓高于ITO薄膜的電壓；紫外光源出射的紫外光由石英體透射至ITO薄膜，ITO薄膜將紫外光全反射，ITO薄膜逸出的電子由陽極板的孔洞穿出。本發明適用于低功率電推進器。

技術領域

本發明涉及低功率電推進器領域，具體涉及用于代替傳統空心陰極的背照式光陰極。

背景技術

空心陰極作為電子源為霍爾推進器和離子推進器提供電子進行工質電離和作為中和器中和離子羽流。由于空心陰極作為系統串聯部件，其壽命和性能決定了整個系統的性能和壽命。現有的陰極基于等離子體放電，引起材料的高溫蒸發和高能離子濺射，因此腐蝕陰極，降低陰極壽命。

隨著微小衛星發展對低功率電推進器的迫切需求，也對陰極提出了長壽命、結構小巧等新的要求。各國在研制適合低功率電推進器使用的陰極時往往采用減小陰極結構尺寸和降低功率和氣流的措施，但同時帶來了陰極壽命進一步降低的不良影響。現有技術只能在空心陰極原有結構上優化尺寸設計和其他各項參數，效果不理想。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的陰極無法滿足低功率電推進器的需求的問題，從而提供一種用于低功率電推進器的背照式光陰極。

本發明所述的一種用于低功率電推進器的背照式光陰極，包括石英體、ITO薄膜和紫外光源；

石英體和陽極板相對平行放置，石英體面向陽極板的一側設有ITO薄膜，陽極板上施加的電壓高于ITO薄膜的電壓；

紫外光源出射的紫外光由石英體透射至ITO薄膜，ITO薄膜將紫外光全反射，ITO薄膜逸出的電子由陽極板的孔洞穿出。

優選的是，石英體為石英三棱鏡，ITO薄膜設置在三棱鏡的側面。

優選的是，石英體為圓柱形，ITO薄膜設置在圓柱的底面。

優選的是，紫外光源采用紫外線激光器或紫外燈實現。

優選的是，還包括凹面鏡和平面鏡；紫外光源采用推進器羽流區的輻射光實現；

推進器羽流區的輻射光依次經凹面鏡和平面鏡反射至石英體。

優選的是，陽極板為圓環形或均勻分布多個圓孔的圓形。

本發明的陰極基于紫外光放電，避免了基于等離子放電引起的陰極腐蝕，從而提高了陰極的使用壽命，而且在不消耗推進劑的情況下給小功率推進器提供高能電子，與現有的陰極相比，不消耗推進劑，省去了供氣設備、簡化供電設備，有效減少了系統總質量。本發明具有使用壽命長、體積小、重量輕的特點。

附圖說明

圖1是具體實施方式二所述的一種用于低功率電推進器的背照式光陰極的結構示意圖；

圖2是具體實施方式三所述的一種用于低功率電推進器的背照式光陰極的結構示意圖；

圖3是具體實施方式四所述的一種用于低功率電推進器的背照式光陰極的結構示意圖；

圖4是具體實施方式五中的圓環形陽極板的結構示意圖；

圖5是具體實施方式五中的均勻分布多個圓孔的圓形陽極板的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式所述的一種用于低功率電推進器的背照式光陰極，包括石英體100、ITO薄膜200和紫外光源400；

石英體100和陽極板300相對平行放置，石英體100面向陽極板300的一側設有ITO薄膜200，陽極板300上施加的電壓高于ITO薄膜200的電壓；