[发明专利]一种基于空心阴极放电的潘宁离子源

权利要求书

1.一种基于空心阴极放电的潘宁离子源（1），包括阳极筒（11）、阴极网（12）、磁极（13）、绝缘套（14）、阴极座（15）、进气孔（16）、空心阴极板（17）、加速极（18）、陶瓷套（19）；其中空心阴极板（17）固定在阴极座（15）上形成空心阴极放电组件（102），空心阴极板（17）上设置有多组阵列孔道（01），阴极座（15）上设置有进气孔（16）及第一水冷腔（103）、空心阴极放电组件（102）内装配有陶瓷套（19），进气孔（16）及阴极座（15）、陶瓷套（19）、空心阴极板（17）所形成的空腔为匀气腔（101），空心阴极放电组件（102）通过绝缘套（14）与阳极筒（11）之间螺栓禁锢并实现电位悬浮，磁极（13）套装在阳极筒（11）上，阳极筒（11）设置有第二水冷腔（104）、阴极网安装孔（105），阴极网（12）及加速极（18）结构完全相同，其包括电极绝缘套（001）、电极（002）、栅网（003），栅网（003）固定在电极（002）上，电极（002）通过电极绝缘套（001）及带有绝缘套的螺栓禁锢在阳极筒（11）的安装孔（105）上。

2.根据权利要求1所述的基于空心阴极放电的潘宁离子源，其特征在于：潘宁离子源（1）设置有两个水冷腔，其中第一水冷腔（103）为阴极座（15）多板焊接形成的冷却腔，对绝缘套（14）、陶瓷套（19）、空心阴极板（17）进行冷却；阳极筒（11）内焊接有环形隔条所形成的第二水冷腔（104），对阳极筒（11）、安装孔（105）及磁极（13）进行冷却。

3.根据权利要求1所述的基于空心阴极放电的潘宁离子源，其特征在于：潘宁离子源（1）的空心阴极放电组件（102），施加负电压，阴极网（12）及加速极（18）为负电位，加速极（18）电势大于阴极网（12），阳极筒为正电位，空心阴极放电组件（102）施加的负电压与阴极网（12）上的负电压电势相同。

4.根据权利要求1所述的基于空心阴极放电的潘宁离子源，其特征在于：所述磁极（13）的磁场为以永磁体所形成的单一极性磁场，或为线圈绕制单相线圈，单相线圈为正弦、余弦、三角、矩形波形的频率、电压可调的电磁线圈。

5.根据权利要求1所述的基于空心阴极放电的潘宁离子源，其特征在于：所述绝缘套（14）为L型绝缘套，将阳极筒（11）及空心阴极放电组件（102）进行绝缘包覆，材料为聚四氟乙烯、聚苯酯；陶瓷套（19）对阴极座内腔进行绝缘包覆，同时陶瓷套（19）为多孔陶瓷，其设置有大量烧制形成的孔道，吸附工艺气体，有利于实现工艺气体的稳定均匀输出。

6.根据权利要求1所述的基于空心阴极放电的潘宁离子源，其特征在于：阴极网（12）及加速极（18）上设置的孔道相互贯通作为离子通道，栅网（003）为不锈钢扎花网或不锈钢网孔板。

7.根据权利要求1所述的基于空心阴极放电的潘宁离子源，其特征在于：所述空心阴极板（17）为高熔点、低逸出功、低溅射产额的金属板，该金属板为钽、钨中的一种，其厚度为6-20mm。

8.根据权利要求1所述的基于空心阴极放电的潘宁离子源，其特征在于：所述空心阴极板（17）上设置有一定数量的阵列孔道，作为空心阴极放电源，其孔道直径为0.5-5mm。