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Accueil > Support > Soutien technique > Mécanique > Projets > 23.1 DIAM

2.21 Optique faisceau- Lentille de Einzel

Optique faisceau

Optique faisceau

Lentille de Einzel

Th.Dupasquier[1] ; G.Gelin[1] ; F.Mounier[1] ; A.Eynard[1] ; A.Benoit[1] ; Th.Alliaume [1] ; C.Peaucelle[2]

[1] Service Etude et Réalisation Mécanique IPNL
[2] Service Accélérateurs IPNL

Entre la source ECR, où est généré le plasma, et le filtre de Wienn, où sont triées les particules, la lentille de Einzel, optique compacte de faisceau, permet de focaliser le faisceau de le rendre à bords parallèles avant le tri en masses.

Principe de la lentille de Einzel

Cet élément d’optique a été calculé et défini par le service accélérateur. Il est composé de trois anneaux, ou lentilles. Deux d’entre eux sont à la masse, le troisième, au centre, est porté à une tension pouvant atteindre 20kV [Fig 1].

Les anneaux à la masse défocalisent le faisceau, alors que l’anneau centraln, porté à la haute tension, focalise. L’ensemble des lentilles défocalisante / focalisante / défocalisante se comporte comme une lentille focalisante.

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Fig 1
Schéma de principe

Contraintes techniques

  • Dimensionnelles (faible encombrement)
  • Fonctionnement sous vide 10e-6 mbar
  • Isolation électrique de l’anneau haute tension
  • Apport de la haute tension
  • Démontable

Solutions

  • Corps monobloc
  • Anneaux défocalisants ajustables
  • Bride haute tension soutenant l’anneau focalisant
  • Anneau focalisant suspendu à la bride
  • Module haute tension démontable sans démontage du corps de lentille
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Fig 2
Maquette CAO 3D (Conception Th.Dupasquier)

Réalisation

L’ensemble des pièces qui compose la lentille a été réalisé à l’atelier de l’IPNL, à l’exception du passage électrique étanche au vide acheté auprès d’une entreprise spécialisée.

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Photo 1
Ensemble des pièces usinées et soudées TIG (Réalisation IPNL)
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Photo 2
Détail de l’anneau Haute Tension 20 kV (Réalisation IPNL)
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Photo 3
Lentille sur ligne faisceau (Montage et intégration IPNL)

Tests et résultats

Lors des premiers tests, nous avons obtenu un faisceau de 1mA à une tension de 13.9kV, mesuré par cage de faraday en sortie de filtre de Wienn.

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Fig 3
Résultats de la première mise en tension (Réalisation : Service Accélérateurs)