[发明专利]一种窄束型线性离子源

权利要求书

1.一种窄束型线性离子源，其特征在于，包括阴极外环盖板(1)、阴极内环盖板(2)、阴极壳体(3)、环形阳极(4)、绝缘支柱(5)、条形磁钢(6)、气体电离室(7)和环形离子束引出口(8)；所述阴极外环盖板(1)和阴极内环盖板(2)在阴极壳体(3)的顶部开口处，环形离子束引出口(8)在阴极外环盖板(1)和阴极内环盖板(2)之间，环形阳极(4)固定在绝缘支柱(5)上，环形阳极(4)和绝缘支柱(5)在阴极壳体(3)内部，绝缘支柱(5)的底部在阴极壳体(3)上，气体电离室(7)在环形阳极(4)上表面和环形离子束引出口(8)之间，条形磁钢(6)在环形阳极(4)的环形开口内；条形磁钢(6)和环形阳极(4)、阴极外环盖板(1)、阴极内环盖板(2)构成了环形放电槽，阴极外环盖板(1)、阴极内环盖板(2)和阴极壳体(3)构成了整个线性离子源的外壳；所述阴极壳体(3)、环形阳极(4)、阴极内环盖板(2)上分别设有冷水道(9)，阴极外环盖板(1)与阴极壳体(3)相连；所述在环形阳极(4)和条形磁钢(6)之间设有通气管道(10)，通气管道(10)延伸到阴极壳体(3)的底部；所述阴极壳体(3)的底部设有与通气管道(10)相连接的气体缓冲结构(30)。

2.根据权利要求1所述一种窄束型线性离子源，其特征在于，所述在剖面图中，环形离子束引出口(8)上设有倒梯形和长方形，倒梯形的短底边为W，长方形的宽也为W，长方形的长为L；所述倒梯形的两个斜边形成角度a；长方形的长L在一定数值范围内增加，可以约束气流方向至单向运动；倒梯形口的角度a在一定数值范围内减小，可以约束流体或等离子体的运动方向，且约束后运动方向的角度较小，能够达到约束离子束流的作用。

3.根据权利要求1所述一种窄束型线性离子源，其特征在于，所述通过冷水道(9)对环形阳极(4)、阴极内环盖板(2)和阴极腔壳(3)进行冷却，阴极外环盖板(1)通过与阴极腔体(3)的接触实现传热冷却。

4.根据权利要求3所述一种窄束型线性离子源，其特征在于，所述气体电离室(7)的高度为2～3mm，即环形阳极(4)的上表面至阴极外环盖板(1)或阴极内环盖板(2)的下表面距离为2～3mm。

5.根据权利要求4所述一种窄束型线性离子源，其特征在于，所述阴极腔体(3)的内部开设多个沉孔，绝缘支柱(4)的底部嵌入在所述沉孔内。

6.根据权利要求5所述一种窄束型线性离子源，其特征在于，所述阴极外环盖板(1)、阴极内环盖板(2)与阴极腔体(3)通过螺栓相连，环形阳极(4)和绝缘支柱(5)通过螺栓(11)相连。

7.根据权利要求1所述一种窄束型线性离子源，其特征在于，所述气体缓冲结构(30)包括相互连接的一级缓冲室(31)和二级缓冲室(32)，一级缓冲室(31)上设有一级进气口(311)和一级出气口(312)，二级缓冲室(32)上设有二级进气口(321)和二级出气口(322)，一级进气口(311)在一级缓冲室(31)的底部，一级出气口(312)向一级缓冲室内(31)凸起的两侧，二级进气口(321)和一级出气口(312)重合，二级出气口(322)和阴极壳体(3)底部的通气管道(10)相连。

8.根据权利要求1所述一种窄束型线性离子源，其特征在于，所述条形磁钢(6)为Fe-Co-Ni永磁体。

9.根据权利要求2所述一种窄束型线性离子源，其特征在于，所述角度a为60°时离子束能量较为均匀，且线束宽度较窄，稳定性较高。

10.根据权利要求3所述一种窄束型线性离子源，其特征在于，所述气体电离室(7)高度数值的来源是根据帕邢定律得出。