利用稀薄氣體中的高頻放電現象使氣體電離,一般用來產生低電荷態正離子,有時也從中引出負離子,作為負離子源使用。
在高頻電場中,自由電子與氣體中的原子(或分子)碰撞,并使之電離。帶電粒子倍增的結果,形成無極放電,產生大量等離子體。高頻離子源的放電管一般用派勒克斯玻璃或石英管制作。高頻場可由管外螺線管線圈產生,也可由套在管外的環形電極產生。前者稱為電感耦合,后者稱為電容耦合高頻振蕩器頻率為10 ~10 Hz,輸出功率在數百瓦以上。
從高頻離子源中引出離子可有兩種方式。一種是在放電管頂端插入一根鎢絲作為正極,在放電管尾端裝一帶孔負電極,并把該孔做成管形,從中引出離子流。另一種方式是把正極做成帽形,裝在引出電極附近,而放電區則在它的另一側。不管采用哪種引出方式,金屬電極都要用石英或玻璃包起來,以減少離子在金屬表面的復合。
在高頻放電區域中加有恒定磁場時,由于共振現象可提高放電區域中的離子濃度。有時,還在引出區域加非均勻磁場來改善引出。
弧放電離子源
在均勻磁場中,由陰極熱發射電子維持氣體放電的離子源。為了減少氣耗,放電區域往往是封閉的。陽極做成筒形,軸線和磁場方向平行。磁場能很好地約束陰極所發射的電子流,在陽極腔中使氣體的原子(或分子)電離,形成等離子體密度很高的弧柱。離子束可以垂直于軸線方向的側向引出,也可以順著軸線方向引出。