[发明专利]一种可调式离子源及静电约束聚变反应器

说明书

本发明公开了一种可调式离子源及静电约束聚变反应器，涉及等离子体领域，可解决现有技术中当调整离子束照射在样品上的强度或聚焦点位置时需要打开真空腔体而导致耽误时间、影响工艺参数的准确性与一致性的问题。本发明可调式离子源，包括一端开口的壳体，所述壳体内设有离子束产生单元，所述离子束产生单元产生的离子束可由所述开口射出所述壳体，所述壳体包括管状侧壁，所述管状侧壁的至少一段为波纹管，所述壳体包括位于所述波纹管远离所述开口一侧的安装部，所述离子束产生单元安装于所述安装部上。本发明用于提供离子束。

技术领域

本发明涉及等离子体领域，尤其涉及一种可调式离子源及静电约束聚变反应器。

背景技术

离子源是一种能使中性原子或分子电离，并从中引出离子束流的装置，应用于各种类型的离子加速器、质谱仪、电磁同位素分离器、离子注入机、离子束刻蚀装置、离子推进器以及受控聚变装置中的中性束注入器等设备。气体放电、电子束对气体原子(或分子)的碰撞，带电粒子束使工作物质溅射以及表面电离过程都能产生离子，并被引出成束。通常情况下，基于气体放电的各种离子源，都能够提供一定的离子束流。

离子源是一种能够提供离子束的装置，其中，等离子体离子源是应用最多的一类，利用电场及磁场将离子从一团等离子体中引出来。离子源所提供的离子束主要有以下几项参数：离子束流强度、有用的离子百分比、束的聚焦性能、离子源效率及工作寿命。其中束的聚焦性能最为关键，直接关系到离子束流强度、有用的离子百分比、离子源效率等相关性能。

现有离子源通过法兰密封固定于真空腔体的外表面上，其产生的离子束用于照射真空腔体内的样品。然而，法兰位置固定导致离子源不可移动，在实际应用中当需要调整离子束照射在样品上的强度或聚焦点位置时只能通过调整样品的位置来满足需求，而调整样品位置则需要打开真空腔体，使得已经设定好的真空环境被破坏，而重新设定离子源工作的真空环境不仅耽误时间，也会影响工艺参数的准确性与一致性。

发明内容

本发明的实施例提供一种可调式离子源及静电约束聚变反应器，可解决现有技术中当调整离子束照射在样品上的强度或聚焦点位置时需要打开真空腔体而导致耽误时间、影响工艺参数的准确性与一致性的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供了一种可调式离子源，包括一端开口的壳体，所述壳体内设有离子束产生单元，所述离子束产生单元产生的离子束可由所述开口射出所述壳体，所述壳体包括管状侧壁，所述管状侧壁的至少一段为波纹管，所述壳体包括位于所述波纹管远离所述开口一侧的安装部，所述离子束产生单元安装于所述安装部上。

进一步的，还包括第一驱动单元、第二驱动单元以及第三驱动单元；所述第一驱动单元可驱动所述安装部沿所述壳体的深度方向移动；所述第二驱动单元可驱动所述安装部绕垂直于所述壳体深度方向的第一轴转动；所述第三驱动单元可驱动所述安装部绕垂直于所述壳体的深度方向、且垂直于所述第一轴的第二轴转动。

进一步的，所述第一驱动单元包括移动件和第一调节结构，所述移动件固定于所述波纹管的外表面上，所述第一调节结构可驱动所述移动件沿所述壳体的深度方向移动；所述第二驱动单元包括转动件和第二调节结构，所述转动件一端与所述移动件通过所述第一轴转动连接，另一端与所述安装部通过所述第二轴转动连接，所述第二调节结构可驱动所述转动件绕所述第一轴转动。

进一步的，所述移动件包括第一环形部，所述第一环形部套接于所述波纹管的外表面上；所述转动件包括第二环形部，所述第二环形部套设于所述第一环形部远离所述开口一侧的所述管状侧壁外，所述第二环形部靠近所述第一环形部的一侧的对称位置与所述第一环形部均通过所述第一轴转动连接，所述第二环形部远离所述第一环形部的一侧的对称位置与所述安装部均通过所述第二轴转动连接。