Перевертайло В. В. Резонансні надвисокочастотні системи у допробійному електричному режимі

В дисертації розв’язано актуальну науково-прикладну задачу розробки наукових і технічних основ побудови і практичного використання резонансних НВЧ систем у допробійному електричному режимі для електрофізичної та технологічної апаратури з поліпшеними показниками. Для цього досліджувалися: - принципи побудови та характеристики резонансних НВЧ систем типу "розрізане кільце" та його модифікації багатокільцевого резонатора з усестороннім збудженням та спільним розрядним зазором за високого тиску робочого газу та з безпровідним НВЧ живленням; - принципи побудови та характеристики резонансної НВЧ системи розрядно-камерного типу; - характеристики високоенергетичних нейтральних атомів, відбитих від поверхні елементів розрядної камери резонансної НВЧ системи при іонному бомбардуванні. Були одержані такі нові наукові результати: Вперше отримано результати моделювання напруженості електричного поля у резонаторі типу "розрізане кільце", розрахованому на резонансну частоту 2,45 ГГц для роботи за високого тиску робочого газу, при цьому застосовується, замість провідного, безпровідне НВЧ енергоживлення. Максимальна напруженість поля виникає у локалізованій області зазору резонатора, що підтверджено експериментально. Вперше запропоновано та досліджено багатокільцевий резонатор з усестороннім збудженням (як модифікацію резонатора типу "розрізане кільце") у вигляді системи ортогональних розрізаних кілець, що утворюють спільний розрядний зазор, для робочої частоти 2,45 ГГц та отримані результати моделювання напруженості електричного поля у його зазорі в залежності від потужності НВЧ живлення. Вперше отримано результати фізико-топологічного 3D моделювання розподілу напруженості електричного поля у резонаторі розрядно-камерного типу з урахуванням його геометрії та параметрів матеріалів конструктивних елементів системи за умови поширення в ній основного типу коливань Н11, що дозволило розробити та сконструювати НВЧ резонатор розрядно-камерного типу для роботи за частоти 2,45 ГГц за низького тиску робочого газу у технологічних цілях: іонізація газу для генерації пучків іонів та високоенергетичних нейтральних частинок у електрофізичних і технологічних пристроях. Вперше отримано результати залежності між потужністю НВЧ генератора та напруженістю поля, що виникає у резонаторі розрядно-камерного типу за низького тиску робочого газу у допробійному електричному режимі, з урахуванням провідності стінок камери хвилеводного тракту, наявності діелектричної вставки та геометрії системи в цілому шляхом фізико-топологічного 3D моделювання. Такий підхід дозволив найбільш точно встановити потужність НВЧ живлення, необхідну для виникнення напруженості електричного пробою та ініціювання газового розряду в системі. Був успішно випробуваний в експериментальному виробництві багатошарового плівкового покриття у складі магнетронної розпилювальної системи (МРС) розроблений НВЧ резонатор розрядно-камерного типу у якості активатора газу. Запропоноване технологічне застосування розробленого приладу дозволило понизити робочий тиск МРС в цілому. У конструкції розробленого технічного рішення реалізовані результати нових досліджень і отриманих даних по коефіцієнтам відбиття частинок та енергій для іонів кисню та аргону при різних кутах падіння на металеві частини конструкції системи.